Теплогенератор для биореактора

 

Изобретение относится к теплогенераторам, преобразующим энергию ветра в тепловую, и может быть использовано для обогрева биомассы в биореакторах. Технический результат заключается в упрощении конструкции теплогенератора за счет исключения теплообменника, нагревающего рабочую жидкость другой греющей средой, и создании благоприятных условий для жизнедеятельности микроорганизмов, обеспечивающих метановое сбраживание биомассы. Теплогенератор содержит корпус с поярусно размещенными секциями, вал, ветродвигатель, нагнетательный и всасывающий трубопроводы, причем каждая секция имеет верхний и нижний фланцы, соединенные через перегородки. Сверху на валу установлена полумуфта, соединенная с полумуфтой вала карусельного ветродвигателя. Генератор содержит дополнительно лопатки в виде дисков, неподвижные диски, расположенные в горизонтальной плоскости, металлическую втулку, спиралеобразную поверхность, прикрепленную к втулке, рабочее колесо насоса и выходной патрубок. Входной патрубок соединен с биореактором, шаровой кран установлен на всасывающем трубопроводе, а циркуляционный электронасос установлен на байпасном трубопроводе с запорными устройствами до и после насоса. 3 ил.

Изобретение относится к теплогенераторам, преобразующим энергию ветра в тепловую, и может быть использовано для обогрева биомассы в биореакторах.

Известен теплогенератор для биореактора, содержащий корпус с поярусно размещенными секциями (см., например, RU 2125687 С1, кл. F 24 J 3/00, 27.01.1999), по совокупности существенных признаков принятый за ближайший аналог изобретения (прототип).

Недостатками теплогенератора являются сложность конструкции, низкая по сравнению с крыльчатыми двигателями эффективность и значительные габариты.

Технический результат заключается в упрощении конструкции теплогенератора и создании благоприятных условий для жизнедеятельности микроорганизмов, обеспечивающих метановое сбраживание биомассы.

В теплогенераторе для биореактора, содержащем корпус с поярусно размещенными секциями, согласно изобретению секции контактируют через вал с ветродвигателем, а через нагнетательный и всасывающий трубопроводы с биореактором, каждая секция имеет верхний и нижний фланцы, соединенные между собой через перегородки, выполненные из теплопроводного материала, например латуни, сверху на валу, упертом в упорный подшипник, установленный в основании корпуса, установлена полумуфта, соединенная с полумуфтой вала карусельного ветродвигателя, к нижней части вала прикреплены лопатки, выполненные в виде дисков, при этом к внутренней стенке теплогенерирующей секции прикреплены неподвижные диски, расположенные между лопатками в горизонтальной плоскости, а в теплоаккумулирующей секции между перегородками установлена по оси вала металлическая втулка, имеющая зазор с валом, к которой прикреплена одним концом спиралеобразная поверхность, в насосной секции к верхней части вала прикреплено рабочее колесо насоса, а слева к ней прикреплен выходной патрубок, а к крышке прикреплен входной патрубок, соединенный через всасывающий и нагнетательный трубопроводы с биореактором, причем на всасывающем трубопроводе установлен шаровой кран, а запасной циркуляционный электронасос установлен на байпасном трубопроводе с запорными устройствами до и после насоса.

На фиг.1 изображен теплогенератор для биореактора (общий вид); на фиг.2 изображен теплогенератор в системе получения биогаза; на фиг.3 изображен разрез по А-А на фиг.1.

Теплогенератор содержит корпус 1, состоящий из поярусно размещенных секций: 2 - теплогенерирующей, 3 - теплоаккумулирующей и 4 - насосной, расположенных на основании 5, имеющем опорные стойки 6. Каждая секция имеет верхний 7 и нижний 8 фланцы, соединенные между собой через перегородки 9 с прокладками и болтами, выполненные из теплопроводного материала, например латуни. Через все секции вертикально проходит вал 10, упертый в упорный подшипник 11, установленный в основании 5. Сверху вал 10 имеет полумуфту 12, соединенную с полумуфтой 13 вала 14 ветродвигателя, состоящего из рамы 15 и лопастей 16. Ветродвигатель установлен на стойках 17, прикрепленных к крышке 18 теплогенератора. К валу 10 в нижней его части прикреплены лопатки 19, выполненные в виде дисков, а к внутренней стенке секции 2 прикреплены неподвижные диски 20, расположенные между лопатками 19 в горизонтальной плоскости.

