Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
APPARATUS FOR GENERATING HEAT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/144057
Kind Code:
A1
Abstract:
With a view to low-wear, low-maintenance and environmentally friendly operation, what is provided is an apparatus for generating heat, having a housing (1), a fluid (14) that can be made to flow through the housing, and a heating device (2), arranged in the housing (1), for the fluid (14), wherein the apparatus is characterized in that the heating device (2) has a rotatable shaft (3) with at least one magnet (4) arranged on the shaft (3) and an enclosure (5) arranged at least in certain regions along a movement path of the at least one magnet (4) that is moved by the shaft (3), for the magnetic interaction, warming the enclosure (5), of the at least one moved magnet (4) with the enclosure (5), and in that the fluid (14), in order to be heated, is made to flow at least in certain sections along the enclosure (5).

Inventors:
LANDES, Klaus, Jürgen (Goethestraße 10, Bruchsal, 76646, DE)
Application Number:
DE2017/200018
Publication Date:
August 31, 2017
Filing Date:
February 24, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
LÖHR, Mirja Liane (Huttenstraße 24, Bruchsal, 76646, DE)
International Classes:
F24H1/00; H05B6/10
Domestic Patent References:
1996-09-26
Foreign References:
US5914065A1999-06-22
FR2489939A11982-03-12
DE102013000271A12014-07-24
US4486638A1984-12-04
ES2549175A12015-10-23
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
ULLRICH & NAUMANN (Schneidmühlstraße 21, Heidelberg, 69115, DE)
Download PDF:
Claims:
A n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme, mit einem Gehäuse (1 ), einem durch das Gehäuse strömbaren Fluidum (14) und einer in dem Gehäuse (1 ) angeordneten Heizeinrichtung (2) für das Fluidum (14),

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Heizeinrichtung (2) eine drehbare Welle (3) mit mindestens einem auf der Welle (3) angeordneten Magneten (4) und eine entlang einer Bewegungsbahn des durch die Welle (3) bewegten mindestens einen Magneten (4) zumindest bereichsweise angeordnete Einfassung (5) zur die Einfassung (5) erwärmenden magnetischen Wechselwirkung des mindestens einen bewegten Magneten (4) mit der Einfassung (5) aufweist und

dass das Fluidum (14) zu dessen Erwärmung zumindest abschnittsweise entlang der Einfassung (5) strömungsgeführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) eine Aufnahme (6) zur vorzugsweise reversiblen Anordnung des Magneten (4) oder der Magnete (4) auf der Welle (3) aufweist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (6) mindestens einen vorzugsweise im Wesentlichen scheibenförmigen oder kreis- zylinderförmigen Trägerkorb (7) für einen oder mehrere Magnete (4) aufweist, wobei der mindestens eine Trägerkorb (7) vorzugsweise eine oder mehrere nuten- förmige oder schienenformige Ausnehmungen (8) oder einen oder mehrere Durchgänge für den Magneten (4) oder die Magnete (4) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Trägerkörbe (7) entlang der Welle (3) und zwischen den Trägerkörben (7) eine Scheibe zum Arretieren oder Fixieren des Magneten (4) oder der Magnete (4) in einem jeweiligen Trägerkorb (7) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Magnete (4) umlaufend um die Welle (3), vorzugsweise äquidistant, angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfassung (5) elektrisch leitfähig und vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium, ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfassung (5) als Teil- oder Halbschale oder als Rohr, vorzugsweise als Rundrohr oder Kreiszylinderrohr, um die Welle (3) ausgebildet ist. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 ) einen Zu- (9) und einen Ablauf (10) für das Fluidum (14) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ge- häuse (1 ) zwischen dem Zu- (9) und dem Ablauf (10) und um die Einfassung (5) herum ein Ringkanal (1 1 ) oder eine Wendel für ein Strömen des Fluidums (14) ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ringkanal (1 1 ) ein Wärmetauscher (19) angeordnet ist, wobei vorzugsweise der

Wärmetauscher (19) aus Metall ausgebildet ist und/oder mehrere vorzugsweise sternförmig angeordnete Rippen (20) aufweist.

1 1. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an mindes- tens einem Ende des Wärmetauschers (19) ein vorzugsweise scheibenförmiges und/oder mit Durchgängen (22) ausgebildetes Prallelement (21 ) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) an zwei Enden des vorzugsweise rohrförmigen oder kreiszylin- derförmigen Gehäuses (1 ) insbesondere mittels eines Schräglagers (12) drehgelagert ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3) über einen Motor (13), insbesondere Elektro-Motor, drehange- trieben ist, wobei der Motor (13) vorzugsweise an einenn Ende des Gehäuses (1 ) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einenn der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, insbesondere im Sinne eines Bypass, mit einer weiteren Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme, vorzugsweise mit einer Vorrichtung zur Erzeugung von warmem Wasser, gekoppelt ist.

