NO763568L

NO763568L -

Info

Publication number: NO763568L
Application number: NO763568A
Authority: NO
Inventors: J J Mason; B Wright
Original assignee: Inco Europ Ltd
Priority date: 1975-10-23
Filing date: 1976-10-19
Publication date: 1977-04-26
Also published as: DK477676A; DE2647741A1; JPS5252251A; BE847555A; NL7611301A; FR2328931A1; SE7611747L

Description

Vinddrevet apparat til oppvarming av fluidum og omfattende en elektrisk hvirvelstrømgenerator Wind-driven apparatus for heating fluid and comprising an electric eddy current generator

Denne oppfinnelse vedrører oppvarming av fluidum og fortrinnsvis til romoppvarmingsformål, f.eks.oppvarming av vann, til bruk ved oppvarming av hus og/eller andre lukkede rom. This invention relates to heating fluid and preferably for space heating purposes, e.g. heating water, for use in heating houses and/or other closed spaces.

Man har foreslått å benytte vindkraft for å drive en elektrisk generator og å benytte den således fremstilte elektriske strøm med eller uten mellomlagring i lagringsbatterier til oppvar-mingsformål og andre formål. Dette forslag lider av den ulempe at det krever kostbart og komplisert utstyr, såsom strømomformere It has been proposed to use wind power to drive an electric generator and to use the electric current thus produced with or without intermediate storage in storage batteries for heating purposes and other purposes. This proposal suffers from the disadvantage that it requires expensive and complicated equipment, such as power converters

samt lagringsbatterier.as well as storage batteries.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt et apparat til oppvarming av fluidum omfattende en hvirvelstrømanordning som når According to the invention, there is provided an apparatus for heating fluid comprising an eddy current device which reaches

den drives, kan brukes til å utvikle og overføre varme til et fluidum samt innretninger til overføring av drivkraft fra vind til anordningen. it is driven, can be used to develop and transfer heat to a fluid as well as devices for transferring motive power from wind to the device.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av et ek-sempel under henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 viser skjematisk og tildels i snitt og i perspek-tiv en utførelse av oppfinnelsen, fig. 2 viser en detalj til fig. 1 i en alternativ utførelse, og fig. 3 viser et alternativ til fig. 1. The invention shall be explained in more detail by means of an example with reference to the drawing, where: Fig. 1 shows schematically and partly in section and in perspective an embodiment of the invention, fig. 2 shows a detail of fig. 1 in an alternative embodiment, and fig. 3 shows an alternative to fig. 1.

På fig. 1 er det vist et apparat til oppvarming av fluidum utført i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen. I hovedsa-ken omfatter apparatet en hvirvelstrømanordning betegnet med 1 som under drift kan utvikle varme og overføre den til et fluidum, samt innretninger .som er betegnet med 2 og tjener til overføring av In fig. 1 shows an apparatus for heating fluid made in accordance with an embodiment of the invention. In the main, the device comprises an eddy current device denoted by 1 which during operation can generate heat and transfer it to a fluid, as well as devices denoted by 2 and serve to transfer

vindkraft fra vind W til anordningen 1.wind power from wind W to device 1.

Hvirvelstrømanordningen 1 er en anordning hvor elektrisk strøm dannes i en metallisk leder som følge av lederens relative bevegelse i forhold til et magnetisk felt, hvor strømmen (den så-kalte hvirvelstrøm) tjener til å utvikle varme i lederen. Det mag-netiske felt kan tilveiebringes ved hjelp av en eller flere magne- ter og og for å gjøre passeringen av strømmen fra lederen lettere The eddy current device 1 is a device where electric current is formed in a metallic conductor as a result of the conductor's relative movement in relation to a magnetic field, where the current (the so-called eddy current) serves to generate heat in the conductor. The magnetic field can be provided by means of one or more magnets and to make the passage of the current from the conductor easier

er magneten fortrinnsvis anbrakt roterbart mens lederen er montert stasjonært. I hvirvelstrømanordningen 1 på fig. 1 er en magnet 3 the magnet is preferably mounted rotatably while the conductor is mounted stationary. In the eddy current device 1 in fig. 1 is a magnet 3

anordnet roterbart i en stasjonær leder 4 som er i form av en sy-linder eller trommel fremstilt av metall, såsom kobber eller alu-minium. arranged rotatably in a stationary conductor 4 which is in the form of a cylinder or drum made of metal, such as copper or aluminium.

