ITFI20130154A1 - Stufa illuminante a microonde a recupero energetico - Google Patents
Stufa illuminante a microonde a recupero energeticoInfo
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Description
Descrizione del brevetto per invenzione dal titolo:
" Stufa illuminante a microonde, a recupero energetico "
RIASSUNTO: Questa invenzione riguarda un metodo di riscaldamento a
microonde con recupero parziale dell'energia dispersa per apparecchi atti al riscaldamento , illuminazione e simili. Con Magnetron (1) si irradia a 2450 Mhz l'acqua contenuta nel contenitore (4 )di vetro, con protezione metallica dal contenitore (5); da essa escono sia le tubazioni (6) e (7) della stufa (8) che i raggi illuminanti i bulbi fluorescenti ( 11, 12, 13 ) che le radiazioni dei pannelli solari (14 ... 80) DESCRIZIONE:Oggetto del presente trovato è una stufa illuminante a microonde, a recupero energetico: essa consiste in un Magnetron ( 1), energizzante l'acqua contenuta nella camera stagna di vetro (4), da cui si dipartono le tubazioni (9 e 10) per la stufa (8), le radiazioni per i tubi fluorescenti (11 12 13), c quelle per i pannelli solari (14 ... 80). ALLO STATO ATTUALE DELL'ARTE, vi erano i brevetti: US4178494 * 10 nov 1977 11 die 1979 Bottalico, Frank P a microonde riscaldatore ad aria; US4236056 * 29 gen 1979 25 nov 1980 Alien, Donald D Microonde Riscaldatore;US4284869 * 6 mar 1980 18 ago 1981 Pinkstaff; Leo W. microonde Scaldabagno;US42S8674 * 21 apr 1980 8 set 1981 Councell; Graham D. Microonde generatore di vapore ad azionamento;US4310738 * 8 feb 1980 12 gen 1982 Mccann; Dennis Microonde sistema di riscaldamento del liquido;US4388511 * 20 mag 1981 14 giu 1983 Jung Gmbh apparecchi di riscaldamento a microonde per i media circulable;US4417116 * 2 set 1981 22 nov 1983 nero; Jerimiah B. Microonde metodo di riscaldamento acqua e apparecchi ;US4559429 * 29 nov 1984 17 die 1985 Gli Stati Uniti d'America come rappresentato dal Uniti Dipartimento per l'energia a microonde accoppiatore e metodo United;US4956534 * 29 apr 1988 11 set 1990 Martin, William A. invertito tronco Scambiatore di calore a microonde e delle loro;US4967052 * 21 mag 1990 30 Ott 1990 Krapf, Edward J. Microonde sistema di riscaldamento con tubi di calore;US5064494 * 10 giu 1988 12 nov 1991 Teroson GMBH Procedimento per l'almeno parziale indurimento di sigillanti e adesivi usando energia a microonde pulsate; US53 14664 * 1 apr 1992 24 mag 1994 Bodenseewerk Perkin-Elmer Gmbh sistema di alimentazione del campione avendo disintegrazione microonde Integrato; US5357088 * 4 mag 1992 18 Ott 1994 Konica Corporation Metodo per la fusione di un gel composizione fotografica per un sol usando energia a Microonde; US5512734 * 20 set 1994 30 apr 1996 Microonde Research Corp. Apparato e metodo per il riscaldamento con l'energia a microonde; US5919218 * 30 Gen 1995 6 LUG 1999 Microonde Medicai Systems Cartuccia per apparecchi di riscaldamento a microonde in linea; US6064047 * 16 dic 1996 16 mag 2000 Izzo; Daniel R. Microonde impianto di riscaldamento caldaia ad acqua calda; US6121594 * 6 nov 1997 19 set 2000 Industrial Microwave Systems, Inc.Metodo e apparato per il riscaldamento rapido di fluidi; US6271509 3 apr 1998 7 fa 2001 Robert C. Dispositivo dielettrico artificiale Dalton per il riscaldamento di gas con energia elettromagnetica;US6380525 * 2 LUG 2001 30 apr 2002 Robert C. Dalton artificialedieleltrico suscettore; US6858824 * 29 dic 2003 22 feb 2005 