NO883437L - Vaeskeoppvarmingsapparat basert paa friksjonsvarme. - Google Patents

Vaeskeoppvarmingsapparat basert paa friksjonsvarme.

Info

Publication number
NO883437L
NO883437L NO88883437A NO883437A NO883437L NO 883437 L NO883437 L NO 883437L NO 88883437 A NO88883437 A NO 88883437A NO 883437 A NO883437 A NO 883437A NO 883437 L NO883437 L NO 883437L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
liquid
rotor
pump
fluid
heating
Prior art date
Application number
NO88883437A
Other languages
English (en)
Other versions
NO883437D0 (no
Inventor
Eugene W Perkins
Original Assignee
Eugene W Perkins
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eugene W Perkins filed Critical Eugene W Perkins
Publication of NO883437D0 publication Critical patent/NO883437D0/no
Publication of NO883437L publication Critical patent/NO883437L/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B3/00Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
    • F22B3/06Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass by transformation of mechanical, e.g. kinetic, energy into heat energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24VCOLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V40/00Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Denne oppfinnelse angår et apparat for å oppvarme væske og nærmere bestemt et slikt apparat for væskeoppvarming ved hjelp av intern friksjon.
Det er vel kjent å varme opp en væske ved hjelp av intern friksjon, enten ved å dreie et legeme i et væskereservoar slik som beskrevet i amerikansk patent nr. 4 424 797 eller ved å presse en væske gjennom begrensningsåpninger slik som be-
skrevet i US-PS 4 344 567. Når et legeme roterer i en væske i en beholder for å varme væsken opp kan det oppstå et såkalt kavitasjonsproblem, idet det dannes lokale væskehulrom mellom rotorens overflate og væsken slik at kontaktflaten mellom disse elementer reduseres, og under slike kavitasjonsperioder vil oppvarmingen tildels kunne bli meget dårlig.
Hovedformålet med oppfinnelsen er å kunne forbedre virkningsgraden ved friksjonsoppvarming av væsker, ikke bare ved å dreie en sylindrisk oppvarmingsrotor i væsken på en langt mer effektiv måte, men også ved å konstruere rotoren som en væskeimpeller med et sentralt rotorhulrom som fører den aktuelle væske eller generelt et fluid gjennom kanaler som forbinder dette sentrale hulrom med rotorens ytre partier, og kanalene er slik innrettet i forhold til rotorens dreieakse at fluid presses med stor kraft gjennom kanalene på grunn av sentrifugalkraften ved dreiningen, og hver kanal har i tillegg en innsnev-
ring nær kanalutløpet. Når en væske presses gjennom innsnevring-
ene vil den varmes opp på grunn av friksjonsarbeid, og i tillegg tilføres væsken i beholderen en viss varmemengde på grunn av friksjonskreftene som også virker mot samtlige av rotorens overflater. For videre å øke virkningsgraden for et slik væskeoppvarmingsapparat er det i samsvar med oppfinnelsen anordnet pumpeorganer som fører væske under trykk fra beholderen og direkte til apparatets sentrale hulrom eller kammer hvorved kavitasjonsfenomener i dette unngås fullstendig og slik at væsken tvinges gjennom innsnevringene, ikke bare takket være sentrifugalkraften, men også på gurnn av pumpens væsketrykk.
Selv om en hvilken som helst pumpetype ville kunne anvendes i forbindelse med oppfinnelsen vil en rotorpumpe som tilsvarer væskeoppvarmingsapparatets rotor være fordelaktig å benytte,
idet pumpens rotor virker på motsatt måte ved å presse væske inn i fluidkanalene som er slik anordnet at væsken da føres
inn mot sentrum av et sentralt kammer som så står i direkte forbindelse med apparatets sentrale rotorkammer. Fordelen ved å benytte en rotorpumpe av denne type er at den ved dreiningen også tilfører varme til væsken fra samtlige rotorflater med væskekontakt.
Oppfinnelsen skal i det følgende gjennomgås nær-
mere med støtte i de ledsagende tegninger hvor fig. 1 viser et vertikalsnitt i lengderetningen av et væskeoppvarmingsapparat i samsvar med oppfinnelsen og hvor væskeoppvarmingen skjer ved intern friksjon, fig. 2"er et vertikalt tverrsnitt av en rotorpumpe, sett fra et snittplan indikert med pilene 2-2 på fig. 1,
og fig. 3 viser et tilsvarende tverrsnitt av rotoren eller impelleren i oppfinnelsens oppvarmingsapparat, sett fra det snittplan som er indikert med pilene 3-3 på fig. 1.
