FI61095C - Generatorflaekt - Google Patents

Description

.. KUULUTUSJULKAISU

Wj M utlAgg N I NGSSKRI FT »10 95 C (45) Patentti ry imetty 10 05 1002 Patent taeddelat ^ T ^ (51) KY.ik.3/b«.ci.3 F 24 H 5/02 SUOMI —FINLAND (21) P»t»nttlh«k«mu»-Pu*nt*i»eknlnf 783087 (22) Hakamltpttvi — Aroöknlnpda| 10.10.78 ^ (23) Alkuptlvi—Giltlfh«t*di( 10.10.78 (41) Tullut lulklMlul — Bllvlt off«ntll| 12.0¾. 79 htantti· la r«kist*rih«llitu· ................ . ., .. , -. 1 (44) NihtivilcdptnM |« kuuLJulkalMin pvm. —

Patent- och register*tyr*lMn AnaMun utta|d och utl.tkrHtm pubi tetrad 29.01.82 (32)(33)(31) ttuolktu*—Btjlnl priorit* 11.10.77

Japani-Japan(JP) 120896/77 (71) Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha, 1, Toyota-cho, Toyota-shi,

Aichi-ken, Nippon Clean Engine Research Institute Co., Ltd., 205-3, Kitayasue-cho, Kanazawa-shi, Ishikawa-ken, Japani-Japan(JP) (72) Sigeru Onishi, Ishikawa-ken, Japani-Japan(JP) (7*0 Antti Impola (5*+) Generaattoripuhallin - Generatorfläkt

Keksinnön kohteena on generaattoripuhallin, jossa on polttomoottorin käyttämä generaattori, moottorin käyttämä puhallin, moottoria ympäröivä kiinteä kanava, joka muodostaa kuumailmakanavan, jossa on kylmän ilman tuloaukko ja kuuman ilman lähtöaukko ja moottorin pako-kaasujärjestelmä, joka on sovitettu kulkemaan kuumailmakanavan läpi ja johdettu kiinteän kanavan ulkopuolelle.

Rakennus- tai muita töitä suoritettaessa kulkuaukoilla varustetuissa paikoissa tai muissa samankaltaisissa olosuhteissa on välttämätöntä tuulettaa ulkoaukkoa. Tällöin tarvitaan lisäksi usein myös jonkinlaista valaistusta kulkuaukon sisäpuolella, jossa useimmiten on pimeää. Suoritettaessa nykyään rakennus- tai muita töitä kulkuaukon kautta käytetään yleensä valaistus-tuuletuslaitetta, jonka käyttövoima saadaan polttomoottorista. Koska moottorin aiheuttama melu on tällaisessa ennestään tunnetussa valaistus-tuuletuskojeessa hyvin suuri, ja lisäksi moottori kehittää runsaasti vahingollisia savukompo-nentteja, on moottori sijoitettava mahdollisimman etäälle suljetusta rakennustliasta. Tätä varten sijoitetaan tavanomaista valaistustuule-tuskojetta käytettäessä polttomoottorikäyttöinen generaattori samoin kuin generaattorin pyörittämän sähkömoottorin käyttämä tuuletuslaite / 2 61095 mahdollisimman etäälle rakennuspaikasta. Muuttamalla moottorin mekaaninen teho sähkötehoksi ja käyttämällä sitten valaisimia ja tuuletus-kojeita täten kehitetyllä sähköteholla saavutetaan kuitenkin huono, pieni hyötysuhde.

Edellä mainitun tuuletus- ja valaistustarpeen lisäksi esiintyy myös rakennuspaikan lämmitystarvetta siinä tapauksessa, että ympäristön lämpötila on alhainen, esim. kylmänä vuodenaikana. Tähän asti ei kuitenkaan ole ehdotettu valaistus-tuuletuskojetta, joka myös kykenisi lämmittämään kulkuaukon sisäpuolella olevia tiloja.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tuuletusta varten gene-raattoripuhallin, jolla saavutetaan suuri lämpöhyötysuhde, ja joka kykenee kehittämään sähkötehoa valaistusta varten, syöttämään kuumaa ilmaa suljetulle rakennusalueelle kylmänä vuodenaikana tämän rakennusalueen lämmittämiseksi, jolloin polttomoottori suoraan käyttää tuule-tuspuhallintä ja valaistusgeneraattoria, ja polttomoottorin sylinterin ja pakokaasujen lämpöä käytetään kuuman ilman kehittämiseen sen sijaan, että tämä lämpö ennestään tunnetussa laitteessa hyödyttömänä häviää ympäristöön.