Description:
VORRICHTUNG ZUR ERZEUGUNG VON WÄRME

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme, mit einem Ge- häuse, einem durch das Gehäuse strömbaren Fluidum und einer in dem Gehäuse angeordneten Heizeinrichtung für das Fluidum.

Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind aus der Praxis bekannt uns existieren in unterschiedlichen Ausführungsformen. Dabei ist das zu erwärmende Fluidum häufig Wasser. Beispielsweise existieren sogenannte Durchlauferhitzer zur Erwärmung von Brauchwasser in Gebäuden. Dabei handelt es sich um eine sogenannte dezentrale Brauchwassererwärmung.

Weiterhin sind zentrale Vorrichtungen zur Erwärmung von Brauchwasser bekannt, die zur Bereitstellung von warmem Wasser für komplette Ein- oder auch Mehrfamilienhäuser oder gesamte Gebäudeanlagen geeignet sind. Häufig werden derartige Vorrichtungen mit fossilen Brennstoffen betrieben, so dass diese Vorrichtungen im Betrieb Emissionen aus Verbrennungsprozessen verursachen. Bei bekannten Vorrichtungen zur Erzeugung von Wärme ist neben der häufigen Emission umweltschädlicher Verbrennungsprodukte problematisch, dass insbesondere bei mit fossilen Brennstoffen betriebenen Heizeinrichtungen ein hoher Wartungsbedarf hinsichtlich der Verbrennungseinrichtung vorliegt. Des Weiteren sind aufgrund des Verbrennungsprozesses verschlissene Komponenten regel- mäßig auszutauschen, was wiederum zu hohen Reparaturkosten führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass ein verschleiß- und wartungsarmer sowie umweltfreundlicher Betrieb der Vorrichtung mit konstruktiv einfachen Mitteln erreichbar ist.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist die Vorrichtung derart ausgestaltet und weitergebildet, dass die Heizeinrichtung eine drehbare Welle mit mindestens einem auf der Welle angeordneten Magneten und eine entlang einer Bewegungsbahn des durch die Welle bewegten mindestens einen Magneten zumindest bereichsweise angeordnete Einfassung zur die Einfassung erwärmenden magnetischen Wechselwirkung des mindestens einen bewegten Magneten mit der Einfas- sung aufweist und dass das Fluidum zu dessen Erwärmung zumindest abschnittsweise entlang der Einfassung ström ungsgeführt ist.

In erfindungsgemäßer Weise ist zunächst erkannt worden, dass zur verschleiß- und wartungsarmen Erwärmung eines Fluidums, beispielsweise Wasser, kein Verbrennungsprozess erforderlich ist. In weiter erfindungsgemäßer Weise ist dann erkannt worden, dass durch geschickte Ausnutzung einer magnetischen Wechselwirkung die voranstehende Aufgabe auf überraschend einfache Weise gelöst wird. Hierzu ist im Konkreten eine Heizeinrichtung mit einer drehbaren Welle und mit mindestens einem auf der Welle angeordneten Magneten bereitgestellt, der mit der Welle entlang einer Bewegungsbahn bewegbar ist. Zur Erzeugung von Wärme ist des Weiteren eine zumindest bereichsweise entlang einer Bewegungsbahn des mindestens einen Magneten angeordnete Einfassung vorgesehen, wobei die Einfassung derart entlang der Bewegungsbahn des Magneten oder der Magneten angeordnet ist, dass durch die Bewegung des oder der Magneten ent- lang der Einfassung aufgrund der magnetischen Wechselwirkung eine Erwärmung der Einfassung erfolgt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist des Weiteren derart ausgebildet, dass das Fluidum zu dessen Erwärmung zumindest abschnittsweise entlang der Einfassung ström ungsgeführt ist. Hierbei erfolgt ein Wärmeübertrag von der erwärmten Einfassung auf das Fluidum, wobei dieser Wärmeübertrag auf direkte Weise durch einen direkten Kontakt zwischen Fluidum und Einfassung oder auf indirekte Weise mit einem zwischen Fluidum und Einfassung angeordneten Übertragungselement oder -medium erfolgen kann.

