DK148104B - Kombineret elektrisk generator og luftblaeser, der begge drives af en forbraendingsmotor - Google Patents

Description

1481 OA

Opfindelsen angår en kombineret elektrisk generator og luftblæser, der begge drives af en forbrændingsmotor.

I tilfælde af, at der foretages konstruktionsarbejde eller- andet arbejde i et lukket område, der er tilgængeligt gennem et mandehul eller en skakt, er det nødvendigt at ventilere mandehullet. I et sådant tilfælde er det endvidere nødvendigt at have en eller anden form for belysning på arbejdsstedet, hvor det næsten altid er mørkt. Når der foretages konstruktionsarbejde eller andet arbejde i et sådant lukket område, er det for øjeblikket almindeligt at anvende et belysnings- og ventilationsapparat, hvor der som drivkilde anvendes en forbrændingsmotor. Ved anvendelse af et sådant konventionelt belysnings- og ventilationsapparat er det imidlertid nødvendigt at anbringe motoren så langt borte fra det lukkede arbejds- 2 148104 område som muligt, idet motoren frembringer meget kraftig støj, ligesom den udstøder en stor mængde skadelige stoffer. Et konventionelt belysnings- og ventilationsapparat har derfor en af motoren drevet elektrisk generator og en af generatoren drevet elektrisk drivmotor for ventilationsindretningen anbragt langt borte fra arbejdsområdet. Imidlertid er virkningsgraden, når man omdanner motorens effekt til elektrisk strøm og ved hjælp af denne driver belysnings- og ventilationsindretningen, meget lav.

Hvis konstruktionsarbejdet udføres, når omgivelsernes temperatur er meget lav, fx om vinteren, er det foruden ventilation og belysning også nødvendigt at foretage en opvarmning af arbejdsstedet, medens en sådan opvarmning fx om sommeren kan være uønsket. Der kendes i-midlertid ikke en sådan belysnings- og ventilationsindretning, der er i stand til at foretage en selektiv opvarmning af et arbejdsområde, som er tilgængeligt gennem et mandehul eller en skakt.

Ved den foreliggende opfindelse er der tilvejebragt en kombineret elektrisk generator og luftblæser, der tjener til ventilation, og som under opnåelse af en stor termisk virkningsgrad er i stand til at frembringe elektrisk strøm til belysning og til selektivt at tilføre varm luft til et lukket arbejdsområde, fx om vinteren, for opvarmning af arbejdsområdet, idet den blæser, der tjener til ventilation, og den generator, der tjener til belysning, drives direkte af en forbrændingsmotor, hvis køleluft anvendes som opvarmningsluft og ikke hidrører fra motorens cylinder og som ved konventionelle indretninger uudnyttet sendes ud i atmosfæren.

Den kombinerede elektriske generator og luftblæser ifølge opfindelsen er af den art, hvor forbrændingsmotoren omsluttes af en stationær kappe, der afgrænser en varmluftskanal med et indløb for kold luft og et udløb for varm luft, medens motorens udstødssystem strækker sig tværs gennem varmluftskanalen til kappens ydre, og den kombinerede elektriske generator og luftblæser ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at blæserens luftindtag har form af en indsugningskanal, der er dannet i et hus, som omslutter blæserén og er således monteret, at det ved drejning om en akse, der er sammenfaldende med blæserens, kan bevæges mellem en stilling, i hvilken indsugningskanalens luftindløb ligger ud for den stationære kanals varmluftsudløb, og en stilling, i hvilken indsugningskanalens luftindløb i det mindste delvis står i forbindelse med atmosfæren.

3 146104

Ved konstruktionen ifølge opfindelsen opnår man, at man ved en simpel bevægelse af indsugningskanalen mellem de nævnte to stillinger for denne valgfrit kan opnå henholdsvis uopvarmet ventilationsluft og ventilationsluft, der er opvarmet under udnyttelse af motorens spildvarme, ligesom man i eventuelle mellemstillinger for indsugningskanalen vil kunne opnå opvarmet ventilationsluft med forskellige temperaturer.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere beskrevet under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser en dynamoblæser ifølge opfindelsen set i perspektiv og med en del af kappen skåret bort, fig. 2 den i fig. 1 viste dynamoblæser set fra oven, fig. 3 den i fig. 1 viste generatorblæser set fra siden, fig. 4 den i fig. 1 viste generatorblæser set bagfra, fig. 5 den i fig. 1 viste generatorblæser set forfra, fig. 6 i større målestok et detailsnit i den del af dynamoen, der i fig. 3 er omsluttet af en cirkel A, og fig. 7 i større målestok et snit i spidsen af udstødsrøret.