Alfred Monteleone sistema di riscaldamento a microonde per fornire calore radiazioni e acqua calda Sanitaria;US6888116 * 27 gen 2003 3 mag 2005 Robert C. Dalton Campo concentratori per sistemi dielettrici artificiali e dispositivi; US7022953 * 30 giu 2004 4 apr 2006 Fyne Industries, LLC Elettromagnetica che scorre riscaldatore fluido; US7 109453 1 feb 2005 19 set 2006 Keith Un sistema di acqua calda Nadolski Microonde;US7465907 13 fa 2007 16 clic 2008 Raymond Martino Microonde caldaia e riscaldamento acqua calda; DE4015639A1 * 15 mag 1990 16 mag 1991 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon, Kr Mit elektromagnetischen Wellen arbcitende heizvorrichlung; EP1746864A1 18 fa 2004 24 gen 2007 De Ruiter, Sistema Remco ad alta efficienza energetica per il riscaldamento indiretto a supporto di destinazione utilizzando la radiazione elettromagnetica; EP2239995A1 * 7 apr 2009 13 ott 2010 Christian Zignani Dispositivo per il riscaldamento di un fluido per uso domestico o industriale o per il riscaldamento di locali, utilizzando le microonde come fonte di energia; WO1998046Q46A1 * 3 15 aprile Ott Robert C. Dispositivo dielettrico 1998 ,1998 Dallon artificiale per il riscaldamento di gas con energia Elettromagnetica; W02005067351A1 * 27 die 2004 21 LUG 2005 H2 "Oh” sistema di riscaldamento a microonde Inc. per la radiazione di calore e acqua calda; WO2006131755A1 * 9 giu 2006 14 die 2006 William Dewhurst apparecchi di riscaldamento e di metodo.
Ma nessuno era riuscito fino ad ora a sinergizzare il tutto, cosa di estrema difficoltà, data la necessità di filtrare i raggi a protezione degli utenti, ma di utilizzarli nei vari campi. CAMPO DELL' INVENZIONE
Questa invenzione riguarda un metodo di riscaldamento a microonde con recupero parziale dell'energia dispersa per apparecchi atti al riscaldamento, illuminazioni e simili. PREMESSE TEORICHE PARTICOLARIil riscaldamento dei locali e spazi simili attualmente è sviluppato dall'impiego di gas pressurizzati consegnati in tubi o forniti in contenitori ;e una fiamma a gas per riscaldare l'aria in uno scambiatore di calore attraverso il quale l'aria viene fatta circolare; Un altro sistema di riscaldamento noto per scaldare l'acqua è l'uso di una caldaia (Boiler) a resistcnsa che tramite tubazioni collegate a dei radiatore situati in vari punti di una o più camere ricevono l'acqua calda riscaldando l'ambiente circostante per irraggiamento;Entrambe i sistemi sopra descritti vengono utilizati per scaldare anche acqua corrente.Altro sistema è l'utilizzo di lampade a infrarossi che irradiano infrarossi e scaldano le superfici illuminate dall'infrarosso. Alcune delle carenze di questi sistemi di riscaldamento attualmente noti comprendono alti costi di costruzione, grandi consumi di corrente, inefficienza e rischi causati dall'uso di gas in pressione ed una fiamma a gas, per non parlare delle sostanse inquinanti rilasciate. Ma la maggior carenza è il lungo tempo necessario al riscaldamento. In similitudine con quanto descritto sopra per il riscaldamento tecniche simili sono state adoperate per creare illuminazione: il più antico sistema la fiamma ,per poi passare all'incandesccnsa di un filamento ,ai neon (gas ionizzato col passaggio della corrente) e poi ai led di ultima generazione energizzati sempre a corrente elettrica diretta .Nel presente trovato è stato scoperto che le microonde riescono a rendere luminescente una normale lampada a gas ionizzandola.
