NL8302918A

NL8302918A - Inrichting voor het opwekken van warmte.

Info

Publication number: NL8302918A
Application number: NL8302918A
Authority: NL
Original assignee: Kuboyama Nobuyoshi
Priority date: 1983-07-20
Filing date: 1983-08-19
Publication date: 1985-02-18
Also published as: CA1210288A; ES8406118A1; IT8322589A1; NO156705C; GB2143632A; BR8304482A; IT8322589A0; IT1194376B; DK445983A; ES525015A0; GB8321879D0; SE8304425D0; FR2549584A1; AU1803283A; ZA835982B; GB2143632B; CH654651A5; SE446660B; NZ205226A; SE8304425L

Description

X » * - «

833109/Ke/vB

Korte aanduiding: Inrichting voor het opwekken van warmte.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het opwekken van warmte.

De uitvinder heeft eerder een uitvinding gedaan die de grondslag vormt voor de onderhavige inrichting. Daarop heeft be-5 trekking de Nederlandse octrooiaanvrage 8100528 voor een "Werkwijze en inrichting voor het verwarmen en drogen van in een gesloten kamer geplaatste voorwerpen". Verder heeft de uitvinder een werkwijze voorgesteld voor verwarmen in op druk gebrachte lucht in een kamer op een uitgebalanceerd niveau, beschreven in de Japanse 10 octrooiaanvrage publicatienummer 127779/1982.

Volgens deze eerdere uitvindingen worden roterende organen gebruikt voor het verlagen of verhogen van luchtdruk binnen de kamer en is er een aanzuigopening aanwezig waarin zich het roterende orgaan bevindt, waardoor de luchtdruk in de kamer wordt ver-15 hoogd of verlaagd door voortdurende draaiing van het draaiende orgaan, waarbij een verschil tussen de verlaagde of verhoogde luchtdruk in de kamer en de normale luchtdruk daarbuiten op een evenwichtswaarde wordt gehouden. Onder deze omstandigheden wordt door de luchtwrijving warmte ontwikkeld in een spleet tussen de zuig-20 opening en het draaiende orgaan door de voortdurende draaiing daarvan, en deze warmte kan worden gebruikt om te drogen of te verwarmen.

Door de draaiende organen met aanzuigopening worden middelen gevormd voor de aanzuiging en de afvoer van lucht in de kamer als-25 mede middelen voor het opwekken van wrijvingswarmte door de lucht, zodat het drogende of verwarmende effect zeer afhankelijk is van het feit of het nuttig effect van de werking van het roterende orgaan voldoende hoog is. Vanuit dit oogpunt is de onderhavige uitvinding tot stand gekomen.

30 Aldus verschaft de onderhavige uitvinding een inrichting e ~ Λ ! o

5- ï. f 'l C

4 - 2 - voor het opwekken van warmte door het gebruik van een uit meerdere trappen bestaand draaiend orgaan, gekenmerkt doordat het bestaat uit een buisvormig huis met een luchtaanzuigopening en een lucht-uitlaatopening, en twee of meer organen die als meerdere trappen 5 in het buisvormige huis zijn geplaatst, waardoor een gebied voor warmteopwekking door luchwrijving wordt gevormd in een kleine spleet in een draaigebied van elk roterend orgaan en aangezogen lucht op het niveau van elke trap wordt verwarmd terwijl de luchtdruk binnen de kamer voortdurend op een uitgebalanceerde waarde 10 wordt verlaagd of op druk gebracht.

Door aldus de draaiende organen in meerdere trappen uit te voeren verkrijgt men een uitstekende aanzuiging en afvoer van lucht en eèn uitstekend warmte-opwekkingseffeet.

De hoeveelheid aangezogen en afgevoerde lucht kan worden ge-15 wijzigd door naar wens de afmetingen, het aantal, de hoek en de onderlinge afstand van de schoepen te wijzigen.