Keksinnön kohteena olevassa laitteessa tämä on aikaansaatu keksinnön mukaan siten, että liikuteltava kanava on sovitettu ympäröimään puhallinta, jossa liikuteltavassa kanavassa on ilman lähtö-aukko ja ilman tuloaukko, joka voidaan sijoittaa kuumailmakanayan kuuman ilman lähtöaukon kohdalle ja siirtää tästä asennosta asentoon, jossa liikuteltavan kanavan ilman tuloaukko avautuu suoraan ulkoilmaan.

Keksintö selitetään, seuraavassa lähemmin oheisten piirustusten kuvaaman erään edullisen sovellutusesimerkin perusteella .

Kuvio 1 näyttää perspektiiviesityksenä keksinnön mukaista ge-neraattoripuhallintä, josta kuoren eräs osa on poistettu.

Kuvio 2 esittää päältä päin kuvion 1 näyttämää generaattori-puhal1 intä.

Kuvio 3 esittää sivulta katsottuna kuvion 1 näyttämää generaattori puhallinta .

Kuvio 4 näyttää takaapäin katsottuna kuvion 1 näyttämää genera attori puhallinta.

Kuvio 5 näyttää edestä katsottuna kuvion 1 näyttämää generaat-toripuhallinta.

3 61095

Kuvio 6 näyttää suurennettuna poikkileikkauksena generaattorin sitä sisäosaa, joka kuviossa 3 on ympäröity ympyrällä A,

Kuvio 7 esittää suurennetussa mittakaavassa tehtynä poikkileikkauksena pakokaasuputken kärkeä.

Kuvioissa 1...5 numero 1 tarkoittaa moottorin runkoa, 2 kaasutinta, 3 generaattoria, joka on suoraa kytketty moottorin rungon 1 vetävään akseliin (ei näytetty) ^a 4 puhallinta, 3 tarkoittaa ilman-poistoputkea, 6 moottorin rungon/pakokaasuaukkoon (ei näytetty) yhdistettyä pakokaasuputkea,7 pakokaasuputkeen 6 yhdistettyä katalyyttista muuttajaa, ja 8 lämmönvaihdinta, jonka ulkoseinämässä on joukko ripoja 10', ja joka on yhdistetty katalyyttisen muuttajan 7 pakokaasujen lähtöaukkoon. Edelleen numero 10 tarkoittaa pystyä pakoputkea, „ joka on yhdistetty lämmönvaihtimen 8 pakokaasujen lähtöaukkoon, ja 11 tarkoittaa puhallinta moottorin rungon sylinterin jäähdyttämiseksi, joka puhallin on suoraan yhdistetty moottorin rungon 1 vetävään akseliin. Moottorin runko 1 ja generaattori 3 on asennettu alustalaatalle 12. Sensijaan että generaattori 3 on suoraan yhdistetty moottorin rungon 1 vetävään akseliin, voidaan tässä suoritusmuodossa generaattori 3 rakentaa sellaiseksi, että moottorin runko 1 käyttää sitä ei-näytetyn hihnan välityksellä. Lämmönvaihdin 8 on muodostettu ontosta säiliöstä äänenvaimentimeksi. Laaka lattialevy 13 (kuvio 1) on kiinnitetty alustalevyyn 12 moottorin rungon 1 toiselle sivulle, ja vaippa 14 peittää tämän lattialevyn 13· Moottorin runko 1 on kiinnitetty lätti ale vyyn 13 esim. ei-näytetyillä pulteilla. Vaippa 14 peittää lisäksi myös katalyyttisen muuttajan 7 ja lämmönvaihtimen 8. Vaipan 14 taka-" päässä on aukko 15 ja etupäässä aukko 16, joka on peitetty vaipalla 18, jossa on ilmantuloaukko 17· Tässä vaipassa 18 on peiteosa 18a, joka sulkee puhaltimen 11, ja peiteosa 18b, joka ulottuu ylöspäin pei-" teosasta 18a, ja joka ohjaa moottorin ulkopuolelta sisäänimettyä il maa.