Di conseguenza, è uno scopo della presente invenzione fornire un semplice, compatto, affidabile apparecchio con funzione di riscaldamento ed illuminazione a basso costo , efficiente che utilizza l'energia a microonde per la produzione di punti luce e di calore ,per il riscaldamento di ambienti e spazi come sopra descritti , adattabile all'uso ,in combinazione con i sistemi di distribuzione del calore già esistente nelle strutture edilizie e simili e distribuzione di luce come fibre ottiche ,tubi concentratori e lampade a gas inerte; Riunendo il tutto in un unico dispositivo in grado di fornire calore e luce a piacimento sfruttando le microonde generate da uno o più generatori di microonde (es. Magnetron) che interagiscono nello stesso dispositivo con fluidi riscaldandoli e gas inerti elevandoli a plasina.Un ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire una apparecchiatura di riscaldamento avente migliori caratteristiche di riscaldamento rispetto ai diversi tipi di unità di riscaldamento attualmente in uso, libero e non inquinante, a circuito chiuso , privo di agenti esplosivi, senza fiamme, e nell'interesse della conservazione del l'energia. Ancora un altro scopo della presente invenzione è di fornire un nuovo apparato di riscaldamento a microonde che è versatile e altamente flessibile per accogliere una varietà di esigenze di riscaldamento e illuminazione per ambienti, strutture edili e simili.Ancora un ulteriore scopo della presente invenzione è di fornire un nuovo apparato di riscaldamento microonde che può essere utilizzato come complementare ad altri sistemi di riscaldamento compresi impianti solari. Un ulteriore scopo della presente invenzione è la trasformazione dell 'energia a microonde in energia luminosa sottoponendo un gas inerte a microonde energetiche che lo trasformano in plasma con conseguente illuminazione. Un ulteriore scopo della presente invenzione è il recupero parziale dell'energia spesa , attraverso celle fotovoltaiche illuminate dal plasma disposte all'interno del dispositivo in questione.
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO
Per i fluidi: Un fluido passante in una camera che assorbe e contiene l'energia data dalle microonde si riscalda grazie al magnetron un generatore di onde radio sintonizzato sulla frequenza di 2450Mhz; quando accendiamo un forno a microonde, saturiamo il suo vano con onde radio.Questa particolare frequenza è stata scelta con lo scopo di trasferire ai fluidi il massimo dell'energia radiante generata dal magnetron, senza inutili sprechi. La sostanza più rappresentativa presente nei circuiti di riscaldamento sottoposta a energizazione è sensa dubbio l'acqua, è proprio l'acqua che ha condizionato la scelta della frequenza di lavoro del magnetron. La molecola di acqua è costituita da atomi (Ossigeno e Idrogeno) che possiedono una diversa simpatia (elettronegatività) per gli elettroni; l'atomo di Ossigeno attrae con forza gli elettroni, acquisendo una frazione di carica negativa; i due atomi di Idrogeno meno elettro negativi dell'ossigeno, mantengono una frazione di carica positiva. La molecola di acqua, a causa di tali frazioni di carica elettrica e della suageometria, risulta dunque una molecola polarizzata.Quando una molecola polarizzata viene immersa in un campo elettrico essa si orienta esponendo il suo terminale negativo verso il polo "positivo", mentre il terminale positivo punta verso il polo "negativo" se il campo elettrico viene ripetutamente invertito, la molecola d'acqua è costretta a riposizionarsi ad ogni inversione del campo. Alla frequenza di 2450 MHZ la molecola d’acqua inverle la sua posizione 2450 milioni di volte in un secondo, senza un attimo di posa; a una frequenza superiore la rotazione della molecola verrebbe interrotta prima di aver completato l'arco di 180°; per frequenze inferiori la molecola d'acqua avrebbe la possibilità di riposare tra una rotazione e l'altra.Alla frequenza di 2450 MHz quindi tutta l'energia radiante del magnetron viene trasferita alle molecole d'acqua e per questo motivo tale frequenza è detta frequenza di risonanza. In natura vi sono altre molecole polarizzate che vengono messe in movimento (e perciò riscaldate) dalle microonde, ma avendo una frequenza di risonanza diversa da quelle dell'acqua, il loro riscaldamento verrà conseguito con una resa inferiore al 100%.