På fig. 1 er med henvisningstallet 10 vist en
impeller konstruert i samsvar med oppfinnelsen, og denne impel-
ler 10 eller rotor kan fritt dreies inne i et lukket hus 12
som danner en beholder fylt med et fluid såsom en egnet varme-overførende væske. Huset 12 har en utløpsåpning 14 og en inn-løpsåpning 15, og åpningene er koplet til hhv. et innløp og et utløp på en passende varmeforbruker (ikke vist) såsom en varmeveksler .
Impelleren 10 består av en sylindrisk rotor 16
med en omkretsflate 18 og et sentralt inntakskammer 20. Fluidkanaler 22 fører fra inntakskammeret til rotorens omkretsflate 18, og fluidkanalene 22 er slik anordnet i forhold til rotor-
ens 16 dreieretning at når denne dreier i en bestemt retning som er indikert med en pil 24 for den virksomme omløpsretning presses væske av sentrifugalkraften ut fra det sentrale inntakskammer 20 gjennom kanalene 22 og ut mot rotorens omkrets (fig. 3). Innsnevringer 26 finnes ytterst i fluidkanalene 22
og tvinger væskehastigheten til å øke markert, og en betydelig grad av oppvarming av væsken vil da finne sted, hovedsakelig på grunn av indre friksjonsvarme. Hver innsnevring 26 kan være anordnet i et innsatselement 28 (vist i utsnittet øverst på
fig. 3) og disse innsatselementer 28 kan særlig være av lett-metall såsom aluminium, spesielt dersom det er risiko for korrosjon av rotoren. Også i kanalenes 22 indre parti kan det være anordnet tilsvarende innsatselementer, eller innsnevringer
kan være anordnet også andre steder i kanalene. Selve inn-snevringen bør være av et motstandsdyktig materiale f.eks. stål, og gjerne av en ståltype som kan motstå nedbrytning som følge av væskekontakten, i tillegg til at det ønskes korrosjonsbe-standighet.
Drivorganer såsom en drivaksel 31 og et drivhjul
30 er vist til høyre på fig. 1 og sørger for den nødvendige rotasjon av impellerens sylindriske rotor 16, og i samsvar med oppfinnelsen er:en pumpeinnretning som på fig. 1 og 2 generelt er gitt henvisningstallet 29 likeledes anordnet i huset 12 for å kunne dreies om samme dreieakse som rotoren 16.. Pumpeinnretningen 29 tvinger ved dreiningen væske fra de ytre områder i huset 12 inn til det sentrale inntakskammer 20 (fig. 3) i rotoren 16, under forutsetning at pumpens rotor 33 og rotoren 16 dreies i den virksomme omløpsretning, vist med pilene 24 (fig. 2 og 3). En tilførselssylinder 32 befinner seg mellom de to rotorer og sentralt i huset 12, og ved pumpeinnretningens 29 rotordreining presses væske først radialt innover mot pumperotorens 33 midte og deretter aksialt gjennom tilførsels-sylinderen 32 til det sentrale inntakskammer 20 i impellerens rotor 16.
Som fig. 1 viser er rotorene oppspent bare på
den ene side i husets 12 ene endevegg med drivakselen 31, og i motsatt endevegg av huset 12 finnes innløpsåpningen 15 sentralt. Det er på denne måte oppfinnelsens prototypmodell er bygget opp. Imidlertid kan også naturligvis bære- og drivakselen for rotorene være opplagret i begge ender av huset 12,.idet innløpsåpningen 15 da kunne ligge noe forskjøvet i forhold til dreieaksen, men uansett hvordan disse detaljer er anordnet er pumpeinnretningens 29 pumperotor 33 fast forbundet med drivakselen 31 og den sylindriske rotor 16. Videre må alltid pumpeinnretningen 29 ha inntaksorganer for væsken i huset 12 og ut-løpsorganer forbundet med tilførselssylinderen 32, og dette skal omtales nærmere i det følgende.