Puhaltimessa 4 on ontto vaippa 19, L-muotoinen kanava 20, kuten kuviossa 2 on näytetty, ja puhallin 22, joka on kiinnitetty generaattorin 3 akselille pultilla 21 (kuvio 4). Kuvion 6 mukaan vaipassa 19 on keskeinen lieriömäinen osa 23, suuremman halkaisijan omaava osa 24 ja pienemmän halkaisijan omaava osa 25· Tämä vaippa 19 on kiinnitetty generaattoriin siten, että halkaisijaltaan suurempi osa 24 on sovitettu generaattorin 3 päähän ja tämän jälkeen kiinnitetty esim. ei-näytetyillä pulteilla. Keskeiseen lieriömäiseen osaan 23 on tehty joukko suorakaiteenmuotoisia lovia 26, ja kanava 20 on kiertyvästi asennettu 4 61095 keskeisen lieriömäisen osan 23 ulkokehäpinnalle ympäröimään näitä lovia 26. Kuvioiden 1, 2 ja 6 näyttämällä tavalla on kanavan 20 eräs o-sa 20a, Joka ympäröi lovia 26, poikkileikkaukseltaan U-muotoinen, niin että osassa 20a muodostuu ilman virtauskanava 27. Kuvioiden 4 Ja 6 näyttämällä tavalla on kanavaosan 20a sivuseinämän 28 ulkopinnassa Joukko puolipallomaisia syvennyksiä 29» Jotka sijaitsevat tasakulma-välein toisistaan, kuten kuviossa 4 on katkoviivoin näytetty. Rengasmaiseen elementtiin 30 on tehty reikä 31 (kuvio 6), Joka voidaan sijoittaa syvennysten 27 kohdalle. Tämä elementti 30 on kiinnitetty vaippaan 19 esim. ei-näytetyillä pulteilla. Aukkoon 31 työnnetty kuula 32 painautuu aina sivuseinämään 28 puristusjousen 33 vaikutuksesta. Kanavaa 20 vaipan 19 ympäri kierrettäessä tulee tämä kuula 32 painautumaan Johonkin syvennyksistä 29, Joten tämä kuula 32 pitää kanavan 20 määrätyssä asennossa. Kanavan 20 etupäässä 34 on aukko 35,

Joka voidaan saattaa kannessa 14 olevan aukon 15 kohdalle. Kun näin ollen kanava 20 sijoitetaan asentoon, Jossa aukko 35 sijaitsee aukon 15 kohdalla, on vaipan 14 sisätila yhteydessä kanavan 20 sisätilaan.

Jos kuitenkin kanavaa 20 kierretään Ja se sijoitetaan kuvion 4 katkoviivoin näyttämään asentoon, saadaan sekä vaipassa 14 oleva aukko 15 että kanavassa 20 oleva aukko 35 avautumaan ulkoilmaan.

Kuvion 3 mukaan pakokaasuputki 10 ulottuu ylöspäin vaipassa 14 olevan aukon 36 (kuvio 2) läpi, Ja kuvion 7 näyttämällä tavalla on suojakupu 38, Jossa on ylösalaisin käännetyn kartion muotoinen elementti 37, sijoitettu pakokaasuputken päähän sadeveden estämiseksi valumasta pakokaasuputkeen 10. Moottorin toimiessa sen kehittämät pakokaasut syötetään pakokaasuputken 6 kautta katalyyttiseen muuttajaan 7, Jossa pakokaasuihin sisältyvät palamattomat komponentit hapettuvat, minkä Jälkeen täten puhdistuneet pakokaasut syötetään pakokaasuputken 9 kautta lämmönvaihtimeen 8, Ja täältä edelleen pakokaasuputken 10 kautta ulkoilmaan. Katalyyttisessa muuttajassa 7 tapahtuva hapettumisreaktio on eksoterminen reaktio, Ja tämän ansiosta saadaan huomattavan korkean lämpötilan omaavat pakokaasut syötetyksi lämmönvaihtimeen 8.

Koneen toimiessa puhaltimet 11 Ja 22 pyörivät generaattorin 3 pyörivän akselin vetäminä.

Tämän seurauksena ilmantuloaukosta 17 puhaltimen 11 imuvaiku-tuksesta vaippaan 18 imetty ilma tulee Johdetuksi moottorin rungon 1 sylinterilohkon läheisyyteen, Joten tämä ilma Jäähdyttää sylinteri-lohkoa. Ilman lämpötila nousee tällöin sylinterilohkon luovuttaman lämmön vaikutuksesta. Tämän Jälkeen täten lämmennyt ilma virtaa kata- 5 61095 lyyttisen muuttajan 7 ja lämmönvaihtimen 8 kautta, jolloin tähän lämmönvaihtimeen syötettyjen pakokaasujen lämpötila on suhteellisen korkea. Tämän ansiosta vaipassa 14 virtaava ilma lämpenee huomattavasti virratessaan lämmönvaihtimen 7 ympärillä. Tämä lämmin ilma johdetaan sitten esim. kulkuaukon kautta rakennusalueelle ilmanpoistoputkesta 5 kanavassa 20 olevan ilman virtauskanavan 27 ja lovien 26 kautta puhal-timen 22 aiheuttaman imuvoiman vaikutuksesta, joten rakennusalueen sekä lämmitys että tuuletus saadaan samalla suoritetuksi tämän lämpimän ilman avulla.

