NL1029569C2 - Werkwijze en inrichting voor het genereren van verwarmde vloeistof onder verhoogde druk. - Google Patents

Description

t ···

P 2005 NL 019 /OG

Titel: Werkwijze en inrichting voor het genereren van verwarmde vloeistof onder verhoogde druk

De onderhavige uitvinding heeft in zijn algemeenheid betrekking op het genereren van verwarmde vloeistof onder verhoogde druk. Aldus kan een vloeistofstraal worden geleverd, die geschikt is voor schoonmaakdoeleinden, zoals bijvoorbeeld 5 het schoonspuiten van muren, vloeren, of de binnenwanden van leidingen zoals afvalwaterleidingen of rioolwaterleidingen. De uitvinding is echter niet tot dat toepassingsgebied beperkt.

Voor dergelijke schoonmaakwerkzaamheden wordt doorgaans gebruikt gemaakt van water, waar eventueel chemische middelen 10 aan zijn toegevoegd voor het verkrijgen van een verbeterd reinigingseffeet. In het hiernavolgende zal de vloeistof ook gemakshalve worden aangeduid met de eenvoudige term "water", waarbij wordt opgemerkt dat de onderhavige uitvinding ook van toepassing is op andere vloeistoffen.

15 Voor het leveren van water onder verhoogde druk en bij verhoogde temperatuur zijn een pomp nodig voor het leveren van de benodigde waterdruk, alsmede verwarmingsmiddelen voor het verhogen van de temperatuur van het water. Om dat water ook daadwerkelijk te gebruiken voor schoonmaakdoeleinden, zijn 20 middelen nodig voor het leveren van een vloeistofstraal, zoals een slang met een mondstuk. In principe is het mogelijk om hiervoor willekeurige geschikte componenten te gebruiken. Voor mobiele toepassingen is het echter gebruikelijk dat de pomp wordt aangedreven door een verbrandingsmotor, hetgeen een 25 separate, "dedicated" verbrandingsmotor kan zijn of de verbrandingsmotor van een transportvoertuig dat de reinigings-installatie vervoert. Voor het verwarmen van het reinigings-water kan dan nuttig gebruik gemaakt worden van de verlies-warmte van die motor. In zijn algemeenheid kan gesteld worden, 30 dat verbrandingsmotoren een ongunstig mechanisch rendement hebben: ongeveer één derde van de energieinhoud van de brandstof wordt omgezet in nuttige mechanische energie aan de 1029569 t « 2 uitgangsas van die motor. De verloren energie wordt omgezet in warmte, waarvan ongeveer de helft gebruikt wordt voor het opwarmen van de uitlaatgassen en de andere helft via het koelwater van de motor wordt afgevoerd.

5 De onderhavige uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op een systeem waarbij nuttig gebruikt gemaakt wordt van de afvalwarmte van een verbrandingsmotor, bij voorkeur de motor die de pomp aandrijft, voor het verwarmen van het spoelwater. De uitvinding is echter ook toepasbaar in 10 combinatie met andere warmtebronnen, hoewel dat gepaard zal gaan met hogere kosten.

Het is gewenst dat de pompinstallatie voor het leveren van spoelwater kan werken bij verschillende bedrijfsomstandigheden. Afhankelijk van het gebruikte spuitgereedschap kan het 15 benodigde waterdebiet hoger of lager zijn. De pomp moet in staat zijn om het maximaal mogelijke debiet te leveren bij de gewenste waterdruk. Wanneer het gevraagde debiet lager is dan de maximale capaciteit van de pomp, ontstaat er het probleem dat de pomp met een verminderd rendement kan werken.

20 Voorts kan de gewenste temperatuur van het geleverde spoelwater variëren. De verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van het water moeten voldoende capaciteit hebben om de gevraagde watertemperatuur bij het gevraagde waterdebiet te kunnen leveren. Wanneer het gevraagde waterdebiet minder 25 wordt, bestaat de mogelijkheid dat de temperatuur van het geleverde water ongewenst toeneemt.

Het is op zich bekend dat verwarmingsmiddelen voor spoelwater zijn uitgevoerd als een warmtewisselaar, waarbij het op zich bekend is om verlieswarmte van een verbrandings-30 motor te gebruiken om met behulp van een warmtewisselaar vloeistof te verwarmen. In een eerste variant is het bekend om daartoe gebruik te maken van het koelwater van die verbrandingsmotor. Het koelwater van een verbrandingsmotor zal echter typisch een temperatuur hebben lager dan 100 °C, zodat 35 de hiermee bereikbare eindtemperatuur beperkt is.

Voorts is het in een andere variant bekend om gebruik te maken van de in de verbrandingsgassen aanwezige warmte. De uitlaatgassen van een verbrandingsmotor hebben een temperatuur die typisch veel hoger is dan 100 °C, zodat hierdoor in 1029569 3 ! ί * '· principe een hogere eindtemperatuur mogelijk is. Een probleem is echter, dat de warmteoverdracht van een gas naar een wand van een warmtewisselaar vrij moeilijk is. Om een warmte-I wisselaar te verschaffen met een goed warmteoverdragend 5 vermogen vanuit de uitlaatgassen naar het te verwarmen water

zijn relatief dunne en lange stromingskanaaltjes nodig met een J

groot warmteoverdragend oppervlakte. Bijgevolg zal een i dergelijke warmtewisselaar relatief groot, zwaar en duur zijn, en bovendien zal er in die warmtewisselaar een grote drukval 10 optreden, zowel voor de uitlaatgassen als voor de te verwarmen 1 vloeistof. Deze problemen tellen des te zwaarder naarmate de gewenste watertemperatuur hoger is.