Een voorkeursuitvoering van de inrichting is gekenmerkt doordat meerdere luchtuitlaatopeningen zijn aangebracht tussen opeenvolgende draaiende organen. Aldus kan verwamde lucht worden 20 afgenomen ter hoogte van elke trap.

Verder is een gunstige uitvoeringsvorm gekenmerkt doordat het buisvormige huis met tenminste één eenheid van het roterende orgaan uitgevoerd is als een enkele constructie, en dat meerdere van dergelijke afzonderlijke constructies met elkaar zijn verbonden. 25 De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening van enkele uitvoeringsvoorbeelden.

Fig. 1 is een doorsnede van een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting voor het opwekken van warmte met gebruikmaking van een uit meerdere trappen bestaand roterend orgaan volgens de uitvinding; 30 Fig. 2 is een doorsnede van een enkele eenheid uit de inrich ting in de vorm van een roterend orgaan en een buisvormig huis;

Fig. 3 is een doorsnede van een uitvoeringsvorm waarin een 85 ? ? ‘M 8 - 3 - aantal eenheden onderling loodrecht zijn verbonden;

Fig. 4 is een doorsnede van een andere uitvoeringsvorm;

Fig. 5 is een gedetailleerde langsdoorsnede door een uitvoering van een enkele constructie met een roterend orgaan en een 5 buisvormig huis;

Fig. 6 is een doorsnede volgens de lijn VI-VI in fig. 5.

In de tekening is door 1 een roterend orgaan aangeduid dat geplaatst is binnen een buisvormig huis 2 en dat de vorm heeft van een electromotor la en een aantal roterende schoepen 1b. Door 3 10 is een gebied aangeduid waarin warmte wordt opgewekt door luchtwrijving, gevormd in een gebied van rotatie R van de schoepen 1b. Hier wordt door luchtwrijving zeer effectief warmte opgewekt in een kleine spleet g die gevormd is tussen het huis 2 en de schoepen 1b.

15 In de in fig. 1 weergegeven uitvoeringsvorm zijn drie rote rende organen 1 haaks geplaatst in het buisvormige huis 2 van een drietraps constructie. Zo heeft ook de warmtegenerator drie trappen, elk met een warmte-opwekkingsgebied 3 dat gevormd wordt door de spleet in het draaiingsgebied R van de schoepen 1b van elk roterend 20 orgaan.

Bij deze drietraps uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding hebben de schoepen 1b van elk roterend orgaan 1 dezelfde afmeting, hetzelfde aantal, dezelfde hoek en dezelfde afstand tussen naburige schoepen 1b, maar het is mogelijk deze parameters te 25 wijzigen wanneer daaraan behoefte ontstaat. Zo kan men het uitgangs-vermogen van de motor in de eerste trap (de bovenste in fig. 1) het hoogste maken, en het vermogen van de motoren in de tweede en de derde trap lager dan in de eerste. De uitvinding is echter niet beperkt tot deze geleidelijke verlaging in het uitgangsvermogen 30 van de motor.

In de beschrijvende uitvoering zijn de roterende schoepen rechtstreeks met de motor la verbonden maar men kan de snelheid 8 3 £ « p '· S5 » 1» - 4 - ervan regelen door een tandwielkast.

Verder is het mogelijk de kop van het draaiende orgaan 1 onder een rechte hoek te plaatsen ten opzichte van de lengteas van het buisvormige huis 2. In dat geval wordt uiteraard de vorm 5 van het buisvormige huis 2 gewijzigd.

Door 4 wordt een luchtaanzuigopening aangeduid die aangebracht is in het voorste einde van het huis 2, terwijl door 5 een lucht-uitlaatopening wordt aangeduid aan het achtereinde ervan. Door 6 wordt een kraan aangeduid die geplaatst is in de luchtinlaat 4.