I fig. 1 - 5 betegner 1 en motor, 2 en karburator, 3 en dynamo eller elektrisk generator, der direkte er forbundet med motoren l's udgangsaksel (ikke vist), og 4 betegner en blæser eller ventilator.

5 betegner et luftudstrømningsrør, 6 et udstødsrør, der er forbundet med motoren l's udstødsport (ikke vist), 7 en katalytisk konverter, der er forbundet med udstødsrøret 6, og 8 er en varmeveksler, på hvis yderside der er udformet et antal ribber 10', og som er forbundet med den katalytiske konverter 7's gasudstødsrør 9. 10 betegner et lodret udstødsrør, der er forbundet med varmeudveks-leren 8's udløb for udstødsgas, og 11 er en ventilator, der tjener til at køle motorens cylinder, og som er direkte forbundet med motoren l's udgangsaksel. Motoren 1 og generatoren 3 er fastgjort på en basisplade 12. Selv om dynamoen eller generatoren 3 ved denne udførelsesform er direkte forbundet med motoren l's udgangsaksel, kan generatoren 3 være indrettet til at blive drevet af motoren 1 ved hjælp af en rem (ikke vist). Varmeveksleren 8 dannes af en hul beholder og tjener som lyddæmper. En plan bundplade 13 (fig. 1) er fastgjort på basispladen 12 ved den ene side af motoren 1, og en kappe 14, der dækker bundpladen 13 og motoren 1, er fastgjort på bundpladen 13 og til motoren 1, f.eks. ved hjælp af bolte (ikke vist). Også den katalytiske konverter 7 og varmeveksleren 8 er dækket af kappen 14. Kappen 14 har ved sin bageste ende en åbning 148104 4 15 og ved sin forreste ende en åbning 16. Åbningen 16 er dækket af et dæksel 18 med en luftindstrømningsåbning 17. Dækslet 18 har en dækseldel 18a, som omslutter ventilatoren 11, og en dækseldel 18b, der strækker sig opefter fra dækseldelen 18a og tjener til at lede den luft, der udefra suges ind til motoren.

Blæseren 4 har et hus 19, en L-formet kanal 20, der er vist i fig.

2, og et blæser- eller ventilatorhjul 22, der er fastgjort på dynamoen 3's roterende aksel ved hjælp af en skrue 21 (fig. 4).

Huset 19 har som vist i fig. 6 en central cylindrisk del 23, en del 24 med forøget diameter og en del 25 med formindsket diameter.

Dette hus 19 er fastgjort på generatoren 3 på en sådan måde, at delen 24 med den forøgede diameter er anbragt mod enden af generatoren 3 og fastgjort til denne, f.eks. ved hjælp af skruer eller bolte (ikke vist). I den centrale cylindriske del 23 er der udformet et antal rektangulære spalter 26, og kanalen 20 er monteret drejeligt på den ydre perifere overflade af den centrale cylindriske del 23 således, at den omslutter spalterne 26. En del 20a af kanalen 20, der er indrettet til at omslutte spalterne 26, har, som det er vist i fig. 1, 2 og 6, et U-formet tværsnit, så at der inde i kanaldelen 20a dannes en luftstrømningspassage 27. Kanaldelen 20a's sidevæg 28 danner som vist i fig. 4 og 6 på sin ydre overflade et antal halvkugleformede recesser 29, der som vist med punkterede linjer i fig. 4 er anbragt med lige store indbyrdes vinkelafstande. I en ringformet del 30, der er fastgjort på huset 19, f.eks. ved hjælp af ikke viste skruer eller bolte, er der udformet et hul 31 (fig. 6), som er således beliggende, at det kan bringes til at ligge ud for recesserne 29. En kugle 32, der er anbragt i hullet 31, presses altid mod sidevæggen 28 af fjederkraften fra en trykfjeder 33. Når kanalen 20 drejes omkring huset 19, vil kuglen· 32 således blive bragt i indgreb med en af recesserne 29, så at kanalen 20 fastholdes i en bestemt stilling af kuglen 32. Kanalen 20 har imidlertid ved sin forreste ende 34 en åbning 35, der kan bringes til at ligge ud for·åbningen 15 i kappen 14. Når kanalen 20 placeres i en stilling, i hvilken åbningen 35 ligger ud for åbningen 15, vil kappen 14's indre rum følgelig stå i forbindelse med kanalen 20's indre. Når kanalen 20 drejes og placeres i en stilling, der i fig. 4 er vist med punkterede linjer, vil såvel åbningen c 148104 5 15 i kappen 14 som kanalen 20's åbning 35 imidlertid blive bragt i forbindelse med atmosfæren.

Udstødsrøret 10 strækker sig som vist i fig. 3 opefter gennem et hul 36 (fig. 2), der er udformet i kappen 14, og på den øverste ende af udstødsrøret 10 er der som vist i fig. 7 anbragt en beskyttelseshætte 38, der indeholder en del 37 med omvendt konisk form, og som tjener i at hindre regnvand i at trænge ind i udstødsrøret 10.