Het is derhalve een doel van de onderhavige uitvinding om een werkwijze en inrichting te verschaffen voor het leveren 15 van spoelwater met verhoogde druk en verhoogde temperatuur, waarbij de genoemde problemen zijn overwonnen of althans verminderd, en waarbij op relatief efficiënte wijze het water wordt verwarmd.

Volgens een belangrijk aspect van de onderhavige 20 uitvinding wordt ten minste een deel van het door de pomp geleverde vloeistofdebiet gerecirculeerd naar de aanzuigzijde van de pomp. Het gerecirculeerde water kan dan nogmaals de warmtewisselaar passeren, zodat de bereikte eindtemperatuur van het water hoger kan zijn bij gebruikmaking van een 25 relatief kleine warmtewisselaar. De pomp levert daarbij meer water dan verbruikt wordt door het schoonmaakgereedschap.

Volgens een ander belangrijk aspect van de onderhavige uitvinding splitst de uitgangsleiding van de pomp zich in twee ί parallelle takken, waarbij in één van die twee takken een 30 tweede warmtewisselaar is aangebracht. Het vloeistofdebiet in deze ene tak wordt door de tweede warmtewisselaar verder in temperatuur verhoogd, waarbij het vloeistofdebiet in deze tak lager is dan het vloeistofdebiet door de eerste warmtewisselaar. De tweede warmtewisselaar kan daarom ontworpen zijn 35 voor een relatief klein debiet en een relatief hoge uitgangs-temperatuur. Afhankelijk van de gewenste toepassing is het nu mogelijk om de twee takken weer bij elkaar te laten komen of om het water uit de ene tak te gebruiken en het water uit de andere tak te laten recirculeren.

1029569 t * 4

De Europese octrooiaanvrage 0.615.791 beschrijft een systeem waarbij een wasmachine geïntegreerd is met een transportvoertuig. De installatie omvat pompmiddelen voor het 5 leveren van spoelwater, en verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van dat spoelwater. De pompmiddelen worden aangedreven door een verbrandingsmotor die ook gebruikt wordt voor aandrijving van het voertuig, en de verwarmingsmiddelen gebruiken zowel de afvalwarmte in het koelwater van die motor 10 als de afvalwarmte in de uitlaatgassen van die motor. De installatie heeft echter twee gescheiden systemen. Het ene systeem heeft een pomp 21, en een warmtewisselaar 22/25 die warmte van de uitlaatgassen van de motor benut. Het tweede systeem heeft een separate pomp 33, en een tweede warmte-15 wisselaar 36/34 die warmte ontvangt van het motorkoelsysteem. De twee systemen zijn volledig van elkaar gescheiden, zodat hier in feite slechts sprake is van een eerste systeem dat koelwaterwarmte benut en een tweede systeem dat uitlaatgas-warmte benut. In beide gevallen is de warmtewisselaar 20 aangebracht aan de lage drukzijde van de betreffende pomp.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.341.081 beschrijft een schoonmaakapparaat met een spuitpistool, waarbij de pomp 21 voor het spoelwater Wordt aangedreven door een verbrandingsmotor, en waarbij het waswater wordt verwarmd met behulp van 25 koelvloeistof van die aandrijfmotor. De warmtewisselaar 30/17 is daarbij aangebracht aan de lage drukzijde van de pomp 21. De uitlaatgaswarmte wordt bij deze inrichting niet benut.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.284.127 beschrijft een inrichting voor het reinigen van tapijt, waarbij waswater in 30 een tweestaps proces wordt verwarmd met warmte uit het koelwater respectievelijk de uitlaatgassen van een verbrandingsmotor. Hiertoe passeert het waswater een eerste warmtewisselaar 7 die warmte ontvangt van het koelwater van de motor, en een tweede warmtewisselaar 13 die warmte ontvangt 35 uit de uitlaatgassen van die motor. Het aldus in twee stappen verwarmde water komt terecht in een reservoir 17. De waterstroming wordt hierbij aangedreven door de waterdruk bij de ingang 1. Wanneer het reservoir 17 vol is, wordt een door een vlotter schakelaar 18 bediende klep 12 gesloten om de 1029569 t 1 5 waterstroming door de twee warmtewisselaars te stoppen. Voor het daadwerkelijke gebruik van het verwarmde water voor schoonmaakdoeleinden onttrekt een pomp 19 het warme water uit het reservoir 17. In de aanzuigleiding van de pomp 19 bevindt 5 zich geen warmtewisselaar. Onder normale omstandigheden, waarbij het water uit het reservoir 17 wordt verbruikt voor schoonmaakdoeleinden, vindt er geen recirculatie plaats van het door de pomp 19 aangezogen water. In een toestand waarbij de toevoer van vers water vanuit de ingang 1 is gestopt, wordt 10 water door de pomp 19 via een terugvoerleiding 37 naar de tweede warmtewisselaar 13 gepompt, om deze warmtewisselaar te koelen en aldus te beveiligen tegen de hoge temperaturen van de uitlaatgassen.