10 Bij voorkeur wordt het kaliber van de zuiginlaat 4 erjfef de blaas-uitlaat 5 kleiner gekozen, zodat de hoeveelheid luchtstroming kleiner kan worden, waardoor het gemakkelijk wordt de luchtdruk binnen het huis te reduceren of op druk te brengen op een constant evenwichtsniveau.

15 Wanneer elk van de motoren la wordt bekrachtigd draaien de schoepen 1b ervan in de in fig. 1 aangegeven pijlrichting. Wanneer de kraan 6 wordt geopend wordt de lucht in het huis 2 naar buiten afgevoerd door de uitlaat 5 via de draaiende organen van de eerste, de tweede en de derde trap.

20 Omdat het draaiende orgaan 1 met hoge snelheid draait in het warmteopwekkingsgebied 3 dat wordt gevormd door de spleet g in het draaigebied R, zal de in de spleet g achterblijvende lucht sterker in temperatuur stijgen als gevolg van een intens luchtwrijvings-effect, waardoor lucht van hoge temperatuur ontstaat. Omdat de lucht-25 druk in het huis 2 op een verlaagd evenwichtsniveau wordt gehandhaafd als gevolg van de aanzuiging en afvoer van lucht, is intussen het warmteopwekkingseffect zeer hoog. M.a.w.: De verlaging van de luchtdruk wordt op een voortdurend uitgebalanceerd niveau gehouden, n.1. in een dynamische staat, in de toestand waarin voortdurend 30 lucht wordt aangezogen (kraan 6 is geopend) en afgevoerd. Naarmate het trapniveau van het draaiende orgaan 1 lager is, wordt het warmteopwekkingseffect hoger.

83 0 2 ? 18 • * « - 5 -

In de toestand waarin de kraan 6 afgesloten is zal, wanneer de motor la in werking wordt gesteld en de schoepen 1b draaien, de lucht binnen het buisvormige huis 2 naar buiten worden afgevoerd en zal de luchtdruk er binnen geleidelijk worden verlaagd. Na korte 5 tijd wordt een verschilwaarde tussen een verlaagde luchtdruk in het huis 2 en een normale luchtdruk er buiten op een evenwichts-niveau in stand gehouden. Nadat de lucht in het huis 2 een hoge temperatuur heeft bereikt door het volledig stimuleren van het effect van warmteopwekking door luchtwrijving, is het mogelijk de 10 luchtdruk in het huis 2 op een verlaagd evenwichtsniveau te houden zelfs wanneer de klep wordt geopend en om verder continu lucht met hoge temperatuur uit de luchtuitlaat 5 af te voeren.

Verder wordt de temperatuurverdeling van de wrijvingswarmte hoger wanneer het trapniveau van het warmteopwekkingsgebied 3 lager 15 wordt.

Wanneer aldus het huis 2 wordt gesloten met het oog op warmteopwekking, kan de inrichting worden gebruikt als warmtebron.

(Het gesloten huis is niet weergegeven.) Wanneer een dergelijke warmte-energie wordt afgegeven, zoals beschreven in fig. 1, kan 20 deze worden gebruikt voor verschillende doeleinden zoals kamer-verwarming, droging, enz.

Een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding zal worden beschreven aan de hand van fig. 2 en 3. Fig. 2 laat een enkele constructie A zien, zodanig dat een eenheid van het roterende orgaan 25 geplaatst is in het huis 2a, terwijl er een luchtingangsgebied 7 en een luchtafvoergebied 8 is. Het huis 2a heeft verbindingsor-ganen 9 bij de twee openingen 7 en 8. Wanneer dus drie eenheden met de constructie A onderling worden verbonden door de tegen elkaar liggende verbindingsorganen 9, door middel van schroeven 9a 30 of dergelijke, kan men een uit meerdere trappen bestaand roterend orgaan verkrijgen voor het opwekken van warmte, zoals weergegeven ^ λ -·N Λ ^