" Siinä tapauksessa, että ympäristön lämpötila on suhteellisen korkea, ei kulkuaukon sisäpuolella olevaa rakennusalaa tarvitse lämmittää, vaan on ainoastaan huolehdittava tuuletuksesta. Kiertämällä ^ kanavaa 20 ja sijoittamalla se kuvion 4 katkoviivoin näyttämään asentoon, saadaan vaipassa 14 virtaava lämmin ilma tässä tapauksessa poistetuksi ulkoilmaan kanavan 20 aukon 15 kautta. Toisaalta tulee ympäristön ilma suoraan imetyksi kanavaan 20 ulkoilmasta kanavan 20 aukon 35 kautta, ja syötetyksi rakennusalueelle ilmanpoistoputken 5 kautta tämän rakennusalueen tuulettamiseksi. Varsinkin siinä tapauksessa, että ympäristön lämpötilaon huomattavan korkea, esim. kuumana vuodenaikana, voidaan moottorin rungosta 1 lähtevän ja kanavaan 20 sen aukon 35 kautta tulevan lämpömäärän vähentämiseksi tämä aukko 35 kiertää vaipassa 14 olevan aukon 15 kohdalle puhaltimeen 22 nähden, kuten kuviossa 4 on katkoviivoin näytetty. Jotta täydellisesti saataisiin estetyksi moottorin rungossa 1 kehittyvän lämmön joutuminen kanavaan 20, voidaan tämän kanavan aukkoon 35 yhdistää ilman imuputki, joka muodoltaan on samanlainen kuin ilman poistoputki 5, niin että ilman-imuputken tuloaukko voidaan sijoittaa etäälle moottorin rungosta 1. Sijoittamalla kanava 20 asentoon, jossa tämän kanavan aukko 35 osittain leikkaa vaipassa 14 olevan aukon 15, voidaan mielivaltaisesti säätää kanavaan 20 imettyä lämmintä ilmamäärää, ja tähän kanavaan ulkotilasta suoraan imettyä ilmamäärää, niin että ilmanpoistoputkessa 5 virtaavan ilman lämpötilaa voidaan säätää mielivaltaisesti.

Keksinnön mukaisessa generaattoripuhaltimessa on pakokaasuput-ken 10 lähtöaukko sijoitettava mahdollisimman etäälle vaipan 18 il-mantuloaukosta 17 siinä tapauksessa, että kanavan 20 aukko on sovitettu vaipassa 14 olevan aukon kohdalle kuvion 4 näyttämällä tavalla. Lisäksi on pakokaasuputken 10 lähtöpää sijoitettava etäälle kanavan 20 aukosta 35 siinä tapauksessa, että ilmaa imetään suoraan tähän kanavaan 20 ulkoilmasta aukon 35 kautta, kuten katkoviivoin on näytetty 6 61095 kuviossa 4. Sijoittamalla pakokaasuputken 10 lähtöpää edellä selitetyllä tavalla voidaan estää pakokaasujen imeytyminen kanavaan 20 vaipassa 18 olevan ilmantuloaukon 17 tai kanavassa 20 olevan aukon 35 kautta. Siinä tapauksessa, että pakokaasuputki on sovitettu pystyasentoon kuvioiden 1 ja 3 näyttämällä tavalla, ja koska tästä pakokaasu-putkesta 10 ympäristöön purkautuvat pakokaasut virtaavat ylöspäin, ei ole mitään vaaraa siitä, että pakokaasuja tulisi imetyksi kanavaan 20 vaipassa 18 olevan ilmantuloaukon 17 ja kanavassa 20 olevan aukon 35 kautta, joten nämä pakokaasut eivät pääse tunkeutumaan rakennusalalle ilmanpoistoputken 5 kautta.