15 Deze en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen nader worden verduidelijkt door de hiernavolgende beschrijving onder verwijzing naar de tekeningen, waarin gelijke verwijzingscijfers gelijke of vergelijkbare onderdelen aanduiden, en waarin: 20 figuur IA schematisch een eerste inrichting illustreert voor het genereren van verwarmd water onder verhoogde druk; figuur 1B schematisch een variant van deze eerste inrichting illustreert; figuur 1C schematisch vloeistofstromen in deze eerste 25 inrichting illustreert; figuur 2A schematisch een tweede inrichting illustreert voor het genereren van verwarmd water onder verhoogde druk; figuur 2B schematisch vloeistofstromen in deze tweede inrichting illustreert; 30 figuur 3A schematisch een derde inrichting illustreert voor het genereren van verwarmd water onder verhoogde druk; figuur 3B schematisch vloeistofstromen in deze derde inrichting illustreert; figuur 4A schematisch een vierde inrichting illustreert voor 35 het genereren van verwarmd water onder verhoogde druk; de figuren 4B-4E schematisch vloeistofstromen in deze vierde inrichting illustreren, in verschillende bedrijfstoestanden; de figuren 5A en 5B schematisch de tweede warmtewisselaar illustreren; 1029569 t * 6 figuur 6 een schematisch driedimensionaal aanzicht toont van verschillende onderdelen van de inrichting. |

J

5 Figuur IA is een blokschema dat schematisch een eerste inrichting 100 illustreert voor het genereren van verwarmd water onder verhoogde druk. De inrichting 1 omvat een voorraadreservoir 1, waarvan de inhoud bij voorkeur minimaal | 800 liter is. De installatie 100 is bijvoorbeeld bestemd voor 10 het hoge druk reinigen van oppervlakken zoals muren en vloeren met verwarmd spoelwater, en is bijvoorbeeld gemonteerd op een tweewielige aanhangwagen (niet weergegeven) of in een bedrijfswagen (niet weergegeven).

Het reservoir 1 is via een aanzuigleiding 2, waarin een 15 filter 3 is opgenomen, aangesloten op een ingang van een hoge druk pomp 5. Op de uitgang van de pomp 5 is een T-stuk 6 aangesloten, waarop respectievelijk twee uitgangsleidingen 7 en 8 zijn aangesloten. Een veiligheidsklep 101 bewaakt de druk van de door de pomp 5 opgepompte vloeistof. Indien de druk aan 20 de uitgang van de pomp 5 te hoog wordt, laat de veiligheids- j klep 101 vloeistof door om via een terugvoerleiding 102 te worden teruggevoerd naar het reservoir 1. |

In de aanzuigleiding 2 is een eerste warmtewisselaar 4 j aangebracht. De eerste warmtewisselaar 4 is bij voorkeur j 25 aangesloten op het koelwatercircuit van een verbrandingsmotor, schematisch aangeduid met de letter M, welke verbrandingsmotor doelmatigerwijs tevens de pomp 5 aandrijft.

In het hiernavolgende zal het door de pomp 5 geleverde vloeistofdebiet worden aangeduid met P. In een experimentele 30 opstelling werd gebruik gemaakt van een plunjerpomp die in staat was tot het leveren van een vloeistofdebiet P = 72 1/m j bij een uitgangsdruk 200 bar bij 1000 omwentelingen per j minuut. Die pomp werd aangedreven door een dieselmotor als verbrandingsmotor met een asvermogen van 29,8 kW bij 2800 35 omwentelingen per minuut.

De eerste uitgangsleiding 8 sluit aan op een recircu-latieleiding 23 met een smoorventiel 25. Het smoorventiel 25 laat een deel van het door de pomp geleverde vloeistofdebiet door; het door dit smoorventiel 25 passerendé vloeistofdebiet 1029569 « 4 7 zal worden aangeduid met X. Het smoorventiel kan een vaste instelling hebben, maar het is ook mogelijk dat het smoorventiel 25 verstelbaar is, zodat genoemd vloeistpfdebiet X gevarieerd kan worden door een gebruiker. De uitgang van de 5 recirculatieleiding 23 sluit aan op de aanzuigleiding 2, bij voorkeur en zoals geïllustreerd bij een plaats stroomopwaarts van de eerste warmtewisselaar 4, zodat het gerecirculeerde debiet X wederom de eerste warmtewisselaar 4 passeert.

In het weergegeven voorbeeld is de uitgang van de 10 recirculatieleiding 23 aangesloten op de aanzuigleiding 2. Een gevolg daarvan is, dat het gerecirculeerde vloeistofdebiet X direct naar de eerste warmtewisselaar wordt geleid, waardoor het spoelwater relatief snel opwarmt. Een probleem zou kunnen zijn, dat de temperatuur van het spoelwater dan te hoog wordt. 15 Als alternatief is het daarom mogelijk, dat de uitgang van de recirculatieleiding 23 uitmondt in het reservoir 1, zoals geschetst voor de veiligheidsterugvoerleiding 102. Het gerecirculeerde vloeistofdebiet X, dat een door de eerste warmtewisselaar 4 verhoogde temperatuur heeft gekregen in de 20 orde van bijvoorbeeld ongeveer 50 tot 60 °C, wordt gemengd met het relatief koude voorraadwater in het reservoir 1. Hierdoor warmt het spoelwater slechts langzaam op. Dit kan echter een nadeel zijn indien een snel opwarmen van het spoelwater gewenst is. In een variant is het daarom mogelijk dat de 25 recirculatieleiding 23 via een driewegklep (niet weergegeven) aansluit op twee terugvoerleidingen, waarvan een eerste aansluit op de aanzuigleiding 2 en waarvan de tweede uitmondt in het reservoir 1. Afhankelijk van de stand van de driewegklep zal het gerecirculeerde vloeistofdebiet dan terecht komen 30 in het reservoir 1 of direct in de aanzuigleiding 2. Een gebruiker kan er dan voor kiezen om tijdens een opstartfase de driewegklep in een stand te zetten waarbij het gerecirculeerde vloeistofdebiet direct naar de aanzuigleiding 2 wordt gevoerd, en om, zodra de temperatuur van het spoelwater een geschikte 35 waarde heeft bereikt, de driewegklep in een andere stand te zetten, waarbij het recirculeerde vloeistofdebiet wordt teruggevoerd naar het reservoir 1. De driewegklep kan derhalve handbediend zijn uitgevoerd, maar kan ook automatisch werken 1029569 1 > δ op basis van een sensor die de temperatuur van het spoelwater detecteert.