Rotasjonskraften overføres til magneten 3 fra vinden W ved hjelp av en drivoverføringsinnretning 2 som kan kobles til magneten 3. Overføringsinnretningen 2 omfatter en aksel 5 som kan kobles til magneten 3 og en vindmølle som er festet på akselen 5. Vindmøllen har blad såsom 6 anordnet for å rotere om en rotasjonsakse som i det vesentlige forløper vinkelrett på vindens retning. The rotational force is transferred to the magnet 3 from the wind W by means of a drive transmission device 2 which can be connected to the magnet 3. The transmission device 2 comprises a shaft 5 which can be connected to the magnet 3 and a windmill which is attached to the shaft 5. The windmill has blades such as 6 arranged for to rotate about an axis of rotation which essentially runs perpendicular to the direction of the wind.

Vindmøllebladene 6 er som vist på fig. 1 krummet i dreie-aksens retning, dvs. i dette tilfelle akselens 5 lengdeakse og har hensiktsmessig aerodynamisk tverrsnitt. Vindmøllen har iføl-ge fig. 1 fire blad, men den kan godt ha færre eller flere blad The windmill blades 6 are, as shown in fig. 1 curved in the direction of the axis of rotation, i.e. in this case the longitudinal axis of the shaft 5 and has an appropriate aerodynamic cross-section. According to fig. 1 four leaves, but it may well have fewer or more leaves

enn vist og de behøver heller ikke å være krummet. Den krumme, fortrinnsvis troposkaktige, bladkonfigurasjon er ikke særlig ef-fektiv, idet bare 55% av bladets lengde kan arbeide effektivt. than shown and they do not need to be curved either. The curved, preferably tropic-like, blade configuration is not very effective, as only 55% of the blade's length can work effectively.

Selv om en slik lav virkningsgrad kan godtas for store apparater, er blad-utformingen ifølge fig. 2 og 3 å foretrekke for mindre apparater . Although such a low efficiency can be accepted for large devices, the blade design according to fig. 2 and 3 to be preferred for smaller appliances.

Den alternative bladutforming på fig. 2 og 3 omfatter blad 7 som forløper rettlinjet i det vesentlige parallelt med og i avstand fra vindmøllens rotasjonsakse, som i disse utførelser er koaksial med akselen 5. Bladene 7 på fig. 2 er ved begge ender forbundet med akselen 5 ved hjelp av støtter 8 som sikrer en noe stivere konstruksjon enn den som er vist på fig. 3, hvor bladene 7 ved hjelp av en enkelt støtte 9 midt imellom bladenes 7 ender er forbundet med enden av akselen 5. The alternative blade design in fig. 2 and 3 comprise blade 7 which extends in a straight line essentially parallel to and at a distance from the axis of rotation of the windmill, which in these embodiments is coaxial with the axis 5. The blades 7 in fig. 2 is connected at both ends to the shaft 5 by means of supports 8 which ensure a somewhat stiffer construction than that shown in fig. 3, where the blades 7 are connected to the end of the shaft 5 by means of a single support 9 midway between the ends of the blades 7.

Bladene 6,7 er fortrinnsvis utført av et laminat som er armert med glass. Drivoverføringsinnretningen 2 kan omfatte ut-veksling mellom vindmøllen og den drevne del av hvirvelstrømanord-ningen 1 for økning av akselens 5 rotasjonshastighet og derved apparatets virkningsgrad. The blades 6,7 are preferably made of a laminate which is reinforced with glass. The drive transmission device 2 can comprise exchange between the windmill and the driven part of the eddy current device 1 to increase the rotational speed of the shaft 5 and thereby the efficiency of the device.

Apparatets ytelse kan måles med den varmemengde som utvikles og overføres til. fluidet. Apparatet ifølge oppfinnelsen har f.eks. en varmeytelse på 75 watt når magnetens rotasjonshastighet er 700 omdreininger pr. minutt og øker til 150 watt ved The device's performance can be measured by the amount of heat that is developed and transferred to it. the fluid. The device according to the invention has e.g. a heat output of 75 watts when the magnet's rotation speed is 700 revolutions per minute and increases to 150 watts at

1050 opm og 225 watt ved 1425 opm. Det fluidum som skal oppvarmes, 1050 rpm and 225 watts at 1425 rpm. The fluid to be heated,

er fortrinnsvis vann til husholdnings formål og/eller romoppvar-ming. For at overføringen av varme fra hvirvelstrømanordningen », til fluidet skal falle lettere, omfatter apparatet en beholder is preferably water for household purposes and/or space heating. In order for the transfer of heat from the eddy current device », to the fluid to fall more easily, the apparatus comprises a container

som har i det minste en passasje for sirkulasjon av fluidet.which has at least one passage for circulation of the fluid.