Die Erwärmung der Einfassung erfolgt aufgrund erzeugter Wirbelstromverluste und/oder Ummagnetisierungsverluste durch ein Bewegen des oder der Magnete entlang der Einfassung, wobei keine mechanische Reibung vorliegt. Folglich ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein verschleiß- und wartungsarmer sowie umweltfreundlicher Betrieb der Vorrichtung ohne Verbrennungsemissionen mit konstruktiv einfachen Mitteln erreicht. Im Hinblick auf eine sichere Anordnung des Magneten oder der Magnete auf der Welle kann die Welle eine Aufnahme aufweisen, wobei die Aufnahme derart ausgebildet sein kann, dass eine reversible Anordnung der Magnete auf der Welle möglich ist. Die Magnete können also auf einfache Weise in die Aufnahme positioniert und aus der Aufnahme entnommen werden. Dies erleichtert Montage- und Reparaturarbeiten, da ein einfacher Austausch der Magnete möglich ist.

Auf der Welle können mehrere Magnete neben- und hintereinander angeordnet werden, wobei sich dabei Nordpol und Südpol der Magnete abwechseln. Es ist also eine Anordnung der Magnete mit Nord-Süd-Nord-Süd-etc. realisierbar.

Weiterhin im Hinblick auf eine sichere Anordnung der Magnete an der Welle kann die Aufnahme mindestens einen Trägerkorb für einen oder mehrere Magnete aufweisen. Ein derartiger Trägerkorb kann im Wesentlichen scheibenförmig oder kreiszylinderförmig ausgebildet sein, um Magnete in kompakter Weise aufzuneh- men und in einem gewünschten Abstand von der Achse der Welle zu positionieren. Hierdurch lässt sich die Bewegungsbahn der Magnete während des Drehens der Welle auf einfache Weise vorgeben. Zur sicheren Positionierung der Magnete kann der mindestens eine Trägerkorb eine oder mehrere nutenförmige oder schienenförmige Ausnehmungen oder einen oder mehrere Durchgänge für den Magneten oder die Magnete aufweisen. Dabei bieten die nutenförmigen oder schienenförmigen Ausnehmungen oder die Durchgänge einen sicheren Sitz der Magnete während eines Drehens der Welle. Die Welle kann mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden, wobei eine Drehzahlanpassung an eine gewünschte Betriebssituation möglich ist. Typische beispielhafte Drehzahlen können bis zu 3000 Umdrehungen pro Minute betragen. Es sind jedoch auch andere Drehzahlen je nach Ausgestaltung der Vorrichtung und je nach Anwendungsfall möglich. Zur Gewährleistung einer intensiven Erwärmung der Einfassung können mehrere Trägerkörbe entlang der Welle angeordnet sein, wobei zwischen den Trägerkörben mindestens eine Scheibe zum Arretieren oder Fixieren des Magneten oder der Magnete in einem jeweiligen Trägerkorb angeordnet sein kann. Mit anderen Worten kann entlang einer Welle eine Abfolge mehrerer Trägerkörbe mit dazwischenliegenden Scheiben zum Arretieren oder Fixieren der Magnete vorgesehen sein. Eine derartige Scheibe verhindert dabei ein ungewolltes Herausrutschen der Magnete aus den Ausnehmungen im Trägerkorb. Ein Trägerkorb der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann beispielsweise aus Aluminium hergestellt sein. Es sind jedoch auch andere Materialien für die Herstellung des Trägerkorbs denkbar. Der Trägerkorb und die Welle können aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, wobei eine drehfeste Anordnung eines Trägerkorbs auf der Welle in jedem Fall vorzusehen ist.

Hinsichtlich einer besonders hohen Effizienz bei der Erwärmung der Einfassung und damit des Fluidums können mehrere Magnete umlaufend um die Welle, vorzugsweise äquidistant, angeordnet sein. In jedem Fall ist die Anordnung der Magnete auf der Welle derart zu wählen, dass ein für den Erwärmungsprozess geeig- netes sich veränderndes magnetisches Wechselfeld durch Drehung der Welle erzeugt werden kann.

Die Einfassung ist elektrisch leitfähig auszubilden und kann vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium, hergestellt sein.

Je nach Anwendungsfall kann die Einfassung als Teil- oder Halbschale oder als Rohr um die Welle ausgebildet sein. Dabei ist eine Ausbildung als Rundrohr oder Kreiszylinderrohr besonders vorteilhaft. Bei einer derartigen Ausbildung der Einfassung als Rundrohr oder Kreiszylinderrohr kann der Magnet oder können die Magnete permanent während der Drehung der Welle mit der Einfassung wechselwirken, da die Einfassung die Welle quasi umschließt.