Keksinnön mukaista generaattoripuliallinta voidaan käyttää polttomoottorilla, esim. aktiivisessa lämpökaasutilassa tapahtuvaan palamiseen perustuvaa kaksitahtimoottoria, joka on selitetty tähän hakemukseen liittyvässä suomalaisessa patenttihakemuksessa no YdjOöt» päivätty 10.10.1978. Tämän kaksitahtimoottorin eri eduista mainittakoon sen hyvin hiljainen käynti, sen pienentynyt polttoaineen kulutus ennestään tunnettuun kaksitahtimoottoriin verrattuna, ja sen pakokaasujen sisältämien haitallisten komponenttien poikkeuksellisen pieni määrä. Käytettäessä tätä aktiiviessa lämpökaasutilassa tapahtuvaan palamiseen perustuvaa kaksitahtimoottoria, voidaan pakokaasuissa olevat haitalliset komponentit melkein täydellisesti poistaa pelkästään asentamalla kuvion 1 näyttämällä tavalla pienikokoinen katalyyttinen muuttaja moottorin runkoon 1. Jos tässä tapauksessa keksinnön mukaista generaattoripuhallinta käytetään jopa rakennusalueen läheisyydessä, ei ole mitään vaaraa siitä, että koneen melu tulisi häiritsemään työntekijöitä. Siinäkin tapauksessa, että pieni määrä pakokaasuja tulisi imetyksi ilmantuloaukon 17 kautta tuulensuunnan vaihdellessa, ja nämä imeytyneet pakokaasut joutuisivat rakennusalueelle ilmanpoistoputken 5 kautta, ei ole mitään vaaraa siitä, että pakokaasut vahingoittaisivat työntekijöitä, koska näiden pakokaasujen haitalliset komponentit on saatu melkein täydellisesti poistetuiksi.

Koska tämän keksinnön ansiosta voidaan tehokkaasti käyttää hyödyksi pakokaasujen lämpöä, joiden pakokaasujen lämpötilaa korotetaan moottorin kehittämän lämmön avulla, ja katalyyttisessa muuttajassa tapahtuvan palamottimien komponenttien hapettumisen seurauksena otetaan talteen lämpöä, ja koska polttomoottori suoraan käyttää generaattoria sensijaan, että tuuletuslaitteen sähkömoottoria käytettäisiin generaattorin kehittämällä sähköteholla,kuten tavanomaisissa valaistus-tuuletusko jeissa, voidaan generaattori-puhaltimen hyötysuhdetta 7 61095 huomattavasti parantaa ennestään tunnettuihin laitteisiin verrattuna.

Keksintö on edellä havainnollistettu erään sen erikoisen sovellut usmuodon perusteella, mutta siitä voidaan esittää muitakin rakenteita seuraavien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (3)

8 61095

1. Generaattoripuhallin, jossa on polttomoottorin (1) käyttämä generaattori (3), moottorin (1) käyttämä puhallin (4), moottoria (1) ympäröivä kiinteä kanava (14), joka muodostaa kuumailmakahavan, jossa on kylmän ilman tuloaukko (16) ja kuuman ilman lähtöaukko (15) ja moottorin (1) pakokaasujärjestelmä, joka on sovitettu kulkemaan kuumailmakanavan läpi ja johdettu kiinteän kanavan (14) ulkopuolelle, tunnettu siitä, että liikuteltava kanava (20) on sovitettu ympäröimään puhallinta (4), jossa liikuteltavassa kanavassa (20) on ilman lähtöaukko ja ilman tuloaukko (35), joka voidaan sijoittaa kuumailmakanavan kuuman ilman lähtöaukon (15) kohdalle ja siirtää tästä asennosta asentoon, jossa liikuteltavan kanavan (20) ilman tuloaukko (35) avautuu suoraan ulkoilmaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että liikuteltavassa kanavassa (20) on lieriömäinen vaippa (19), joka ympäröi puhaltimen (4) puhallinpyörää (22) ja sisältää joukon tuloilman aukkoja (26), jolloin liikuteltava kanava (20) on kiertyvästi sovitettu puhaltimen (4) lieriömäiseen vaippaan (19) ja kiinnitettävissä tähän laitteilla (29, 30, 32) liikuteltavan kanavan (20) pysyttämiseksi puhaltimeen (4) nähden määrätyssä asennossa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että kiinnitysvälineenä on joukko liikuteltavaan kanavaan (20) muodostettuja syvennyksiä (29), ja kuula (32), joka on joustavasti asennettu puhaltimen (4) varaan ja sovitettu painautumaan näihin syvennyksiin (29).