Pumpeinnretningen 29 har altså en pumperotor 33. som gjerne er tilsvarende oppbygget som impellerens rotor 16, selv om virkningen er den motsatte. Pumperotoren 33 har en omkretsflate 34, et sentralt utløpskammer 36 og fluidkanaler 37 som fører fra omkretsflaten og inn til utløpskammeret 36. Fluidkanalene 37 er slik anordnet i forhold til dreieaksen at pumperotorens 33 dreining i pilens 24 retning for den virksomme omløpsretning tvinger fluid fra pumperotorens omkrets og inn til det sentrale utløpskammer 36. For effektivt å føre væske eller fluid inn i fluidkanalene 37 er ytterendene av disse ut-rustet med passende skovler 38. Tilførselssylinderen 32 er ut-ført som en fast sylinder stivt forbundet med både impeller-rotoren 16 og pumperotoren 33, og sylinderen 32 roterer følge-lig sammen med disse, koaksialt i forhold til de sentrale kamre 20 og 36.
Væskeoppvarmingsapparatets virkemåte skulle klart fremgå av det foregående. Både pumpe og impeller arbeider således i et lukket system, og når de to rotorer dreies varmes væsken opp av friksjonsgenerert varme ved kontaktflatene mellom væske og rotorer. Pumpeinnretningen leverer væske under trykk til impellerens inntakskammer 20, og væsken presses derfra ut-over gjennom fluidkanalene 22 med innsnevringene 26 slik at væsken ytterligere oppvarmes ved utstrømmingen. Takket være pumpeinnretningens pumpevirkning hvorved væske presses under trykk inn i det sentrale inntakskammer 20 i impelleren 10 vil det ikke oppstå noen risiko for kavitetsdannolse i hverken inntakskammeret eller fluidkanalene, hvorved væsken hele tiden får til-ført friksjonsvarme uten tap av virkningsgrad som skyldes lokale hulrom, hvilket er et kjent fenomen der hvor en rotor uten trykkbevegelse i den omgivende væske dreies rundt. Den kombi-nerte pumpevirkning av pumpeinnretningen 29 og impelleren 10 er mer enn tilstrekkelig for å sikre en radial væske- eller fluid-strømming gjennom utløpsåpningen 14 til varmeforbrukeren, f.eks. i form av en varmeveksler, og tilbake via innløpsåpningen 15.
Det er åpenbart at oppfinnelsen også omfatter en rekke modifikasjoner og mindre endringer i forhold til den be-skrevne og illustrerte modell uten at dette går ut over oppfinnelsens ramme som er gitt av de følgende krav.
Apparat for oppvarming av en væske, omfattende
et lukket hus (12) i form av en beholder fylt med en varme-overførende væske, en impeller (10) anordnet i huset (12) og omfattende en sylindrisk rotor (16) med en ytterflate som inn-befatter en omkretsflate (18), idet flatene er i friksjons-kontakt med væsken i huset (12), og et sentralt inntakskammer (20), og hvor apparatet videre omfatter drivorganer (30, 31) for å dreie rotoren (16) i væsken i huset (12) i en virksom omløpsretning, KARAKTERISERT VED at impelleren (12) videre omfatter fluidkanaler (22) fra inntakskammeret (20) til omkretsflaten (18) og slik anordnet i forhold til rotorens dreieakse at når rotoren dreies i den virksomme omløpsretning tvinges væske som følge av sentrifugalkraften fra inntakskammeret (20) gjennom fluidkanalene (22) og ut gjennom omkretsflaten (18) på rotoren (16), at fluidkanalene (22) omfatter innsnevringer (26) for å øke friksjonsoppvarmingen ved væskegjennomgangen, og at apparatet videre omfatter en pumpeinnretning (29) for å presse væske fra det ytre område av huset (12) inn til det sentrale inntakskammer (20) i rotoren (16) når denne dreies i den virksomme omløpsretning.