*; v . ' i O

——^ 4 " - 6 - in fig. 3. De constructie van elk roterend orgaan 1 en elk huis 2 is hetzelfde als eerder beschreven. Bovenop het bovenste huis 2a is vast een luchttoevoerorgaan 10 aangebracht met een luchtaanzuig-opening 4, terwijl aan het onderste huis vast een luchtafvoerorgaan 5 11 is aangebracht met een luchtuitlaatopening 5. Wanneer dus de roterende organen 1 allemaal worden bekrachtigd, wordt door lucht-wrijving warmte opgewekt zoals bij de eerste uitvoering, waardoor men verschillende industriële toepassingen verkrijgt.

Bovendien is het mogelijk een voldoende warmte-energie te 10 produceren door gebruik te maken van slechts een enkele eenheid van het constructietype A, zoals weergegeven in fig. 2, dat de meest eenvoudige constructie is mits het luchttoevoerorgaan 10 en het luchtafvoerorgaan 11 beide aan de constructie A worden bevestigd.

15 Een vierde uitvoeringsvorm van de uitvinding zal worden be schreven aan de hand van fig. 4. Hier heeft het buisvormige huis een dubbele constructie, waarin tussen het huis 1 en een doosvormige kast materiaal 12 is aangebracht dat in staat is de warmte-energie op te zamelen die opgewekt wordt in elk van de warmte-op-20 wekkingsgebieden 3 om dan een hoog nuttig effect van de warmte-opwekking te verkrijgen. De constructie van het draaiende orgaan 1, het draaiingsgebied R, de spleet g en het gebied 3 van warmte-opwekking door luchtwrijving is hetzelfde als eerder beschreven.

In dit voorbeeld is de luchtuitlaatopening 5 aangebracht onder 25 in het huis 2, terwijl twee luchtuitlaatopeningen 13, 14 afzonderlijk zijn aangebracht tussen de opeenvolgende draaiende organen. Deze twee luchtuitlaten 13, 14 zijn verbonden met een zuiginrich-ting 16 in de vorm van een draaiende pomp of dergelijke, via de kranen 15, waardoor de warmte-energie kan worden afgenomen op het 20 niveau van elke trap. Omdat de in het huis 2 opgewekte warmte-ener-gie bij elke trap een andere temperatuur heeft, kan hij voor verschillende doeleinden worden gebruikt.

83 0 2 0 1 8 - 7 - *

Volgens een aspect van deze uitvoeringsvorm kan de kraan 6 in de zuigopening 4 worden verwijderd en geplaatst worden in de uitlaatopening 5. In dit (niet weergegeven) geval kan de luchtdruk binnen het huis 2 op druk worden gebracht op een evenwichtsniveau 5 door het regelen van de in de uitlaatopening 5 geplaatste kraan 6.

De warmte-energie die wordt verkregen door de twee uitlaten 13f 14 kan men ook toevoeren aan een plaats waar men er behoefte aan heeft zonder zuiginrichtingen 16 te installeren,

Fig. 5 toont een gedetaileerde doorsnede door een enkele 10 constructie A uit de vorige voorbeelden. Deze is voorzien middelen B voor het koelen van de motor la, bestaande uit middelen die de nadelige invloeden afschermen als gevolg van de warmte van de motor la en middelen voor het inbrengen van koellucht van buiten; daardoor kan de motor la voortdurend op de normale manier werken 15 ondanks de aanwezigheid van lucht met hoge temperatuur.

Door 17 wordt wordt een beschermingshuis aangeduid waarmee uitsluitend de motor la wordt afgeschermd en door 18 een ruimte waarin een buis 19 is aangebracht voor het aanzuigen van de koellucht. Een einde van de buis 19 is gericht naar de ruimte 18 en 20 het andere einde steekt buiten het buisvormige huis 2a uit. Door 20 is een korte buis aangeduid voor de afvoer van de verwarmde lucht, waarvan een einde gericht is naar de ruimte 18 en het andere einde zich binnen het buisvormige huis 2a bevindt.

