IT8322589A1 - Apparecchio generatore di calore con l'impiego di organi rotanti a piu' stadi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "APPARECCHIO GENERATORE DI CALORE CON L'IMPIEGO DI ORGANI ROTANTI A PIU' STADI"

RIASSUNTO

Un apparecchio generatore di.calore con l'impiego di organi.rotanti,a .pi?.stadiacomprende un'involucro tubolare (2) avente un ingresso per l'aspirazione del l'aria (4) ed un?uscita per lo scarico dell'aria (5), nonch? due o pi? organi rotanti (1) posizionati .in una disposizione a pi? stadi nel detto involucro tii bolare. In uno stretto intervallo g dell'area di rota zione R di ciascun organo rotante si forma un.'area (3) generatrice di calore per attrito dell'aria e a li vello di ogni stadio l'aria aspirata viene riscaldata, mentre la pressione dell'aria all'interno della carne ra viene ridotta o aumentata ad un livello continua mente bilanciato.

La presente invenzione riguarda un'apparecchio generatore di calore con l'impiego di organi rotanti ;a pi? stadi, in cui una molteplicit? di organi rotanti sono posizionati in una disposizione a pi? stadi in un involucro tubolare, per cui a livello di ogni stadio pu? essere ottenuto un effetto generatore di calore.

L'inventore ha precedentemente proposto un'invenzione di base dal titolo "PROCEDIMENTO DI RISCALDA MENTO E RELATIVA APPARECCHIATURA PER RIDURRE AD UN LIVELLO EQUILIBRATO LA PRESSIONE DELL'ARIA ENTRO UNA CAMERA" (come descritto nella domanda di brevetto it liana N? 25637 A/80),ed altre.,varie invenzioni corre late. In corrispondenza della suddetta Invenzione di base ? stato inoltre gi? rilasciato il brevetto USA N? 4319408. Si deve inoltre notare che l'inventore ha proposto un procedimento di riscaldamento mediante pressurizzazione di aria compressa entro una camera ; ad un livello bilanciato, come descritto nella doman; da di brevetto giapponese pubblicata senza esame N? 127779/1982.

Le suddette invenzioni riguardano mezzi rotanti per ridurre o aumentare la pressione dell'aria dentro la camera ed una apertura di aspirazione in cui i mez zi rotanti sono disposti, per cui la pressione dell'a ria dentro la camera viene ridotta od aumentata m? diante la rotazione continua dei mezzi rotanti, e la differenza fra la pressione ridotta od aumentata del^ l'aria dentro la camera e la pressione normale del l'aria all'esterno viene mantenuta ad un livello b lanciato. In queste circostanze, il calore viene ge nerato per attrito dell'aria in una intercapedine fra l'apertura di aspirazione ed i mezzi rotanti grazie alla loro rotazione continua, e pu? essere utilizza to a scopo di essiccamento o di riscaldamento.

In altre parole, l'azione di aspirazione e scarico dell'aria contenuta nella camera, nonch? l'azione -di generazione del calore per attrito dell'aria ven . -gono ottenute ad opera dei mezzi rotanti muniti del^ l'apertura di aspirazione, cosicch? l'effetto di es^ siccamento o di riscaldamento dipende in larga misu ra dal fatto che l'efficacia operativa dei mezzi ro .tanti sia rilevante o no. La presente invenzione ? stata messa a punto sulla base di queste osservazioni.

In conformit? con ci?, la presente invenzione fornisce una apparecchiatura per la generazione di calore con l'impiego di mezzi rotanti a pi? stadi, dotata di un eccellente effetto di aspirazione e scarico dell'aria, nonch? diun eccellente effetto gene^ ratore di calore, nella quale due o pi? mezzi rotanti sono disposti in un posizionamento a pi? stadi dentro un involucro tubolare.

La presente invenzione fornisce inoltre una appa recchiatura per la generazione di calore con l'impie^ go di mezzi rotanti a pi? stadi, in cui un'area di riscaldamento per attrito dell'aria viene ottenuta in una stretta intercapedine della zona di rotazione di una molteplicit? di pale girevoli dei mezzi rotan ti, per cui, in corrispondenza di ogni livello di stadio dei mezzi rotanti, si ottiene un effetto di ge nerazione di calore.