Zur sicheren und einfachen Nutzung des durch die Vorrichtung erwärmten Fluidums kann das Gehäuse einen Zu- und einen Ablauf für das Fluidum aufweisen. Dabei kann das Fluidum, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas, mit einer vorgegebenen Temperatur durch den Zulauf in das Gehäuse geströmt und in erwärmtem Zustand aus dem Ablauf entnommen werden. Zur sicheren Strömungsführung des Fluidums kann in dem Gehäuse zwischen den Zu- und dem Ablauf und um die Einfassung herum ein Ringkanal ausgebildet sein, der quasi zwischen einer Außenwandung der Einfassung und einer Innenwandung des Gehäuses realisiert sein kann. Dies bildet eine besonders einfache Ausgestaltung einer Strömungsführung für das Fluidum.

Alternativ hierzu kann in dem Gehäuse zwischen dem Zu- und dem Ablauf und um die Einfassung herum eine Wendel für ein Strömen des Fluidums ausgebildet sein. Die erwärmte Einfassung überträgt dabei Wärme auf die Wendel, in der das Fluidum strömt. Hierdurch wird letztendlich das Fluidum erwärmt. Bei einer derar- tigen Ausgestaltung der Vorrichtung kann in dem Gehäuse zwischen der Gehäuseinnenwand und der Wendel eine Isolierung realisiert sein. Als Isolationsmaterial können handelsübliche Substanzen wie beispielsweise Schaumstoffe oder eine Mineralwolle dienen. Im Hinblick auf eine besonders effektive Wärmeübertragung von der Einfassung auf das Fluidum kann in dem Ringkanal ein Wärmetauscher angeordnet sein. Dabei kann der Wärmetauscher in direkter Berührung mit der Einfassung angeordnet sein, um eine besonders wirksame Wärmeübertragung von der Einfassung auf den Wärmetauscher zu gewährleisten. Der Wärmetauscher kann zur besonders wirkungsvollen und effizienten Wärmeübertragung von dem Wärmetauscher auf das Fluidum aus einem wärmeleitenden Material wie beispielsweise Metall und vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer, Edelstahl oder aus einer geeigneten Legierung, vorzugsweise mit einem der vorgenannten Materialien, ausgebildet sein. Weiterhin im Hinblick auf eine besonders effiziente Wärmeübertragung von dem Wärmetauscher auf das Fluidum kann der Wärmetauscher mehrere vorzugsweise sternförmig angeordnete Rippen aufweisen. Bei einer sternförmigen Anordnung der Rippen können die Rippen im Wesentlichen äquidistant zueinander um die Einfassung angeordnet sein. Der Wärmetauscher kann zur sicheren Handhabung aus einem rohrförmigen Träger mit an der Außenseite dieses Rohrs vorzugsweise sternförmig oder in radialer Richtung angeordneten Rippen ausgebildet sein. Die Rippen können im Hinblick auf eine sichere Anordnung an dem Rohr mit dem Rohr verschweißt sein. Alternativ hierzu kann der Wärmetauscher im Hinblick auf eine besonders einfache Herstellung aus einem Stück im 3D-Druck, als Gussteil oder im Strangpressverfahren hergestellt sein.

Der Wärmetauscher kann derart dimensioniert sein, dass sich der Wärmetauscher im montierten Zustand von der Einfassung aus bis im Wesentlichen zur Innenwandung des Gehäuses erstreckt. Zwischen den Rippen und der Innenwandung des Gehäuses kann jedoch ein Zwischenraum verbleiben, um ein Strömen des Flui- dums in dem gesamten Ringkanal zu ermöglichen.

