NO763568L - - Google Patents

Description

Vinddrevet apparat til oppvarming av fluidum og omfattende en elektrisk hvirvelstrømgenerator

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.

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

samt lagringsbatterier.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt et apparat til oppvarming av fluidum omfattende en hvirvelstrømanordning som når

den drives, kan brukes til å utvikle og overføre varme til et fluidum samt innretninger til overføring av drivkraft fra vind til anordningen.

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.

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

vindkraft fra vind W til anordningen 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

er magneten fortrinnsvis anbrakt roterbart mens lederen er montert stasjonært. I hvirvelstrømanordningen 1 på fig. 1 er en 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.

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.

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

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.

Selv om en slik lav virkningsgrad kan godtas for store apparater, er blad-utformingen ifølge fig. 2 og 3 å foretrekke for mindre apparater .

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.

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.

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

1050 opm og 225 watt ved 1425 opm. Det fluidum som skal oppvarmes,

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

som har i det minste en passasje for sirkulasjon av fluidet.

I apparatet på fig. 1 er denne beholder i form av en hul vannkappe 10 hvori vann kan sirkulere gjennom et innløpsrør 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.

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.

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.

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.

Claims (13)

1. Apparat til oppvarming av fluidum, kar akt,e ri-se r t ved at det omfatter en hvirvelstrømanordning som under drift utvikler og overfører varme til et fluidum, og innretninget til overføring av drivkraft fra vind til anordningen.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at hvirvelstrømanordningen omfatter en leder og en magnet.

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at magneten er anordnet for rotasjon i forhold til lederen og er innrettet til å forbindes med innretningen for overføring av drivkraft fra vinden.

4. Apparat ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at det omfatter en beholder med i det minste en passasje for sirkulasjon av fluidum i forbindelse med apparatet for mottaking av varme fra lederen.

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at beholderen er en hul kappe på lederen.

6. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at beholderen er en rø rformet vikling på lederen.

7. Apparat ifølge et eller flere av kravene 1 til 6, karakterisert ved at det omfatter innretninger for sirkulasjon av fluidum.

8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at sirkulasjonsinnretningen er en impeller.

9. Apparat ifølge et eller flere av kravene 1 til 8, karakterisert ved at det fluidum som skal oppvarmes er vann.

10. Apparat ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at innretningen til overføring av driv-kraften omfatter en vindmølle festet på en aksel som kan forbindes med hvirvelstrømanordningen.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at vindmøllen har blader anordnet for rotasjon om en rotasjonsakse som forløper i det vesentlige vinkelrett på vindretningen.

12. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved at bladene er krummet i rotasjonsaksens retning.

13. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved at bladene forløper rettlinjet, i det vesentlige parallelt med og i avstand fra rotasjonsaksen.