La presente invenzione fornisce inoltre una appja recchiatura per la generazione di calore con l'impiego di mezzi rotanti a pi?.stadi, la quale pu? comportare un effetto preferito di aspirazione e scarico dell'^ ria mediante eventuale modifica della dimensione di ogni pala, del loro numero, della loro inclinazione e della distanza fra pale adiacenti.

La presente invenzione fornisce inoltre una appa recchiatura per la generazione di calore con l'im piego di mezzi rotanti a pi? stadi, in cui una molte^ plicit? di ingressi per l'aspirazione dell'aria sono disposti in rispettivi involucri tubolari in corri, spondenza di ogni stadio, per cui aria riscaldata viene prelevata a ciascuno stadio di livello dei raez zi rotanti.

La presente invenzione fornisce ancora una apparecchia tura per la generazione di calore con l'impiego di mezzi rotanti a pi? stadi, in cui ogni mezzo rotante ? una unit? separata, per cui una molteplicit? di ta li unit? separate sono collegate e fissate l'una a_l l 'altra.

La pres?nte invenzione sar? ora descritta pi? in particolare ,sulla base di esempi, con riferimento ai disegni allegati, in cui:

la FIGURA 1 ? una vista in sezione di un esempio di una apparecchiatura generatrice di calore con l'im piego di mezzi rotanti a pi? stadi secondo la presen te invenzione.

la FIGURA 2 ? una vista in sezione di una singola struttura (una unit?) dell' apparecchiatura genera trice di calore, la quale comprende un mezzo rotante ed un involucro tubolare.

la FIGURA 3 ? una vista in sezione di un esempio in cui una molteplicit? di unit? sono collegate l'una con l?altra perpendicolarmente.

la FIGURA 4 ? una vista in sezione di un?altro esem pio della presente invenzione.

la FIGURA 5 ? una vista in sezione longitudinale par^ ticolareggiata di un esempio di una singola struttura comprendente un mezzo rotante ed un involucro tubola^ re.

la FIGURA 6 ? una vista in sezione presa lungo la linea VI-VI della Fig. 5.

Con riferimento ai disegni allegati, saranno ora descritti esempi preferiti della presente invenzione.

Il numero 1 indica un mezzo rotante disposto en tro un involucro tubolare 2, ed il mezzo rotante 1 comprende un motore elettrico 1a e una moltiplicit? di pale girevoli 1b. Il numero 3 indica un'area gent; ratrice di calore per attrito dell'aria ricavata in una zona di rotazione R delle pale girevoli 1b, in cui il calore per attrito dell'aria viene generato in modo molto efficiente. Eseo viene cio? prodotto in una stretta intercapedine g ricavata fra l'involucro tubolare 2 e le pale rotanti 1b.

La Fig. 1 mostra un esempio di base della presente invenzione in cui tre mezzi rotanti 1 sono disposti perpendicolarmente nell'involucro tubolare 2 con una struttura a tre stadi. Si ottiene cos? una struttura generatrice di calore pure a tre stadi, in cui ciascii na area 3 generatrice di calore per attrito dell'aria avente l'intercapedine g viene ottenuta nella zona di rotazione R delle pale girevoli 1b di ogni mezzo ro tante 1.

Secondo la struttura generatrice di calore a tre stadi di questa invenzione, le pale girevoli 1b di ciascun mezzo rotante 1 hanno le stesse dimensio ni, lo stesso numero, la stessa inclinazione e la stessa distanza fra pale adiacenti 1b, ma ? facolt? tiva la modifica, secondo la necessit? che si presen ta, delle dimensioni, numero, inclinazione e distari za delle pale girevoli adiacenti 1b. Pi? preferibil^ mente, la capacit? di resa del motore del primo sta dio (quello superiore nella Fig. 1) ? la pi? elevata e quella dei motori del secondo stadio e del terzo stadio ? inferiore a quella del primo stadio. Tutta via la presente Invenzione non ? limitata ad una ta le graduale riduzione della capacit? di resa dei mo tori .