Im Hinblick auf eine Moderierung oder Dosierung der in den Ringkanal ein- und aus dem Ringkanal ausströmenden Menge an Fluidum und/oder zur gleichmäßi- gen Verteilung des Fluidums um den Wärmetauscher herum kann an mindestens einem Ende des Wärmetauschers ein vorzugsweise scheibenförmiges und/oder mit Durchgängen ausgebildetes Prallelement angeordnet sein, welches beispielsweise aus Metall oder Kunststoff ausgebildet sein kann. In dem Prallelement ausgebildete Durchgänge dienen zur gleichmäßigen Verteilung der Strömung des Fluidums im Ringkanal und sorgen daher für eine gleichmäßige Verteilung der Wärme im Fluidum. Das Prallelement kann sich in vorteilhafter Weise von der Einfassung bis zur Innenwandung des Gehäuses erstrecken. Durchgänge können äquidistant entlang des Prallelements in kreisförmiger Anordnung bzw. in Um- fangsrichtung vorgesehen sein. Dabei kann die Anzahl an Durchgängen der An- zahl an Rippen des Wärmetauschers entsprechen. Im montierten Zustand kann das Prallelement oder können die Prallelemente derart zum Wärmetauscher orientiert angeordnet sein, dass die Durchgänge jeweils mit einem Zwischenraum zwischen zwei Rippen im Wesentlichen fluchten. Ein zwischen zwei Rippen strömendes Fluidum kann dabei im Wesentlichen direkt aus einem Durchgang kom- men oder - am anderen Ende des Wärmetauschers - durch einen Durchgang strömen, ohne dass eine Änderung der durch den Zwischenraum zwischen zwei Rippen definierten Strömungsrichtung erfolgen muss. Im Hinblick auf eine sichere Rotation der Welle kann die Welle an zwei Enden des vorzugsweise rohrförmigen oder kreiszylinderförmigen Gehäuses drehgelagert sein. Hierzu kann in besonders sicherer Weise ein Schräglager verwendet werden.

Die Welle wird üblicherweise über einen Motor drehangetrieben, wobei insbesondere ein Elektro-Motor besonders vorteilhaft ist, da hierdurch jegliche Emission von Verbrennungsprodukten beim Betrieb der Vorrichtung vermieden wird. Des Weiteren lassen sich Elektro-Motoren hinsichtlich ihrer Drehzahl und damit auch die Intensität des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einfache Weise regeln. Der Motor kann auf einfache Weise an einem Ende des Gehäuses angeordnet sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise mit einer weiteren Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme gekoppelt sein. Insoweit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung als Ergänzung bestehender Vorrichtungen genutzt werden. Dabei kann die erfindungsgemäße Vorrichtung im Sinne eines Bypass angekoppelt werden, wodurch ein beliebiges Zuschalten und Trennen der erfindungsgemäßen Vorrichtung von weiteren Vorrichtungen ermöglicht ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere mit weiteren Vorrichtungen zur Erzeugung von warmem Wasser gekoppelt werden. Es ist jedoch auch denkbar mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen miteinander zu koppeln, um die Intensität der Wärmeerzeugung zu erhöhen oder - durch Abschalten einer oder mehrerer der miteinander gekoppelten erfindungsgemäßen Vorrichtungen - zu regulieren und an individuelle Bedürfnisse anzupassen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann an beliebige Warmwasser-Speicher und Warmwasser-Heizanlagen angekoppelt werden. Dabei kann die Vorrichtung mittels eines Elektro-Motors ausschließlich mit Strom - vorzugsweise aus Photovoltaikanlagen - betrieben werden, um eine Emissionsfreiheit zu gewährleisten. Eine derartige Vorrichtung lässt sich in kompakter Bauweise herstellen und geräuscharm sowie verschleißarm betreiben. Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht, teilweise geschnitten ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme, Fig. 2 in einem Querschnitt durch einen Trägerkorb das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 ,

Fig. 3 in einer schematischen und teilweise geschnittenen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme,

Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung einen Wärmetauscher zur Verwendung mit dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 , Fig. 5 in einer geschnittenen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der in Fig. 1 gezeigten Art mit einem im Ringkanal angeordneten Wärmetauscher gemäß Fig. 4 und

Fig. 6 in einer geschnittenen Darstellung das in Fig. 5 gezeigte

Ausführungsbeispiel, wobei der Schnitt durch ein an einem Ende des Wärmetauschers angeordnetes Prallelement verläuft. Fig. 1 zeigt in einer schematischen und teilweise geschnittenen Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme mit einem Gehäuse 1 , einem durch das Gehäuse 1 strömbaren Flui- dum 14 und einer in dem Gehäuse 1 angeordneten Heizeinrichtung 2 für das Flui- dum 14. Bei dem Fluidum 14 handelt es sich hier um Wasser.