I apparatet på fig. 1 er denne beholder i form av en hul vannkappe 10 hvori vann kan sirkulere gjennom et innløpsrør 11 In the apparatus of fig. 1, this container is in the form of a hollow water jacket 10 in which water can circulate through an inlet pipe 11

og et utløpsrør 12. Som vist på fig. 1 er hvirvelstrømanordnin-gen 1 anbrakt innenfor kappen 10 og lederen 4 holdes stasjonært innenfor kappen ved hjelp av støtter 13. I en ikke vist alternativ utførelse kan beholderen være i form av en rørkveil som strek-ker seg rundt lederen. and an outlet pipe 12. As shown in fig. 1, the eddy current device 1 is placed inside the sheath 10 and the conductor 4 is held stationary within the sheath by means of supports 13. In an alternative embodiment not shown, the container can be in the form of a tube coil that extends around the conductor.

Uansett hva slags form beholderen har, sirkulerer vannet gjennom beholderen for bortføring av varmen som utvikles i led-ningen 4. I apparatet ifølge fig. 1 går vannet inn gjennom inn-løpsrøret 11, strømmer over lederen 4 og ut gjennom utløpsrøret 12. Fra utløpet kan oppvarmet vann føres i krets direkte gjennom varmekretsløp eller benyttes til oppvarming av vann i en sådan krets eller i en varmtvannslagringstank for vanlig varmeutveksling. Regardless of the shape of the container, the water circulates through the container to remove the heat developed in the line 4. In the apparatus according to fig. 1, the water enters through the inlet pipe 11, flows over the conductor 4 and out through the outlet pipe 12. From the outlet, heated water can be fed into a circuit directly through a heating circuit or used to heat water in such a circuit or in a hot water storage tank for normal heat exchange.

Vannsirkulasjonen kan tilveiebringes på en hvilken som helst kjent måte, f.eks. ved hjelp av en rotor 14 som drives direkte fra en forlengelse av akselen 5, som vist på fig. 1. Vann-sirkulas jonen vil da øke sammen med akselens rotasjon, dvs. med vindens hastighet,og bli størst ved maksimalt varmeinntak. The water circulation can be provided in any known way, e.g. by means of a rotor 14 which is driven directly from an extension of the shaft 5, as shown in fig. 1. The water circulation will then increase together with the rotation of the shaft, i.e. with the speed of the wind, and will be greatest at maximum heat intake.

I en alternativ utførelse kan hvirvelstrømanordningen plasseres direkte i en varmtvannslagringstank, slik at behovet for en varmeutveksler eller en sirkulasjonsvirkning elimineres. Videre kan apparatet ifølge oppfinnelsen fordelaktig benyttes til supplering av oppvarming ved hjelp av solenergi. In an alternative embodiment, the eddy current device can be placed directly in a hot water storage tank, so that the need for a heat exchanger or a circulation effect is eliminated. Furthermore, the device according to the invention can advantageously be used to supplement heating by means of solar energy.

Claims

1. Apparatus for heating fluid, kar act,e riser t in that it comprises an eddy current device which during operation develops and transfers heat to a fluid, and the device for transferring motive power from wind to the device.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the eddy current device comprises a conductor and a magnet.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the magnet is arranged for rotation in relation to the conductor and is arranged to be connected to the device for transferring motive power from the wind.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that it comprises a container with at least one passage for circulation of fluid in connection with the apparatus for receiving heat from the conductor.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the container is a hollow sheath on the conductor.

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the container is a tubular winding on the conductor.

7. Apparatus according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that it comprises devices for circulating fluid.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the circulation device is an impeller.

9. Apparatus according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the fluid to be heated is water.

10. Apparatus according to one or more of the preceding claims, characterized in that the device for transmitting the driving force comprises a windmill attached to a shaft which can be connected to the eddy current device.

11. Apparatus according to claim 10, characterized in that the windmill has blades arranged for rotation about a rotation axis which extends essentially perpendicular to the direction of the wind.

12. Apparatus according to claim 11, characterized in that the blades are curved in the direction of the axis of rotation.

13. Apparatus according to claim 11, characterized in that the blades extend in a straight line, essentially parallel to and at a distance from the axis of rotation.