Per i GAS
In laboratorio, un gas può essere riscaldato e ionizzato principalmente attraverso tre metodi: accndoci passare una corrente, per esempio applicando una tensione fra due elettrodi ( Scariche in correlile continua); immettendo delle onde radio a frequenza opportuna ( Scariche in radiofrequenza ); come nel punto precedente, ma utilizzando delle microonde (Scariche a microonde ) .Generalmente, dal punto di vista microscopico questi melodi per formare una scarica (o plasma) sono lutti equivalenti: viene fornita dell'energia agli elettroni legati ai nuclei, che a un certo punto si liberano dal legame col nucleo. Elettroni liberi collidono con altri atomi neutri, liberando ancora più elettroni, e il processo poi procede a cascata fino a un equilibrio, che dipende unicamente dalla pressione del gas e dal campo elettrico applicato.
Andiamo ora a descrivere il trovato in Tavola 1: In tavola 1A vista prospettica in tavola 1B lo spaccato, in tavola 1C la sezione alfa, in tavola 1D la stufa, in tavola 1E i tubi (7) ,il Magnetron (4), tramite l'antenna (2) irradia la camera (3) di risonanza delle microonde che energizzano il gas elevandolo a plasma luminoso contenuto nella camera (5): i raggi luminosi cosi prodotti e le microonde irradiano pure la camera (4) di vetro piena d'acqua, schermata dal contenitore (5) a protezione degli utenti. Dalla camera (4) si dipartono le tubazioni (6, 7), della stufa (8), fuoriescono i collegamenti per rimpianto centralizzato a mezzo delle tubazioni (6B, 7B).Le microonde verranno schermate dai manicotti ( 9, 10 ) a mezzo delle retine metalliche, a protezione del resto dell'impianto dalle fuoriuscite delle microonde. La camera (5) al plasma continua nelle ampolle illuminanti (11,12,13) a cui arriva il plasma illuminato, ma non le radiazioni nocive, che verranno schermate pure dai retini appositi (20). In tavola 1C viene illustrata la sezione sul piano alfa del contenitore (5): in (6, 7) sono illustrate le tubazioni per la stufa, in (4) la camera di vetro piena di acqua in (5) il contenitore metallico riflettente a schermatura pieno di gas inerte, in (14, ...
80) i pannelli solari energizzati dalla luce emessa dal plasma contenuto nelle pareti riflettenti e schermanti di (5); in (1) il Magnetron energizzante in (2) l'antenna del <?JL 8
magnetron per l 'emissione delle microonde; in (3) la camera di risonanza delle microonde. Quindi il mezzo fluido passato attraverso la camera (4) viene usato per trasferire il calore generato ( in camera 4) all'esterno della stufa. Il mezzo fluido è diretto in modo da ricevere direttamente l 'energia e da riscaldare o passare sopra un materiale assorbente riscaldato da attrito molecolare. I metodi e le apparecchiature qui descritte permettono un notevole risparmio di energia, non necessitano di ventilazione, non hanno agenti esplosivi, sono senza combustione, e non producono effetti tossici. L’apparato può essere integrato con i sistemi ad energia solare, nel senso che può essere accoppiato ad un assorbitore solare con accumulo termico fornendo aria o acqua riscaldata all'accumulatore di calore anche nei periodi in cui l'entrata solare è al minimo. Può essere alimentato anche da corrente ricavata da energie rinnovabili (eolica , fotovoltaica, ecc.) .Sebbene la presente invenzione sia stata descritta con un certo grado di particolarità, resta inteso che la presente descrizione è stata fatta a titolo di esempio e che le variazioni nei dettagli della struttura possono essere apportate senza allontanarsi dallo spirito della stessa.