De tweede uitgangsleiding 7 sluit via een verbindings-leiding 26 aan op een drukregelaar 19. In de tweede uitgangs-5 leiding 7 is een tweede warmtewisselaar 11 opgenomen. Bij voorkeur ontvangt deze tweede warmtewisselaar 11 warmte uit de hete uitlaatgassen van een verbrandingsmotor, bij voorkeur dezelfde motor M als die welke de pomp 5 aandrijft. In een dergelijke voorkeursuitvoeringsvorm levert die verbrandings-10 motor dus zowel mechanische energie aan de pomp 5, als via het koelwater thermische energie aan de eerste warmtewisselaar 4, en via zijn uitlaatgassen thermische energie aan de tweede warmtewisselaar 11 waardoor de brandstof van die verbrandingsmotor M bijzonder efficiënt wordt gebruikt.

15 De tweede warmtewisselaar 11 ontvangt aldus slechts een deel van het door de pomp 5 geleverde vloeistofdebiet P. In de genoemde experimentele opstelling, waarbij het door de pomp geleverde vloeistofdebiet P maximaal 72 liter per minuut bedroeg, werd een tweede warmtewisselaar 11 gebruikt die was 20 ontworpen voor een debiet van ongeveer 15 tot 20 liter per minuur. Wanneer de tweede warmtewisselaar 11 het volledige pompdebiet P zou moeten kunnen verwerken, zou deze tweede warmtewisselaar 11 groter, zwaarder en duurder worden. Bij de dimensionering van de experimentele opstelling bedraagt het 25 recirculatiedebiet X in de recirculatieleiding 23 ongeveer 52 tot 57 liter per minuut. Het door de pomp 5 geleverde water kan dan een temperatuur bereiken van ongeveer 60 °C: dit kan gezien worden als een evenwichtstemperatuur indien continu 15 tot 20 liter wordt afgenomen via de tweede uitgangsleiding 7 30 en dus uit het reservoir 1 wordt aangevuld via de aanzuig-leiding 2. De tweede warmtewisselaar 11 was in staat om het ontvangen water van ongeveer 60 °C verder te verwarmen tot een temperatuur van ongeveer 80-90 °C. Dit hete water komt voor gebruik ter beschikking bij de uitgang van de drukregelaar 19. 35 Op de drukregelaar 19 kan een schoonmaakgereedschap 103 worden aangesloten, typisch een spuitpistool met een geschikt gekozen mondstuk, en dat via een lange leiding, die schematisch is voorgesteld als een slanghaspel 22, is aangesloten op de uitgang van de drukregelaar 19. Daarbij is 1029569 9 voorzien in een bedieningsklep 21, die twee bedrijfsstanden heeft, namelijk een gesloten bedrijfsstand (zoals geïllustreerd) waarbij geen vloeistof wordt geleverd aan het gereedschap 103, en een geopende bedrijfsstand waarbij de 5 vloeistof via het gereedschap 103 naar buiten stroomt met een krachtige straal. Het gereedschap 103 gedraagt zich daarbij als een smoorventiel, waarbij het verbruikte debiet Y van het spoelwater minder kan zijn dan het via de verbindingsleiding 26 beschikbaar gestelde debiet (P-X). De drukregelaar 19 heeft 10 een retourleiding 24, die het overtollige debiet (P-X-Y) van het spoelwater terugvoert naar de aanzuigzijde van de pomp 5. Aldus wordt de warmte van deze overmaat weer nuttig gebruikt.

In het geschetste voorbeeld sluit de terugvoerleiding 24 aan op de aanzuigleiding 2; dit draagt bij tot een snellere 15 opwarming van het water. Als alternatief zou de terugvoerleiding kunnen uitmonden in het reservoir 1, op vergelijkbare wijze als geschetst voor de eerste terugvoerleiding 102 van het veiligheidsventiel 101. Deze variant is geschetst in figuur 1B, met een drukregelaar 14, een terugvoerleiding 18, 20 een schakelventiel 16, een slanghaspel 17, en een gereedschap 104.

Figuur 1C, die vergelijkbaar is met figuur IA, illustreert de vloeistofstromen tijdens bedrijf van de inrichting 100. Het via recirculatieleiding 23 gerecirculeerde 25 deel van het door de pomp 5 geleverde vloeistofdebiet is aangeduid met pijl 111. Het vloeistofdebiet dat door de tweede warmtewisselaar 11 verder wordt verwarmd, is aangeduid met pijl 112. De eventuele overmaat, waarvan het debiet afhankelijk is van het door het werkstuk 103 gevraagde debiet, 30 en die via terugvoerleiding 24 wordt teruggevoerd, is aangeduid met pijl 113.

Door het recirculeren van water dat in een warmtewisselaar is opgewarmd, blijft de door dat water opgenomen warmte grotendeel behouden in het systeem. Daarenboven wordt 35 opgemerkt, dat het rondpompen van water bij een verhoogde druk, tegen de stromingsweerstand van lange leidingen en/of smoringen in, vrij veel vermogen kost, hetgeen ook leidt tot een opwarming van het water; ook deze warmte, eigenlijk 1029569 I * 10 verlieswarmte bij het pompen, wordt door het recirculeren benut door omzetting naar thermische warmte van het water.