2. Apparat ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det sentrale inntakskammer (20) og omkretsflaten (18) ligger koaksialt i forhold til hverandre og at en tilførselssylinder (32) for fluid også ligger koaksialt i forhold til inntakskammeret (20), idet pumpeinnretningen (29) er slik innrettet at væskestrømmen som presses inn til inntakskammeret (20) først passerer tilførselssylinderen (32). 3. Apparat ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at impelleren (10) er festet til en drivaksel (31) og at pumpeinnretningen (29) omfatter en pumperotor (33) likeledes festet til drivakselen (31) og omfattende inntaksorganer (38) i kontakt med væsken i huset (12) og et utløpskammer (36) forbundet med tilførselssylinderen (32). 4. Apparat ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at pumpeinnretningen (29) og impelleren (10) er forbundet med samme drivaksel (31) for samtidig og koaksial dreining ved drift fra et drivhjul (30), og at pumpeinnretningen (29) omfatter en omkretsflate (34) på pumperotorens (33) omkrets for generering av friksjonsvarme ved kontakt med væsken i huset (12), et sentralt utløpskammer (36), fluidkanaler (37) som fører fra omkretsflaten (34) til utløpskammeret (36) og er anordnet slik i forhold til pumperotorens (33) dreieakse at når rotoren dreies i den virksomme omløpsretning tvinges fluid fra omkretsflaten (34) til det sentrale utløpskammer (36), og at tilførselssylinderen (32) direkte forbinder utløpskammeret (36) med rotorens (16) sentrale inntakskammer (20). 5. Apparat ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at til-førselssylinderen (32) for fluid omfatter et sylindrisk ele-ment koaksialt og stivt forbundet med pumperotoren (33) og den sylindriske rotor (16) for å dreies rundt sammen med disse, og at elementet ligger koaksialt i forhold til det sentrale ut-løpskammer (36) og inntakskammeret (20). 6. Apparat ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at innsnevringene (26) i fluidkanalene (22) er anordnet nær disses ytterender. 7. Apparat ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at fluidkanalene (37) i pumperotoren (33) ytterst har skovler
(38) for å trekke inn fluid fra huset (12).
8. Apparat ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at ut-løpsåpningen (14) i huset (12) er anordnet nær impelleren (10) og at innløpsåpningen (15) er anordnet nær pumpeinnretningen (29) .
NO88883437A 1987-08-04 1988-08-03 Vaeskeoppvarmingsapparat basert paa friksjonsvarme. NO883437L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/081,311 US4779575A (en) 1987-08-04 1987-08-04 Liquid friction heating apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO883437D0 NO883437D0 (no) 1988-08-03
NO883437L true NO883437L (no) 1989-02-06

Family

ID=22163382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO88883437A NO883437L (no) 1987-08-04 1988-08-03 Vaeskeoppvarmingsapparat basert paa friksjonsvarme.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4779575A (no)
JP (1) JPS6458956A (no)
DK (1) DK432688A (no)
NO (1) NO883437L (no)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5188090A (en) * 1991-04-08 1993-02-23 Hydro Dynamics, Inc. Apparatus for heating fluids
US5385298A (en) * 1991-04-08 1995-01-31 Hydro Dynamics, Inc. Apparatus for heating fluids
US5341768A (en) * 1993-09-21 1994-08-30 Kinetic Systems, Inc. Apparatus for frictionally heating liquid
US5599164A (en) * 1995-04-03 1997-02-04 Murray; William E. Centrifugal process pump with booster impeller
RU2150055C1 (ru) * 1995-04-18 2000-05-27 Эдвансед Молекулар Текнолоджиз, Л.Л.С. Способ нагревания жидкости и устройство для его осуществления
US5807067A (en) * 1996-02-26 1998-09-15 Burdick; George D. Transtator hydraulics device
JP3460454B2 (ja) * 1996-07-15 2003-10-27 株式会社豊田自動織機 ビスカスヒータ
US5931153A (en) * 1998-07-09 1999-08-03 Giebeler; James F. Apparatus and method for generating heat
US5957122A (en) * 1998-08-31 1999-09-28 Hydro Dynamics, Inc. C-faced heating pump
WO2002052193A1 (fr) * 2000-12-25 2002-07-04 Desheng Guo Generateur d'eau chaude et de vapeur
US6595759B2 (en) 2001-07-30 2003-07-22 Stella Maris Crosta Centrifugal device for heating and pumping fluids
KR100489760B1 (ko) * 2002-06-24 2005-05-16 김원무 회전력을 이용한 열발생장치