Under funktion føres den udstødsgas, der kommer fra motoren 1, ind i den katalytiske konverter 7 via udstødsrøret 6. De uforbrændte komponenter, som udstødsgassen indeholder, oxideres i den katalytiske konverter 7, og den således rensede udstødsgas føres derefter ind i varmeveksleren 8 via udstødsrøret 9. Derefter ledes udstødsgassen ud i atmosfæren gennem udstødsrøret 10. Oxidationsreaktionen i den katalytiske konverter 7 er en exotermisk reaktion, og som følge deraf vil den udstødsgas, der føres ind i varmeveksleren 8, have en særlig høj temperatur.

Under rotation vil ventilator- eller blæserhjulene 11 og 22 endvidere rotere sammen med generatoren 3's roterende aksel. Følgelig vil omgivende luft, der som følge af den af ventilatorhjulet 11 frembragte sugekraft suges ind i dækslet 18 gennem luftindstrømningsåbningen 17, blive ført ind omkring motoren l's cylinderblok, hvorved denne køles af den omgivende luft. Da denne luft optager varme fra cylinderblokken, vil dens temperatur stige. Derefter vil luften, som nu har en høj temperatur, strømme omkring den katalytiske konverter 7 og varmeveksleren 8. Som tidligere nævnt er temperaturen for den udstødsgas, der føres ind i varmeveksleren 8, særlig høj. Den luft, der strømmer ind i kappen 14, vil derfor blive særlig kraftigt opvarmet, når den passerer omkring varmeveksleren 8. Den varme luft med den høje temperatur føres nu som følge af den sugekraft, der frembringes af blæserhjulet 22 t via luftstrømningspassagen 27 i kanalen 20 og via spalterne 26 til luft-udstrømningsrøret 5 og føres derfra f.eks. til et lukket arbejdsområde, der er tilgængeligt gennem et mandehul eller en skakt.

Som følge af, at der tilføres varm luft, opnår man samtidig en 148104 6 opvarmning og ventilering af arbejdsområdet gennem mandehullet.

I tilfælde, hvor omgivelsernes temperatur er forholdsvis høj, er det ikke nødvendigt at opvarme det med mandehullet forsynede arbejdsområde, men det er kun nødvendigt at ventilere dette. Ved at dreje kanalen 20 til den stilling, der er vist med punkterede linjer i fig. 4, kan man da opnå, at den varme luft, der strømmer gennem kappen 14, bringes til at strømme ud i atmosfæren gennem åbningen 15 i kanalen 20. Endvidere vil den omgivende luft blive suget direkte ind i kanalen 20 fra atmosfæren via kanalen 20's åbning 35 og blive tilført arbejdsområdet via luftudstrømningsrøret 5, så at mandehullet bliver ventileret. Især når omgivelsernes temperatur er særlig høj på den varme årstid, kan man for at formindske den varmemængde, der afgives af motoren 1 og føres ind i kanalen 20 gennem dennes åbning 35, fordelagtigt dreje kanalen 20 således, at dens åbning 35 kommer til at ligge i en stilling diametralt modsat kappen 14's åbning 15 i forhold til blæserhjulet 22, som det i fig. 4 er vist med punkterede linjer. For helt at hindre den af motoren 1 afgivne varme i at trænge ind i kanalen 20 kan et luftindsugningsrør med en form, der minder om formen for luftudstrømningsrøret 5, endvidere forbindes med kanalen 20's åbning 35, så at luftindsugningsrørets luftindstrømningsåbning kan placeres i en stilling langt borte fra motoren 1. Ved at anbringe kanalen 20 i en stilling, i hvilken kanalen 20's åbning 35 delvis ligger ud for kappen 14's åbning 15, er det endvidere muligt efter ønske at justere den mængde varm luft, der indsuges i kanalen 20, og den mængde luft, der indsuges i kanalen 20 direkte fra atmosfæren, hvorved temperaturen for den varme luft, der strømmer gennem luftudstrømningsrøret 5, kan justeres efter ønske.

I en dynamo- eller generatorblæser ifølge opfindelsen er det nødvendigt at anbringe udstødsrøret 10’s udløbsåbning i en stilling, der ligger så langt borte fra dækslet 18's luftindstrømningsåbning 17 som muligt i tilfælde af, at kanalen 20's åbning 35 er anbragt således, at den ligger ud for dækslet 14's åbning 15, som det er vist i fig. 4, og det er endvidere nødvendigt at anbringe udstødsrøret 10's gasudstrømningsåbning i en stilling, der ligger et stykke borte fra kanalen 20's åbning 35 i det tilfælde, hvor der suges 148104 luft ind i kanalen 20 direkte fra atmosfæren ved hjælp af kanalen 20’s åbning 35, som det er vist med punkterede linjer i fig. 4.