Im Hinblick auf einen verschleiß- und wartungsarmen sowie umweltfreundlichen Betrieb der Vorrichtung weist die Heizeinrichtung 2 eine drehbare Welle 3 mit mehreren auf der Welle 3 angeordneten Magneten 4 und eine Einfassung 5 auf, die entlang einer Bewegungsbahn der durch die Welle 3 bewegten Magnete 4 angeordnet ist. Die Einfassung 5 erwärmt sich aufgrund der magnetischen Wechselwirkung zwischen den Magneten 4 und der Einfassung 5. Die Einfassung 5 ist durch ein die Welle 3 umgebendes Kreiszylinderrohr gebildet, wobei diese Einfassung 5 relativ zum Gehäuse 1 ortsfest angeordnet ist. Die mittels der Welle 3 in eine Kreisbewegung versetzten Magnete 4 erzeugen in der Einfassung 5 Wirbelströme, so dass induktiv oder aufgrund von Wirbelstromverlusten eine Erwärmung der Einfassung 5 erfolgt. Das Fluidum 14 wird zu dessen Erwärmung entlang der Einfassung 5 strömungsgeführt, wobei ein direkter Kontakt zwischen dem Fluidum 14 und der Einfassung 5 realisiert ist.

Die Welle 3 weist eine Aufnahme 6 zur reversiblen Anordnung der Magnete 4 auf der Welle 3 auf. Die Aufnahme 6 ist im Konkreten als im Wesentlichen scheibenförmiger oder kreiszylinderförmiger Trägerkorb 7 für die Magnete 4 ausgebildet. Hierbei weist der Trägerkorb 7 nutenförmige oder schienenförmige Ausnehmun- gen 8 auf, in die die Magnete 4 eingeschoben werden können. Zwischen den entlang der Welle 3 angeordneten mehreren Trägerkörben 7 sind hier nicht gezeigte Scheiben zum Arretieren oder Fixieren der Magnete 4 in einem jeweiligen Trägerkorb 7 bzw. in den Ausnehmungen 8 der Trägerkörbe 7 angeordnet. Mittels der zwischen den Trägerkörben 7 angeordneten Scheiben wird ein Herausrutschen der Magnete 4 aus den Ausnehmungen 8 verhindert. Hierdurch ist eine sichere Anordnung der Magnete 4 in den Trägerkörben 7 und relativ zur Welle 3 realisiert.

Die Magnete 4 sind umlaufend um die Welle 3 äquidistant zueinander angeordnet. Die Einfassung 5 ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel aus Aluminium ausgebildet.

Das Gehäuse 1 weist des Weiteren einen Zulauf 9 und einen Ablauf 10 für das Fluidum 14 auf. Zwischen dem Zulauf 9 und dem Ablauf 10 ist zwischen der Innenwandung des Gehäuses 1 und der Einfassung 5 ein Ringkanal 1 1 ausgebildet, durch den das Fluidum 14 strömbar ist. Das Gehäuse 1 weist hierzu im Konkreten eine kreiszylinderrohrförmige Wandung auf, die die Einfassung 5 mit der darin angeordneten Welle 3 umgibt.

Die Welle 3 mit den darauf angeordneten Magneten 4 kann auch als Turbine bezeichnet werden. Ein Antrieb der Welle 3 erfolgt über einen Motor 13, der als Elektro-Motor ausgebildet ist. Die Welle 3 ist an zwei Enden des Gehäuses 1 jeweils mittels eines Schräglagers 12 drehgelagert. An den beiden Enden des Ge- häuses 1 ist jeweils eine Dichtung 15 mit einem Deckel 16 angeordnet.

Fig. 2 zeigt in einem Querschnitt das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 , wobei der Querschnitt durch einen Trägerkorb 7 verläuft. In dieser Fig. 2 ist besonders gut erkennbar, dass die Einfassung 5 konzentrisch zum kreiszylinderförmigen Mantel des Gehäuses 1 verläuft. Des Weiteren ist der Trägerkorb 7 mit den Ausnehmungen 8 für die Magnete 4 gut erkennbar. Bei den Ausnehmungen 8 handelt es sich um schienenförmige oder nutenförmige Ausnehmungen 8, die sich durchgängig von einer Oberseite aus bis zu einer Unterseite des Trägerkorbs 7 hin erstrecken. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Ausnehmungen 8 für vier Magnete 4 realisiert.

Fig. 3 zeigt in einer schematischen und teilweise geschnittenen Seitenansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme. Die Vorrichtung entspricht in ihrem Aufbau grundsätzlich der Vorrich- tung gemäß dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel. Insoweit weist auch dieses Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 1 mit einer darin angeordneten Heizeinrichtung 2 auf, wobei die Heizeinrichtung 2 eine drehbare Welle 3 mit darauf angeordneten - von der Einfassung 5 verdeckten - Magneten aufweist. Der Aufbau aus Welle 3, Aufnahmen 6 und Magneten entspricht dem Aufbau gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.