WO2004034405A2 (en) * 2002-09-26 2004-04-22 Atomix, Llc Roto-dynamic fluidic system
US20060029491A1 (en) * 2002-09-26 2006-02-09 Garrett Norman H Iii Roto-dynamic fluidic systems
WO2005003641A2 (en) * 2003-07-03 2005-01-13 Patch, Robert, J. Apparatus and method for heating fluids
US7318553B2 (en) * 2003-07-03 2008-01-15 Christian Helmut Thoma Apparatus and method for heating fluids
US6910448B2 (en) * 2003-07-07 2005-06-28 Christian Thoma Apparatus and method for heating fluids
US7736521B2 (en) * 2004-03-15 2010-06-15 Total Separation Solutions, Llc Viscosity control and filtration of well fluids
EP1691133A1 (en) * 2005-01-18 2006-08-16 Hui-Tuan Tsai Generator for heating up water
US10039996B2 (en) 2006-04-24 2018-08-07 Phoenix Callente LLC Methods and systems for heating and manipulating fluids
US20130075245A1 (en) 2009-12-16 2013-03-28 F. Alan Frick Methods and systems for heating and manipulating fluids
US7614367B1 (en) 2006-05-15 2009-11-10 F. Alan Frick Method and apparatus for heating, concentrating and evaporating fluid
US8371251B2 (en) * 2006-04-24 2013-02-12 Phoenix Caliente Llc Methods and apparatuses for heating, concentrating and evaporating fluid
WO2012159033A1 (en) 2011-05-19 2012-11-22 Ecologix Cavitation Systems, Llc Apparatus for heating fluids
HU230503B1 (hu) 2011-05-27 2016-09-28 Technobazalt S.R.O Kavitációs berendezés meleg folyadék előállítására, és eljárás annak üzemeltetésére
US9528530B2 (en) 2012-04-19 2016-12-27 Kirk D. Hummer System for the heating and pumping of fluid
US20150260432A1 (en) 2014-03-11 2015-09-17 US Intercorp LLC Method and apparatus for heating liquids
US20170130954A1 (en) 2014-03-11 2017-05-11 US Intercorp LLC Method and apparatus for heating and purifying liquids
US9797212B2 (en) 2014-03-31 2017-10-24 Schlumberger Technology Corporation Method of treating subterranean formation using shrinkable fibers
US9827540B2 (en) * 2014-05-19 2017-11-28 Highland Fluid Technology, Ltd. Central entry dual rotor cavitation
US20160265813A1 (en) * 2015-03-12 2016-09-15 Tyler Charles Krumm Flameless Friction Heater
WO2018132640A1 (en) 2017-01-13 2018-07-19 US Intercorp LLC Method and apparatus for heating and purifying liquids

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3242908A (en) * 1964-05-25 1966-03-29 John F Kopezynski Vaporizers
US3937034A (en) * 1973-09-20 1976-02-10 Michael Eskeli Gas compressor-expander
US4003672A (en) * 1973-09-27 1977-01-18 Joseph Gamell Industries, Incorporated Internal combustion engine having coaxially mounted compressor, combustion chamber, and turbine
US3933007A (en) * 1973-10-11 1976-01-20 Michael Eskeli Compressing centrifuge
US4381762A (en) * 1980-11-03 1983-05-03 Ernst Arnold E Friction furnace
US4480592A (en) * 1982-11-30 1984-11-06 Goekcen Mehmet R Device for converting energy
US4664068A (en) * 1986-10-10 1987-05-12 Behm, Inc. Heat generating unit for heating a liquid

Also Published As

Publication number Publication date
US4779575A (en) 1988-10-25
DK432688D0 (da) 1988-08-03
JPS6458956A (en) 1989-03-06
NO883437D0 (no) 1988-08-03
DK432688A (da) 1989-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO883437L (no) Vaeskeoppvarmingsapparat basert paa friksjonsvarme.
US7089886B2 (en) Apparatus and method for heating fluids
US5338158A (en) Pressure exchanger having axially inclined rotor ducts
US4271682A (en) Cooling apparatus for viscous liquids
NO343320B1 (no) Trykkoverføringsanordning med rotasjon
US2035465A (en) Hydraulic pump
US4489678A (en) Apparatus for the conversion of energy
GB2041480A (en) Clutch-brake unit
KR100956234B1 (ko) 자흡식 압축마찰열 온수 급탕기
US2226423A (en) Heat generator
KR20100130500A (ko) 유체 가열장치
KR20100098913A (ko) 마찰식 보일러 장치
NO120772B (no)
US2887958A (en) Pump
RU2076957C1 (ru) Многоступенчатый центробежный насос
JP5203410B2 (ja) 濃縮器
KR101610587B1 (ko) 유체 가열 장치
KR102268123B1 (ko) 유체마찰열을 통한 유체가열장치
KR101312842B1 (ko) 액체가열장치
KR101066273B1 (ko) 유체 가열장치
CN220437017U (zh) 一种导热油加热的圆盘干燥机
RU2130812C1 (ru) Гидравлический вибровозбудитель
NO169726B (no) Fremgangsmaate ved rensning av metallsmelte bestaaende av aluminium forurenset med cerium eller andre sjeldene jordartsmetaller, samt anvendelse av fremgangsmaaten
CN114450490B (zh) 用于泵送阻隔液体的泵布置结构以及机械轴密封件
RU2233409C1 (ru) Устройство для нагрева жидкости