Claims (5)
- Rivendicazioni: 1)Stufa illuminante a microonde, comprendente uno o più magnetron (1) radiante microonde a 2450 MHZ in una camera metallica (5) , impermeabile , riflettente e schermante le microonde; detta camera (5) caratterizzata dal riempimento di gas ionizzato ( es. Argon) e caratterizzata dalla presenza interna di una o più camere(4) permeabile alle microonde piena di materiale liquido (ad esempio acqua) da immettere nei radiatori e tubi assorbenti calore (6,7) e (6b,7b); detta acqua sarà riscaldata per attrito ..-quando irradiato da microonde la stufa illuminante a microonde è caratterizzata dalla presenza delle tubazioni(6'7) collegati alla stufa (8) a mezzo di filtri a rete (9) e (10) atti a non far fuoriuscire le onde radio dalla camera (5);la stufa ha una luce fluorescente illuminata dal gas ionizzato in stato di plasma quando eccitato dalle microonde.
- 2) Stufa illuminante a microonde come rivendicato in 1 ;Caratterizzata dalla presenza delle luci florescenti(l 1,12,13), che vengono illuminate dall'arrivo del Gas elevato a plasma dalle stesse microonde, caratterizzate dalla presenza delle reti filtranti (20) a protezione delle onde pericolose uscenti dalla camera(5).
- 3) Stufa illuminante a microonde come rivendicato in 1, caratterizzata dalla presenza di pannelli solari, (14 ... 80), adatti per la ricezione della luce generata dal gas ionizzato in stato di plasma trasformandola in corrente elettrica, e a renderla all'occorrenza a mezzo dell'accumulatore (81 ) o dell'inverter.
- 4) Stufa illuminante a microonde come da rinvedicazione 1, si rivendica la combinazione dei tre fenomeni di trasforrmazione dell'energia: microonde che interagiscono con fluidi e plasma contemporaneamente rilasciando calore e luce recuperati rispettivamente da assorbitori di calore e da celle fotovoltaiche ,questeultime immerse nel plasma luminoso , ottimizzando la riduzione della disperzione dell'energia dentro il solito apparecchio.
- 5) Stufa illuminante a microonde come da rivendicazione 1 e 3 il gas elevato a plasma a mezzo microonde si trasforma in una fonte di energia luminosa recuperata in parte dal o dai pannelli fotovoltaici, CLAIMS: 1) We claim recovering radio waves lighting stove, characterized by the emission of 2450 MHz micro waves, coming out of the magnetrons (1) and radiating into the metallic chamber (5) being waterproof, reflecting and shielding the radio waves; filled with jonised gas, (for example Argon), and by the presence of one or more chambers(4), being permeable to waves, and filled with a liquid stuff, (for ex water) to be put inside the radiators. Same water will be warmed by friction from same waves. -Characterized by the presence of pipes (6,7), connected to the stove (8)through the net filters (9,10), having the aim of avoiding the out coming of radio waves from chamber(5). 2) stove as claimed in (1) , characterized by the presence of the fluorescent lightings (11,12,13), being lighted at the arrival of gas got in plasma also in presence of the filtering nets (20), protecting from the dangerous waves coming out of chamber(5). 3) 3) -stove as claimed in (1) characterized by the presence of solar panels (14, . 80), suitable for the receiving the light generated by plasmas, and to give it back, it need be ,by means of the accumulator( ) ,or inverter. 4) - as claimed in 1, we claim the combinations of three transforming phenomena of energy, micro waves interacting with fluids, and plasma, and at the same time getting of heat and light recovered by heat absorbers and by fhotovoltaic cells , the latter being immersed in lighted plasma , so optimising the reduction of energy dispersion , and that, inside the same device. 5) -as claimed ini and 3 ,the gas got into plasma by means of microwaves, will be transformed partially into lighting energy from the photovoltaic generation.
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