Des Weiteren ist die Welle 3 ebenfalls über Schräglager 12 gelagert. An den Gehäuseenden sind jeweils Deckel 16 realisiert. An einem Ende des Gehäuses 1 ist ein Motor 13 zum Antreiben der Welle 3 angeordnet.

Die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 und 3 unterscheiden sich hinsichtlich der Anordnung eines Zulaufs 9 und eines Ablaufs 10 und hinsichtlich der Strö- mungsführung des Fluidums. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich zwischen dem Zulauf 9 und dem Ablauf 10 in dem Gehäuse 1 eine Wendel 17, die um die Einfassung 5 herum geführt ist. Das Fluidum wird durch die Wendel 17 geführt. Die Übertragung der mittels der Heizeinrichtung 2 erzeugten Wärme erfolgt von der Einfassung 5 über die Wendel 17 auf das Fluidum. Des Weiteren ist in dem Gehäuse 1 eine Isolierung 18 realisiert. Die Isolierung 18 erstreckt sich im Wesentlichen zwischen der Innenwand des kreiszylinderförmigen Gehäusemantels und der Wendel 17 sowie der Einfassung 5. Hierdurch können Wärmeverluste zur Gehäusewand hin vermieden werden. Die Wendel 17 kann beispielsweise aus Kupfer ausgebildet sein. Allerdings sind auch andere Materialien denkbar, wobei eine gute Wärmeleitung des Materials zur Übertragung der Wärme von der Einfassung 5 auf das Fluidum günstig ist.

Fig. 4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Wärmetauscher 19, der in einem Ringkanal 1 1 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 angeordnet werden kann. Der Wärmetauscher 19 weist mehrere sternförmig oder radial angeordnete Rippen 20 auf, wobei der Wärmetauscher 19 aus Aluminium ausgebildet ist. Die Rippen 20 sind an einem Rohr 23 angeordnet und im Konkreten mit dem Rohr 23 verschweißt.

Der Wärmetauscher 19 kann über die Einfassung 5 gestülpt werden, wobei ein direkter Kontakt zwischen Wärmetauscher 19 und Einfassung 5 im Hinblick auf einen sicheren Wärmeübertrag zwischen der Einfassung 5 und dem Wärmetau- scher 19 von Vorteil ist. Der Wärmetauscher 19 befindet sich im Betriebszustand der Vorrichtung im Wesentlichen vollständig in dem Fluidum 14.

Der Wärmetauscher 19 kann große Wärmemengen speichern und sicher an das Fluidum 14 weiterleiten. Aluminium hat sich hinsichtlich eines effektiven Wärmeübertrags zwischen der Einfassung 5 und dem Fluidum 14 als besonders vorteilhaft erwiesen.

Bei Verwendung des Wärmetauschers 19 erfolgt keinerlei Führung des Fluidums 14 in Kapillaren, sondern es wird im Wesentlichen der komplette Körper des Wärmetauschers 19 induktiv erwärmt, wobei der Wärmetauscher 19 seine Wärme direkt in das umgebende Fluidum 14 abgibt. Verluste durch thermische Brücken liegen keine vor. Durch die sternförmige Anordnung der Rippen 20 wird eine große Oberfläche für den Wärmeübertrag zur Verfügung gestellt.

Fig. 5 zeigt in einer geschnittenen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung der in Fig. 1 gezeigten Art, wobei ein Wärmetauscher 19 in einem Ringkanal 1 1 um eine Einfassung 5 angeordnet ist. Dabei erstrecken sich die Rippen 20 sternförmig oder radial durch den Ringkanal 1 1.

In der in Fig. 5 gezeigten geschnittenen Darstellung sind zwischen den Rippen 20 Durchgänge 22 eines unter dem Wärmetauscher 19 angeordneten scheibenförmigen Prallelements 21 dargestellt. Die Durchgänge 22 fluchten dabei quasi mit den durch die Rippen 20 in Längsrichtung des Wärmetauschers gebildeten Strömungspfaden. Das Prallelement weist einen mittigen Durchgang zur Positionierung auf der Einfassung 5 auf.

Fig. 6 zeigt in einer geschnittenen Darstellung das Ausführungsbeispiel aus Fig. 5, wobei der Schnitt durch ein weiteres oberhalb des Wärmetauschers 19 angeord- netes Prallelement 21 verläuft. Das in den Fig. 5 und 6 gezeigte Ausführungsbeispiel weist einen Wärmetauscher 19 auf, an dessen beiden Enden jeweils ein Prallelement 21 mit Durchgängen 22 angeordnet ist. Die Prallelemente 21 sind an den jeweiligen Enden des Rohrs 23 des Wärmetauschers 19 angeordnet, wobei die Durchgänge 22 der beiden Prallelemente 21 jeweils an den Enden der durch die Rippen 20 des Wärmetauschers 19 gebildeten Strömungspfade angeordnet sind.