Door 21 wordt een steun aangeduid voor het ondersteunen van 25 de motor la en bevestiging ervan ten opzichte van het buisvormige huis 2a.

Verder is het mogelijk een sirocco ventilator 23 te plaatsen, zoals aangeduid door streep-stippellijnen, voor het afvoeren van de overtollig warmte van de motor la. Het middelpunt van de sirocco-30 ventilator 23 is verbonden met de as 22 van de motor la. Zo kan verwarmde lucht van de motor la gemakkelijk worden voorkomen door Λ ™ ' Λ > j Λ Üv u ίί ^ o - 8 - draaiing van de sirocco-ventilator 23. Verder kan de korte buis 20 doorlopen door het huis 2a, zoals aangeduid door een streep-stippellijn. De in de ruimte 18 in te brengen koellucht kan worden vervangen door Freon gas of een ander koelmiddel.

5 Zo wordt, door de aanwezigheid van de koelmiddelen B, de motor la in de uit meerdere trappen bestaande roterende inrichting tijdens de werking steeds in gekoelde toestand gebracht, zodat oververhitting wordt voorkomen en hij stabiel werkt gedurende lange tijd.

10 Volgens een aspect van de uitvinding heeft elk exemplaar van een reeks roterende organen een aandrijving (zoals een electromotor, )en draaiende schoepen en wordt door luchtwrijving warmte opgewekt in een spleet in een draaigebied van de schoepen terwijl de luchtdruk in de kamer wordt verlaagd of opgevoerd tot een 15 voortdurend in evenwicht gehouden waarde. Verder kan de aldus verwarmde lucht op de hoogte van elke trap van het roterende orgaan worden afgenomen. Ook kan de gewenste warmte-energie worden geproduceerd door een gewenst aantal enkele constructies (A) met elkaar te verbinden. De op de wijze volgens de uitvinding geproduceerde 20 warmte-energie is zeer schoon en kan voor verschillende doeleinden worden gebruikt.

" il o n J e V? *Cr + *&

Claims

1. Inrichting voor het opwekken van warmte door het gebruik van een uit meerdere trappen bestaand draaiend orgaan, gekenmerkt doordat het bestaat uit een buisvormig huis met een luchtaanzuigopening en een luchtuitlaatopening, en twee of meer 5 organen die als meerdere trappen in het buisvormige huis zijn geplaatst, waardoor een gebied voor warmteopwekking door luchtwrijving wordt gevormd in een kleine spleet in een draaigebied van elk roterend orgaan en aangezogen lucht op het niveau van elke trap wordt verwarmd terwijl de luchtdruk binnen de kamer 10 voortdurend op een uitgebalanceerde waarde wordt verlaagd of op druk gebracht.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m é t het kenmerk dat elk van de twee of meer draaiende organen voorzien is van een electromotor en een aantal draaiende schoepen, en dat 15 de draaiende organen loodrecht boven elkaar in het buisvormige huis zijn geplaatst, waarbij elk van de draaiende organen wordt aangedreven door de electromotor.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat meerdere luchtuitlaatopeningen zijn aangebracht 20 tussen opeenvolgende draaiende organen.

4. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het buisvormige huis met tenminste één eenheid van het roterende orgaan uitgevoerd is als een enkele constructie, en dat meerdere van dergelijke afzonderlijke constructies 25 met elkaar zijn verbonden.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de electromotor wordt omgeven door een Λ ~ T - ' ^ -I-V ; - : ‘i - 10 - schermlichaam, waarbij tussen de buitenzijde van de electromotor en deze afscherming een ruimte wordt gevormd, waarbij een buis voor de aanzuiging van koellucht van buiten en een buis voor de afvoer van verwarmde lucht door de afscherming in verbinding staat 5 met de genoemde ruimte. ö ” n o Γ) o ij v v ij J * D