Figuur 2A toont een blokschema van een tweede 5 uitvoeringsvorm van een inrichting voor het genereren van verwarmde vloeistof onder verhoogde druk volgens de onderhavige uitvinding. Deze inrichting, die is aangeduid met het verwijzingscijfer 200, onderscheidt zich van de eerste inrichting 100 doordat de eerste uitgangsleiding 8 via een 10 tweede verbindingsleiding 27 aansluit op de eerste verbindingsleiding 26 aan de uitgang van de tweede warmtewisselaar 11.

Op vergelijkbare wijze als figuur 1C illustreert figuur 2B de in deze tweede inrichting 200 optredende stromingen 15 tijdens bedrijf. De vloeistofstroming door de eerste uitgangsleiding 8 wordt aangeduid met pijl 211. De stroming door de tweede uitgangsleiding 7 en aldus door de tweede warmtewisselaar 11 wordt aangeduid met pijl 212. De combinatie van deze twee stromingen komt beschikbaar bij de uitgang van 20 de drukregelaar 19. Het gereedschap 103 krijgt aldus de volledige beschikking over het door de pomp 5 geleverde debiet, hetgeen in de genoemde proefopstelling ongeveer 72 liter per minuut bedroeg. Deze uitvoeringsvorm 200 is bedoeld voor situaties waarbij het gereedschap 103 veel water vraagt 25 (orde 70 liter per minuut) bij een temperatuur die verhoogd is ten opzichte van de temperatuur in het reservoir 1 (ongeveer 20 tot 25 °C). Indien het gereedschap 103 niet het volledige pompdebiet P verbruikt, wordt de overmaat van dit debiet (P-Y) via de terugvoerleiding 24 teruggevoerd, zoals aangeduid met 30 pijl 213.

In vergelijking met uitvoeringsvorm 100 ontbreekt bij uitvoeringsvorm 200 een smoring in de takken 7/26 en 8/27. De kwantitatieve verdeling van de vloeistofstromen wordt nu met name bepaald door de stromingsweerstand van de tweede warmte-35 wisselaar 11.

Figuur 3A toont een blokschema van een derde uitvoeringsvorm 300 van de inrichting voor het genereren van verwarmde vloeistof onder verhoogde druk volgens de onderhavige 1 ö 2 i 5 6 9 11 uitvinding. Deze derde uitvoeringsvorm 300 onderscheidt zich van de tweede uitvoeringsvorm 200 doordat de uitgang van de tweede warmtewisselaar 11 niet via een verbindingsleiding aansluit op de ingang van het drukregelventiel 19 maar via een 5 recirculatieleiding 33, met daarin opgenomen een (eventueel variabel instelbaar) smoorventiel 35, wordt teruggeleid naar de aanzuigzijde van de pomp 5. In dit geval mondt de recirculatieleiding 33 uit in het reservoir 1, maar als alternatief zou de recirculatieleiding 33 ook kunnen aansluiten op de 10 aanzuigleiding 2, en dan bij voorkeur bij een plaats stroomopwaarts van de eerste warmtewisselaar 4, zoals in figuur IA getoond voor de recirculatieleiding 23. Uitgaande van de eerste uitvoeringsvorm 100 zou men deze derde uitvoeringsvorm 300 kunnen verkrijgen door de tweede warmtewisselaar 11 te 15 verplaatsen vanaf de tweede uitgangsleiding 7 naar de eerste uitgangsleiding 8.

Vergelijkbaar met de figuren 1C en 2B illustreert figuur 3B de in deze derde uitvoeringsvorm 300 optredende vloeistof-stromingen. Het door de pomp 5 geleverde vloeistofdebiet P 20 wordt verdeeld in twee deelstromingen in de eerste uitgangsleiding 8 en in de tweede uitgangsleiding 7. De eerste deel-stroming in de eerste uitgangsleiding 8, naar het regelventiel 19 en afhankelijk van de stand van de schakelklep 21 naar het gereedschap 103, wordt aangeduid met pijl 311. De tweede 25 deelstroming in de tweede uitgangsleiding 7 en aldus door de tweede warmtewisselaar 11 en de recirculatieleiding 33 wordt aangeduid met pijl 312. De eventuele overmaat van de aan het regelventiel 19 geleverde debiet, dat via terugvoerleiding 24 wordt teruggevoerd, wordt aangeduid met pijl 313.

30

In het voorgaande zijn drie uitvoeringsvormen beschreven, die specifiek ontworpen zijn voor verschillende toepassingen. De uitvoeringsvorm 200 van figuur 2A is bedoeld voor toepassingen waarbij het gewenst is om te kunnen beschikken 35 over een relatief groot uitgangsdebiet met een relatief lage temperatuur, terwijl de uitvoeringsvormen 100 en 300 van figuur IA en figuur 3A bedoeld zijn voor situaties waarbij het gevraagde vloeistofdebiet lager is en de gewenste vloeistof-temperatuur hoger is. Aangezien in de praktijk beide situaties 1029569 ( k 12 kunnen voorkomen, is het gewenst om te kunnen beschikken over een inrichting die instelbaar is om te worden aangepast aan de betreffende gebruikssituatie. Figuur 4A toont een blokschema van een voorkeursuitvoeringsvorm 400 van de inrichting voor 5 het genereren van verwarmde vloeistof onder verhoogde druk volgens de onderhavige uitvinding die kan worden beschouwd als een combinatie van de in het voorgaande besproken uitvoeringsvormen. Evenals de eerste, tweede en derde uitvoeringsvormen 100, 200 en 300 heeft deze vierde uitvoeringsvorm een eerste 10 drukregelaar 19 met een daarop via een schakelklep 21

aansluitbare slanghaspel 22 en gereedschap 103. De regelklep 19 heeft een uitgang voor overtollig debiet, die via een terugvoerleiding 24 is aangesloten op de aanzuigleiding 2. I