Secondo questo esempio, le pale girevoli sono direttamente collegate al motore 1a, ma la loro v? locit? pu? essere modificata mediante un ingranaggio di cambio di velocit?.

E' inoltre facoltativa la possibilit? di dispor re la testa del mezzo rotante 1 ad angolo retto rispetto all'asse longitudinale del'involucro tubola re 2. In questo-caso, la forma dell'involucro tubo lare 2 ? ovviamente modificata.

Il numero 4 indica un'apertura di aspirazione dell'aria disposta nell'estremit? anteriore dell'iri volucro tubolare 2, mentre il numero 5 indica un'a pertura di scarico disposta nella sua estremit? post^ riore. Il numero 6 indica una valvola disposta nell'a pertura di aspirazione dell?aria Di preferenza, il calibro dell'apertura di aspirazione 4 e/o dell'aperj tura di scarico 5 ? progettato pi? piccolo, cosicch?; la portata dell?aria pu? risultare ridotta, per cui risulta agevole ridurre od aumentare la pressione del? l'aria dentro l?involucro tubolare ad un livello co stantemente bilanciato.

Sar? ora descritto il funzionamento del primo esempio di cui sopra.

Quando ogni motore la viene avviato, le sue pale girevoli 1b sono fatte ruotare nella direzione della freccia come indicato in Fig. 1. Quando la valvola 6 ? aperta, l?aria compresa nell'involucro tubolare 2 viene scaricata all'esterno dall'uscita 5 per l'aj ria, ad opera del primo, secondo e terzo stadio deij mezzi rotanti.

Poich? il mezzo rotante 1 viene fatto ruotare ad! una velocit? elevata nell?area 3 generatrice di calo! re per attrito dell'aria costituita dall'intercapedr ne g entro la zona di rotazione R, l'aria trattenuta nell'interacapedine g aumenta la sua temperatura in ; misura superiore, in conseguenza di un'intenso effet^ to di attrito dell'aria, per cui si produce aria ad alta temperatura. Allo stesso tempo, poich? la pres-, sione dell?aria dentro l'incolucro tubolare 2 viene! mantenuta ad un livello bilanciato ridotto in conse ! guenza della funzione di aspirazione e scarico dell',ja ria, l?effetto generatore di calore ? molto elevato, In altre parole, la riduzione di pressione dell'aria viene mantenuta ad un livello costantemente bilancia to, cio? in uno stato dinamico, in condizioni tali per cui l?aria viene costantemente aspirata (la valvola 6 ? aperta) e scaricata. Inoltre, poich? il livello di stadio del mezzo rotante 1 e inferiore, l'effetto generatore di calore risulta superiore.

Sar? ora descritta, d'altro canto, la condizione in cui la valvola 6 ? chiusa. In tali circostanze, quando il motore 1a ?viene azionato e le pale girevoli 1b sono fatte ruotare, l'aria compresa nell'involucro tubolare 2 viene scaricata esternamente e la pressio ne dell'aria all'interno viene gradualmente ridotta, Dopo un breve intervallo di tempo, la differenza fra! pressione ridotta dell'aria entro l'involucro 2 e l? pressione normale dell'aria all'esterno viene mante; nuta ad un livello bilanciato. Dopo che l'aria dentro l'involucro 2 ha raggiunto un'alta temperatura esaj^ tando pienamente l'effetto generatore di calore per attrito dell'aria, ? possibile mantenere la pressio ne dell'aria dentro l'involucro 2 ad un livello b lanciato ridotto, anche se la valvola ? aperta, e sca ricare inoltre continuamente dall'uscita per l'aria 5 , l'aria ad alta temperatura.

Inoltre, la distribuzione di temperatura del ca lore per attrito dell'aria risulta maggiore con la diminuzione del livello di stadio dell'area generatrl ce di calore per attrito 3-Di conseguenza, allorch? l'involucro tubolare 2 viene chiuso a scopo di generazione di calore, esso pu? essere usato come sorgente di calore.(L'involucro chiuso non ? illustrato). Inoltre, quando tale energia termica viene scaricata come descritto nella Fig.1,* essa pu? essere usata per vari scopi, come il riscal^ damento di stanze, l'essiccamento, etc.