Ved at anbringe udstødsrøret 10's udstrømningsåbning som omtalt ovenfor er det muligt at hindre udstødsgassen i at blive indsuget i kanalen 20 gennem dækslet 18's luftindstrømningsåbning 17 eller gennem kanalen 20's åbning 35. I det tilfælde, hvor udstødsrøret 10 er anbragt lodret som vist i fig. 1 og 3, er der, da den udstødsgas, der fra udstødsrøret 10 udstødes i atmosfæren, strømmer opefter, ikke nogen risiko for, at udstødsgassen vil blive suget ind i kanalen 20 fra dækslet 18's luftindstrømningsåbning 17 og fra kanalen 20's åbning 35 og derfra blive ført til arbejdsstedet via luftudstrømningsrøret 5.

Den forbrændingsmotor, der anvendes til at drive en dynamoblæser ifølge opfindelsen, kan være en totakts termoåtmosfære-forbræn-dingsmotor som den, der er beskrevet i dansk patentansøgning nr. 4510/78. Denne totaktsmotor har forskellige fordele, idet motoren frembringer meget ringe støj, brændstofforbruget er væsentligt formindsket sammenlignet med en konventionel totaktsmotor, og mængden af skadelige komponenter i udstødsgassen er yderst ringe. I tilfælde af, at denne totakts aktive termoatmosfære-forbrændingsmotor anvendes, er det således muligt næsten helt at eliminere de skadelige komponenter i udstødsgassen ved blot at montere den katalytiske konverter 7 af en lille størrelse på motoren 1 som vist i fig. 1. I dette tilfælde er der således, selv hvis dynamoblæseren ifølge opfindelsen anvendes i nærheden af arbejdsstedet, ingen fare for, at motorens støj vil genere arbejderne. Selv om en lille mængde af udstødsgassen indsuges gennem luftindstrømningsåbningen 17 som følge af en ændring af vindretningen, og denne indsugede udstødsgas føres til arbejdsområdet via luftudstrømningsrøret 5, er der ingen fare for, at udstødsgassen vil skade arbejderne, da de skadelige komponenter i udstødsgassen er næsten helt elimineret.

Ved dynamoblæseren ifølge opfindelsen er det muligt effektivt at udnytte varmen i udstødsgassen, hvis temperatur forøges af varmen fra motoren og som følge af oxidation af uforbrændte komponenter i den katalytiske konverter, og da dynamoen eller generatoren drives direkte af en motor i stedet for, at man driver en ventilations-

Claims (2)

148104 indretnings elektromotor ved hjælp af elektrisk strøm fra generator, som det er tilfælde ved en konventionel belysnings- og ventilationsindretning, er dynamoblæserens termiske virkningsgrad væsentligt forbedret sammenlignet med konventionelle apparater. Selv om opfindelsen ovenfor er blevet beskrevet under henvisning til en specifik udførelsesform, der er valgt af illustrative grunde, er det klart, at der ved denne udførelsesform kan foretages utallige modifikationer, uden at man kommer uden for opfindelsens rammer.

1. Kombineret elektrisk generator (3) og luftblæser (4), der begge drives af en forbrændingsmotor (1), som omsluttes af en stationær kappe (14), der afgrænser en varmluftskanal med et indløb (17) for kold luft og et udløb (15) for varm luft, medens motorens udstødssystem (6 - 10) strækker sig tværs gennem varmluftskanalen til kappens ydre, kendetegnet ved, at blæserens (4) luftindtag har form af en indsugningskanal (20), der er dannet i et hus, som omslutter blæseren og er således monteret, at det ved drejning om en akse, der er sammenfaldende med blæserens, kan bevæges mellem en stilling, i hvilken indsugningskanalens (20) luftindløb (35) ligger ud for den stationære kanals (14) varmluftsudløb (15), og en stilling, i hvilken indsugningskanalens (20) luftindløb (35) i det mindste delvis står i forbindelse med atmosfæren.

2. Kombineret elektrisk generator og luftblæser ifølge krav 1, kendetegnet ved, at blæseren (4) har et hus (19), der omslutter blæserhjulet (22), og som har en perifer cylindrisk væg, på hvilken huset med indsugningskanalen (20) er svingbart lejret, og i hvilken der er udformet luftgennemgangsåbni'nger (26), som er således beliggende, at i det mindste én af disse står i forbindelse med indsugningskanalen i hver af de nævnte stillinger, og at der findes organer til fiksering af huset med den bevægelige kanal (20) til blæsseren (4) i en af disse stillinger.