Zoals in het voorgaande besproken, zou deze terugvoerleiding j 15 als alternatief ook kunnen uitmonden in het reservoir 1. Zoals i | voor de eerste uitvoeringsvorm 100 onder verwijzing naar j figuur IA is besproken, omvat de vierde uitvoeringsvorm 400 een recirculatieleiding 23 met een smoorventiel 25. De uitgang van de recirculatieleiding 23 is aangesloten op de aanzuig-20 leiding 2, maar zou als alternatief, zoals besproken, kunnen uitmonden in het reservoir 1.

De vierde uitvoeringsvorm 400 heeft een eerste selectie-klep 440, waarvan een ingang 441 is aangesloten op de eerste uitgangsleiding 8. De eerste selectieklep 440 heeft een eerste 25 uitgang 442 die is aangesloten op de recirculatieleiding 23, en een tweede uitgang 443 die is aangesloten op de ingang van de regelklep 19. De selectieklep 440 heeft ten minste twee bedrijfstoestanden, te weten een eerste bedrijfstoestand waarbij de ingang 441 is verbonden met de eerste uitgang 442, 30 en een tweede bedrijfstoestand waarbij de ingang 441 is verbonden met de tweede uitgang 443.

Op vergelijkbare wijze als besproken onder verwijzing naar figuur 1B, heeft de vierde uitvoeringsvorm 400 een tweede regelklep 14 waarvan de uitgang via een tweede schakelklep 16 35 kan worden aangesloten op een tweede slanghaspel 17 en een tweede gereedschap 104. De tweede regelklep 14 heeft een uitgang voor overtollig vloeistofdebiet, die via een tweede terugvoerleiding 18 het overtollige vloeistofdebiet terugvoert naar de aanzuigzijde van de pomp 5. De tweede terugvoerleiding 1029569 • · 13 18 mondt in dit voorbeeld uit in het reservoir 1, maar als alternatief zou de uitgang van de tweede terugvoerleiding 18 kunnen zijn aangesloten op de aanzuigleiding 2.

Op vergelijkbare wijze als besproken onder verwijzing 5 naar de figuren IA en 2A voor de eerste en tweede uitvoeringsvormen 100 en 200 heeft de vierde uitvoeringsvorm 400 een verbindingsleiding 26 waarvan de uitgang is aangesloten op de ingang van de eerste regelklep 19.

De vierde uitvoeringsvorm 400 heeft voorts een tweede 10 selectieklep 450, waarvan een ingang 451 is aangesloten op de uitgang van de tweede warmtewisselaar 11. De tweede selectieklep 450 heeft een eerste uitgang 452 die is aangesloten op de ingang van de tweede regelklep 14 en een tweede uitgang 453 j die is aangesloten op de verbindingsleiding 26. De tweede ! 15 selectieklep 450 heeft twee bedrijfstoestanden. In een eerste bedrijfstoestand is de ingang 451 verbonden met de eerste uitgang 452. In een tweede bedrijftoestand is de ingang 451 verbonden met de tweede uitgang 453.

Figuur 4B toont de vierde uitvoeringsvorm 400 in een 20 bedrijfstoestand waarbij de eerste selectieklep 440 zich bevindt in zijn eerste bedrijfstoestand, dat wil zeggen dat de ingang 441 is verbonden met de eerste uitgang 442, en waarbij de tweede selectieklep 450 zich bevindt in zijn tweede bedrijfstoestand, dat wil zeggen dat de ingang 451 is 25 verbonden met de tweede uitgang 453. In deze bedrijfstoestand is de werking van de vierde uitvoeringsvorm 400 identiek aan de werking van de eerste uitvoeringsvorm 100. In figuur 4B zijn daarom de optredende vloeistofstromen aangeduid met pijlen 111, 112, en 113, vergelijkbaar met figuur 1C.

30 Figuur 4C toont de vierde uitvoeringsvorm 400 in een andere bedrijfstoestand, waarbij de tweede selectieklep 450 is omgezet naar zijn eerste bedrijfstoestand, dat wil zeggen dat de ingang 451 is verbonden met de eerste uitgang 452. Hierdoor verschaft de inrichting, via de tweede regelklep 14, 35 spoelwater aan het tweede gereedschap 104, en is de werking van de inrichting hetzelfde als besproken onder verwijzing naar figuur 1B.

Figuur 4D toont de vierde uitvoeringsvorm 400 in een derde bedrijfstoestand die zich ten opzichte van de 1029569 14 bedrijfstoestand van figuur 4B onderscheidt doordat de eerste selectieklep 440 is omgezet naar de tweede bedrijfsstand, dat wil zeggen dat de ingang 441 is verbonden met de tweede uitgang 443. In dat geval is de werking van de vierde 5 uitvoeringsvorm 400 identiek aan de werking van de tweede uitvoeringsvorm 200, om welke reden de in de inrichting optredende vloeistofstromen zijn aangeduid met pijlen 211, 212 en 213, vergelijkbaar met figuur 2B.