Un secondo esempio della presente invenzione sar? descritto con riferimento alle Fig. 2 e 3? Esso mostra un esempio di utilizzazione di una singola struttura A. Come ? mostrato in Fig. 2, la struttura singola A ? tale che una unit? dei mezzi rotanti ? disposta nell'involucro 2a e munita di un'area di introduzione dell'aria 7 e di un'area di scarico dell'aria 8.

L'inv?lucro 2a, in corrispondenza delle due aree 7 ed 8, presenta elementi di collegamento 9. Cos?, se tre unit? della struttura A sono collegate reciproca mente fissando per mezzo di viti 9a o simili gli eie menti di collegamento adiacenti 9 , si pu? ottenere, come ? mostrato in Fig. 3, una apparecchiatura gene ratrice di calore con l'impiego di mezzi rotanti a pi? stadi. Poich? la struttura di ogni mezzo rotante 1 e di ogni involucro 2a ? la stessa di quella ;d? scritta in precedenza, la sua descrizione sar? omessa. Sull'involucro superiore 2a ? montato saldamente un elemento 10. per l'introduzione dell'aria munito di un ingresso 4 di aspirazione dell'ariajmentre sull'in volucro inferiore ? montato saldamente un'elemento 11 per lo scarico dell'aria munito dell'uscita di sca rico dell'aria 5. Di conseguenza, quando tutti i mez^ zi rotanti 1 sono azionati, viene generato calore, analogamente al primo esempio, per attrito dell'aria, consentendo pertanto varie applicazioni industriali. E' inoltre possibile produrre energia termica suffi d ente utilizzando una sola unit? del tipo della strut tura A (come mostrata in Fig. 2) la quale ? la strd tura pi? semplice, a condizione che tanto l?elemento 10 di introduzione dell'aria quanto l'elemento 11 di scarico dell'aria siano fissati insieme con la strut tura A.

Un quarto esempio della presente invenzione sar? descritto con riferimento alla Fig.4. Come ? mostrato in Fig. 4, l'involucro tubolare 1 presenta una strut; jtura doppia, in cui un materiale 12 che accumula calo Ire ? disposto fra l'involucro tubolare 1 e un involu: cro di tipo scatolare allo scopo di accumulare l?ener gia termica generata in ciascuna area ' 1 di generazjio ne del calore per attrito e quindi produce calore adj alta temperatura in modo efficiente. La struttura de?l mezzo rotante 1, della zona di rotazione R, dell'in! tercapedine.,g e.dell'area B^di generazione del calore per..attrito,dell'aria ? la stessa di quella descritta in precedenza, cosicch? la sua descrizione sar? ome^ sa.

In questo esempio l'apertura 5 di scarico dell'i ria ? disposta in una porzione inferiore dell'involu ero 2, mentre due aperture 13,14 per losscarico del^ l'aria sono disposte separatamente fra mezzi rotanti, adiacenti. Queste due aperture per lo scarico dell'a ria 13?14 sono collegate ad un mezzo aspirante 16 di una pompa rotante o simile attraverso le valvole 15; per cui l'energia termica pu? essere prelevata a li^ vello di ogni stadio. Poich? l'energia termica gene, rata nell'involucro tubolare 2 presenta una temperatura diversa a livello di ogni stadio, essa pu? essere utilizzata per scopi corrispondenti.

Secondo un aspetto di questo esempio, la valvola 6 nell'apertura di aspirazione 4 pu? essere rimossa e disp?sta nell?apertura di scarico 5. In questo ca so (non illustrato), la pressione dell'aria dentro l'involucro tubolare 2 pu? essere aumentata ad un li vello bilanciato, regolando la valvola 6 disposta nell'apertura di scarico 5. Inoltre l'energia termica ottenuta dalle due aperture di scarico per l'aria 13? 14 pu? essere avviata in un posto prestabilito senza installare il mezzo aspirante 16.

La Fig. 5 mostra una vista in sezione particola reggiate di una singola struttura A degli esempi so pra riportati. La struttura singola A della Fig. 5 comprende un mezzo B per raffreddare il motore 1a, il quale consiste in un mezzo per schermare 'gli effetti negativi dovuti al calore del motore 1a ed in un mez .zo per introdurre aria esterna di raffreddamento, per cui il motore 1a pu? essere azionato in modo sero pre normale, nonostante la presenza di aria ad alta temperatura.