В секции 3 между перегородками 9 установлена по оси вала металлическая втулка 21, имеющая зазор с валом 10. К втулке 21 прикреплена одним концом спиралеобразная поверхность 22, секция 3 через патрубок 23 заполнена теплоаккумулирующим веществом.

В секции 4 к верхней части вала 10 прикреплено рабочее колесо насоса 24, слева к секции 4 прикреплен выходной патрубок 25, а к крышке 18 прикреплен входной патрубок 26. Патрубок 27 прикреплен к нижней части секции 2, а воздуховыпускные трубки 28 и 29 прикреплены слева к секциям 2 и 3 соответственно.

Нагнетательный трубопровод 30 соединен с разбрызгивателем 31, расположенным в верхней части биореактора 32, а всасывающий трубопровод 33 через шаровой кран 34 соединен с всасывающим патрубком 25 теплогенератора 1.

Запасной циркуляционный электронасос 35 установлен на байпасном трубопроводе 36 с запорными устройствами 37 и 38 до и после насоса 35.

Теплогенератор работает следующим образом.

В безветренную погоду в секцию 2 теплогенератора 1 через патрубок 27 с открытием воздуховыпускной трубки 28 заливают высоковязкую жидкость, например трансформаторное масло. После заполнения патрубок 27 и трубку 28 закрывают пробками. Через патрубок 23 при открытой воздуховыпускной трубке 29 в секцию 3 заливают в расплавленном виде теплоаккумулирующее вещество, например парафин, после чего патрубок 23 и трубку 29 закрывают пробками.

При наличии ветра ветродвигатель, вращая вал 14, через полумуфты 12 и 13 будет вращать вал 10 теплогенератора 1. Диски 20, вращаясь в высоковязкой жидкости, за счет трения будут нагревать ее. Тепло через перегородку 9 будет передаваться вверх теплоаккумулирующему веществу, заполнившему секцию 3, и далее жидкости через другую перегородку 9, заполнившей секцию 4. Первоначальное заполнение рабочей жидкостью секции 4 производят следующим образом. Открывают шаровой кран 34 на всасывающем трубопроводе 33, открывают вентили 37 и 38, до насоса 35 и после, включают в работу насос. Секция 4 при вращающемся от ветродвигателя рабочем колесе 24 начнет всасывать и нагнетать рабочую жидкость в нее самостоятельно. При этом шаровой кран 34 открывают, насос 35 выключают, закрывают вентили 37 и 38.

Рабочая жидкость, нагретая в теплогенераторе, будет непрерывно циркулировать в биореакторе 32 через нагнетательный трубопровод 30, разбрызгиватель 31, всасывающий трубопровод 33 и через секцию 4 поступать опять в биореактор 32.

При временном отсутствии ветра тепло от аккумулирующего вещества будет поступать в секцию 4. Закрывают шаровой кран 34, открывают вентили 37 и 38, включают в работу насос 35. Насос 35 будет работать до тех пор, пока не придет во вращение ветродвигатель. После чего насос 35 отключают.

Формула изобретения

Теплогенератор для биореактора, содержащий корпус с поярусно размещенными секциями, отличающийся тем, что секции контактируют через вал с ветродвигателем, а через нагнетательный и всасывающий трубопроводы с биореактором, каждая секция имеет верхний и нижний фланцы, соединенные между собой через перегородки, выполненные из теплопроводного материала, например латуни, сверху на валу, упертом в упорный подшипник, установленный в основании корпуса, установлена полумуфта, соединенная с полумуфтой вала карусельного ветродвигателя, к нижней части вала прикреплены лопатки, выполненные в виде дисков, при этом к внутренней стенке теплогенерирующей секции прикреплены неподвижные диски, расположенные между лопатками в горизонтальной плоскости, а в теплоаккумулирующей секции между перегородками установлена по оси вала металлическая втулка, имеющая зазор с валом, к которой прикреплена одним концом спиралеобразная поверхность, в насосной секции к верхней части вала прикреплено рабочее колесо насоса, а слева к ней прикреплен выходной патрубок, а к крышке прикреплен входной патрубок, соединенный через всасывающий и нагнетательный трубопроводы с биореактором, причем на всасывающем трубопроводе установлен шаровой кран, а запасной циркуляционный электронасос установлен на байпасном трубопроводе с запорными устройствами до и после насоса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3