Figuur 4E illustreert een variant van de vierde 10 uitvoeringsvorm 400, waarbij de tweede selectieklep 450 een derde uitgang 454 heeft, die aansluit op een tweede recirculatieleiding 33 met een tweede smoorventiel 35, welke tweede recirculatieleiding 33 uitmondt in het reservoir 1, vergelijkbaar met de derde uitvoeringsvorm 300. Figuur 4E 15 toont de vierde uitvoeringsvorm in een bedrijfstoestand waarbij de tweede selectieklep 450 is gebracht naar een derde selectiestand waarbij de ingang 451 is verbonden met de derde uitgang 454. In dat geval is de werking van de vierde uitvoeringsvorm 400 identiek aan de werking van de derde 20 uitvoeringsvorm 300, om welke reden de optredende vloeistof-stromen zijn aangeduid met de verwijzingscijfers 311, 312 en 313, vergelijkbaar met figuur 3B.

In een mogelijke uitvoeringsvorm zijn de twee selectie-kleppen 440 en 450 onafhankelijk van elkaar instelbaar, om de 25 hiervoor besproken configuratievariaties te kunnen aanbrengen. Het is echter ook mogelijk, dat de twee selectiekleppen 440 en 450 met elkaar gekoppeld zijn, zodanig dat beide kleppen zich bevinden in hetzij een eerste bedrijfsstand hetzij een tweede bedrijfsstand. In dat geval kan de gebruiker de vierde 30 uitvoeringsvorm 400 door middel van de gekoppelde schakel- kleppen 440, 450 omschakelen tussen de configuratie van figuur 4C en die van figuur 4D, dat wil zeggen het gebruik van een relatief laag debiet met relatief hoge temperatuur voor tweede gereedschap 104 (figuur 4C) of het gebruik van een relatief 35 groot debiet met een relatief lage temperatuur voor het eerste gereedschap 103 (figuur 4D).

In de figuren 5A en 5B is op schematische wijze een uitvoeringsvorm weergegeven van de tweede warmtewisselaar 11.

1029569 15

Figuur 5A toont een schematisch perspectiefaanzicht van de tweede warmtewisselaar 11, waarbij een buitenste cilindrische omhulling gedeeltelijk is weggelaten. De figuur toont, dat de tweede warmtewisselaar 11 een spiraal 51 heeft voor het 5 voorverwarmde spoelwater, met een ingang 52 en een uitgang 53. Een ingang en een uitgang voor het doorvoeren van uitlaatgassen van de verbrandingsmotor zijn respectievelijk aangeduid bij 54 en 55.

Figuur 5B toont een schematisch perspectiefaanzicht van 10 de tweede warmtewisselaar in langsdoorsnede, waaruit blijkt dat de spiraal 51 dubbel gewikkeld is, dat wil zeggen een binnenste wikkeling 51a en buitenste wikkeling 51b heeft. De stroming van de uitlaatgassen is aangeduid bij 56. Duidelijk valt te zien, dat deze stroming via een heen en weer gaand 15 stromingspatroon eerst langs de binnenste spiraalwikkeling 51a wordt geleid, dan wordt teruggeleid in de ruimte tussen de twee spiraalwikkelingen 51a en 51b, en dan weer langs de buitenste spiraalwikkeling 51b wordt geleid.

Figuur 6 toont een schematisch driedimensionaal aanzicht 20 van verschillende onderdelen van de inrichting, en een plaatsing in het processchema van figuur 4A.

Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de in het voorgaande besproken 25 uitvoeringsvoorbeelden, maar dat diverse varianten en modificaties mogelijk zijn binnen de beschermingsomvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de aangehechte conclusies.

1029569

Claims (25)

1. Werkwijze voor het genereren van verwarmde vloeistof onder verhoogde druk, waarbij de vloeistof door een pomp via een aanzuigleiding wordt aangezogen uit een reservoir, en waarbij de vloeistof door middel van ten minste één in de aanzuig- 5 leiding aangebrachte eerste warmtewisselaar wordt verwarmd; met het kenmerk: dat het door de pomp onder verhoogde druk geleverde vloeistof-debiet wordt gesplitst in ten minste een eerste deeldebiet en een tweede deeldebiet, waarbij het eerste deeldebiet verder 10 wordt verwarmd door een tweede warmtewisselaar.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij ten minste een deel van het door de tweede warmtewisselaar verder verwarmde eerste deeldebiet wordt gerecirculeerd naar de aanzuigzijde van de 15 pomp.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij ten minste een deel van het tweede deeldebiet wordt gerecirculeerd naar de aanzuigzijde van de pomp. 20

4. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het door de tweede warmtewisselaar verder verwarmde eerste deeldebiet wordt samengevoegd met het tweede deeldebiet tot een gecombineerd vloeistofdebiet. 25

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij ten minste een deel van het gecombineerde vloeistofdebiet wordt gerecirculeerd naar de aanzuigzijde van de pomp.

6. Werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de tweede warmtewisselaar warmte opneemt uit uitlaatgassen van een verbrandingsmotor.

7. Werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande 35 conclusies, waarbij de eerste warmtewisselaar warmte opneemt uit koelvloeistof van een verbrandingsmotor. 1029569

8. Werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande conclusies, waarbij de pomp wordt aangedreven door een verbrandingsmotor, waarbij de eerste warmtewisselaar warmte i 5 opneemt uit koelvloeistof van deze verbrandingsmotor, en I waarbij de tweede warmtewisselaar warmte opneemt uit uitlaatgassen van deze verbrandingsmotor. |

9. Werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande 10 conclusies 2-8, waarbij ten minste een deel van de gerecirculeerde vloeistof wordt geleid naar het reservoir.

10. Werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande conclusies 2-9, waarbij ten minste een deel van de 15 gerecirculeerde vloeistof wordt geleid naar de aanzuigleiding.

11. Werkwijze volgens een willekeurige der voorgaande conclusies 2-10, waarbij ten minste een deel van de gerecirculeerde vloeistof wordt geleid naar de aanzuigleiding, 20 bij een plaats stroomopwaarts van de genoemde eerste warmtewisselaar. j

12. Inrichting voor het genereren van verwarmde vloeistof onder verhoogde druk, omvattende: 25 een vloeistofreservoir (1); | een pomp (5), waarvan een ingang via een aanzuigleiding (2) is verbonden met het vloeistofreservoir (1); een in de aanzuigleiding (2) aangebrachte eerste warmtewisselaar (4); 30 gekenmerkt door: twee parallel op een uitgang van de pomp (5) aangesloten uitgangsleidingen (7; 8); en een in een eerste van die uitgangsleidingen (7) aangebrachte tweede warmtewisselaar (11). 35

13. Inrichting (100) volgens conclusie 12, waarbij een tweede (8) van genoemde uitgangsleidingen aansluit op een recirculatieleiding (23). 1029569

14. Inrichting volgens conclusie 13, waarbij de recirculatie-leiding (23) uitmondt in het reservoir (1) of in de aanzuig-leiding (2).

15. Inrichting volgens conclusie 13 of 14, waarbij de uitgang van de tweede warmtewisselaar (11) is aangesloten op een uitgang waarop een gereedschap (103, 104) zoals een spuitpistool kan worden aangesloten, bij voorkeur via een regelventiel (19; 14) en een schakelklep (21; 16). 10

16. Inrichting (200) volgens conclusie 12, waarbij de uitgang van de tweede warmtewisselaar (11) via een verbindingsleiding (26) is verbonden met de tweede (8) van genoemde uitgangs-leidingen, en waarbij die tweede uitgangsleiding (8) is 15 aangesloten op een uitgang waarop een gereedschap (103, 104) zoals een spuitpistool kan worden aangesloten, bij voorkeur via een regelventiel (19; 14) en een schakelklep (21; 16).

17. Inrichting (300) volgens conclusie 12, waarbij de uitgang 20 van de tweede warmtewisselaar (11) aansluit op een recirculatieleiding (33).

18. Inrichting volgens conclusie 17, waarbij de recirculatieleiding (33) uitmondt in het reservoir (1) of in de aanzuig- 25 leiding (2).

19. Inrichting volgens conclusie 17 of 18, waarbij een tweede (8) van genoemde uitgangsleidingen is aangesloten op een uitgang waarop een gereedschap (103, 104) zoals een 30 spuitpistool kan worden aangesloten, bij voorkeur via een regelventiel (19; 14) en een schakelklep (21; 16).

20. Inrichting (400) volgens conclusie 12, voorts omvattende: een eerste schakelklep (440) met een ingang (441), een eerste 35 uitgang (442), en een tweede uitgang (443), welke eerste schakelklep (440) een eerste stand heeft waarbij de ingang (441) is verbonden met de eerste uitgang (442), en een tweede stand heeft waarbij de ingang (441) is verbonden met de tweede uitgang (443); 1029569 een tweede schakelklep (450) met een ingang (451), een eerste uitgang (452), en een tweede uitgang (453), welke tweede schakelklep (450) een eerste stand heeft waarbij de ingang (451) is verbonden met de eerste uitgang (452), en een tweede 5 stand heeft waarbij de ingang (451) is verbonden met de tweede j uitgang (453); | waarbij een tweede (8) van genoemde uitgangsleidingen is verbonden met de ingang (441) van de eerste schakelklep (440); waarbij de uitgang van de tweede warmtewisselaar (11) is 10 verbonden met de ingang (451) van de tweede schakelklep (450); waarbij de eerste uitgang (442) van de eerste schakelklep (440) is verbonden met een eerste recirculatieleiding (23); waarbij de tweede uitgang (443) van de eerste schakelklep (440) is verbonden met een eerste uitgang waarop een eerste 15 gereedschap (103) zoals een spuitpistool kan worden aangesloten, bij voorkeur via een eerste regelventiel (19) en een eerste schakelklep (21); waarbij de eerste uitgang (452) van de tweede schakelklep (450) is verbonden met een tweede uitgang waarop een tweede 20 gereedschap (104) zoals een spuitpistool kan worden aangesloten, bij voorkeur via een tweede regelventiel (14) en een tweede schakelklep (16); waarbij de tweede uitgang (453) van de tweede schakelklep (450) is verbonden met de tweede uitgang (443) van de eerste 25 schakelklep (440).

21. Inrichting volgens conclusie 20, waarbij de twee schakel-kleppen (440, 450) onafhankelijk van elkaar bedienbaar zijn.

22. Inrichting volgens conclusie 20, waarbij de twee schakel- kleppen (440, 450) met elkaar gekoppeld zijn, en zich steeds gezamenlijk in hun respectieve eerste bedrijfsstanden of in hun respectieve tweede bedrijfsstanden.

23. Inrichting volgens conclusie 20, waarbij de eerste recirculatieleiding (23) uitmondt in het reservoir (1) of in de aanzuigleiding (2). 1029569

24. Inrichting volgens conclusie 20 of 23, waarbij de tweede schakelklep (450) een derde uitgang (454) heeft, die is verbonden met een tweede recirculatieleiding (33). j

25. Inrichting volgens conclusie 24, waarbij de tweede recirculatieleiding (33) uitmondt in het reservoir (1) of in de aanzuigleiding (2). 1029569