Il numero 17 indica un corpo di copertura per co prire e schermare esclusivamente il motore 1a ed il numero 18 indica uno spazio 18 in cui ? prevista una tubazione 19 per aspirare l'aria refrigerante. Un'estremit? della tubazione 19 ? diretta verso lo spa zio 18 e la sua altra estremit? ? diretta all'ester wo dell'involucro tubolare 2a. Il numero 20 indica una breve tubazione per scaricare l'aria riscaldata, un'estremit? della quale ? diretta verso lo spazio 1t? e l'altra estremit? ? diretta all'interno dell'invo_ lucro tubolare 2a.

Il numero 21 indica un supporto per sostenere il raotore 1a e fissarlo all'involucro tubolare 2a.

E' inoltre possibile disporreuna ventola 23 per a ria calda come ? mostrato dalla linea a tratto e pun to,allo scopo di scaricare il calore in eccesso del motore 1a. Il centro della ventola 23 per aria calda ? collegato ad un albero 22 del motore 1a. In questo modorl'aria riscaldata del motore 1a pu? essere faci? mente ostacolata facendo ruotare la ventola 23 per aria calda. La breve tubazione 20 pu? inoltre essere prolungata attraverso l?involucro tubolare 2a come ? mostrato da una linea tratteggiata. L'aria di ra? freddamente da introdurre nello spazio 18 pu? essere sostituita con freon gassoso on con un altro mezzo regrigerante .

Di conseguenza, a causa del mezzo refrigerante B, il motore 1a nel mezzo rotatorio a pi? stadi ? sempre posto in condizioni di raffreddamento durari te il suo azionamento, ? protetto dal surriscaldameli to e azionato stabilmente per lungo tempo.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI
2. 1?. Apparecchiatura per la generazione di calore con l'impiego di mezzi rotanti a pi? stadi, comprendente un involucro tubolare avente una apertura di aspira ione per l'aria ed una apertura di scarico dell'a-:ria, nonch? due o pi? mezzi rotanti disposti in una sistemazione a pi? stadi in detto involucro tubolare, per cui un'area generatrice di calore per attrito d'aria si forma in una stretta intercapedine di una zona di rotazione di ogni mezzo rotante e l'aria a spirata viene riscaldata a livello di ogni stadio, riducendo od aumentando la pressione dell'aria dentro la camera ad un livello continuamente bilanciato. 2. Apparecchiatura generatrice di calore con l'impit? go di mezzi rotanti a pi? stadi secondo la rivendicai zione 1, in cui ognuno dei detti due o pi? mezzi rotanti comprende un motore elettrico ed un numero preferito di pale girevoli, e i detti due o pi? mezzi rotanti! sono disposti perpendicolarmente uno sull'altro in detto involucro tubolare, ognuno dei detti due o pi? mezzi rotanti essendo azionato dal detto motore eleji trico.
3. 3. Apparecchiatura generatrice di calore con l'impi? go di mezzi rotanti a pi? stadi secondo la rivendici zione 1, in cui una molteplicit? di aperture di scai rico per l'aria sono disposte fra mezzi rotanti adiacenti.
4. 4. Apparecchiatura per la generazione di calore con l'impiego di mezzi rotantia pi? stadi secondo la rivendicazione 1, in cui il detto involucro tubolare munito di almeno una unit? di mezzi rotanti presenta struttura singola, ed una molteplicit? di strutture separate sono collegate l'una con l'altra.
5. 5. Apparecchiatura generatrice di calore con l'impiego di mezzi rotanti a pi? stadi secondo la river? dicazione 1, in cui il motore elettrico ? coperto da un corpo schermante e, fra la circonferenza esterna del detto motore elettrico e il detto corpo schermai! te si forma un intercapedine, una tubazione per aspi rare un mezzo refrigerante esterno ed una tubazione per scaricare l'aria riscaldata essendo cos? dirette dentro detto spazio attraverso detto corpo schermante.