Die Prallelemente 21 dienen einer Moderierung oder Dosierung des in den Ringkanal 1 1 eintretenden oder aus dem Ringkanal 1 1 austretenden Fluidums 14 und zur gleichmäßigen Verteilung des Fluidums 14 um den Wärmetauscher 19 herum. Die Durchgänge 22 verteilen die Strömung des Fluidums 14 gleichmäßig und sorgen somit für eine gleichmäßige Verteilung der Wärme des Fluidums 14. Bei dem in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist also eine Anordnung aus Wärmetauscher 19 und an den Enden des Wärmetauschers 19 angeordneten Prallelementen 21 in dem Ringkanal 1 1 positioniert, der sich - wie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt - zwischen einem oberen und einem unteren Ende der Vorrichtung oder zwischen einem Zulauf 9 und einem Ablauf 10 zwischen der rohrförmigen Innenwandung des Gehäuses 1 und der rohrförmigen Außenwandung der Einfassung 5 erstreckt. Der Ringkanal 1 1 umschließt die Einfassung 5 ringförmig an der Außenseite der Einfassung 5.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein geschlossener Flüssigkeits- kreislauf durch die Heizeinrichtung auf eine geforderte Temperatur erwärmt werden. Über eine geeignete Leitung kann der Flüssigkeitskreislauf direkt an Wärmetauscher von Speichern angeschlossen werden.

Der Flüssigkeitskreislauf kann über eine elektronische Steuereinheit in der Leis- tungsaufnahme entsprechend einer Warmwasseranforderung und/oder über einen vorgegebenen oder eingestellten Wert geregelt werden. Eine elektronische Sensorik kann eine untere und/oder obere Temperaturgrenze regeln, wobei die Heizeinrichtung 2 über ein Einschalten der Drehung der Welle 3 entsprechend ein- oder ausgeschaltet wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsteht keine Emission aufgrund von Verbrennungsprozessen und eine nur sehr geringe mechanische Reibung. Hierdurch kann der Verschleiß sehr gering gehalten werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann problemlos an vorhandene Warmwasserheizanlagen angeschlossen werden, wobei diese Warmwasserheizanlagen nicht verändert werden müssen. Es muss lediglich ein Bypass realisiert werden, der mit dem Zu- und Ablauf eines Wasserspeichers gekoppelt ist. Jederzeit kann durch ein Schließen von Sperrventilen der Betrieb der vorhandenen Warmwasserheizanlage oder Brennereinheit wieder aufgenommen werden. Durch die Installation der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Redundanz für den Heizbetrieb realisiert. Bei einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung kann eine Wellendrehzahl von > 3000 Umdrehungen pro Minute realisiert sein. Hierzu können geeignete Halterungen vorgesehen sein, die einen Fliehkraftschaden vermeiden. Eine im Gehäuse 1 realisierte Isolierung 18 führt zusammen mit einer Ausgestaltung des Gehäuses 1 aus Metall zu einer sicheren und robusten Vorrichtung.

Als Motor 13 kann beispielsweise ein Elektro-Motor vorgesehen sein, der mit 230 Volt Wechselspannung betreibbar ist und etwa 1 ,1 kW Leistung aufweist. Der Betrieb des Motors kann über eine Regelelektronik einer vorhandenen Heizeinrichtung gesteuert werden.

Als Magnete 4 können Permanentmagnete beispielsweise aus Neodym verwendet werden. Je nach Motordrehzahl lässt sich die Einfassung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf über 200°C erhitzen. Eine typische Vorrichtung könnte eine Gehäuselänge von etwa 350mm aufweisen. Die Einfassung 5 könnte durch ein Kupferrohr mit einem Durchmesser von etwa 100mm gebildet sein.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vor- richtung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen. Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend besch benen Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre d nen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse

2 Heizeinrichtung

3 Welle

4 Magnet

5 Einfassung

6 Aufnahme

7 Trägerkorb

8 Ausnehmung

9 Zulauf

10 Ablauf

11 Ringkanal

12 Schräglager

13 Motor

14 Fluidum

15 Dichtung

16 Deckel

17 Wendel

18 Isolierung

19 Wärmetauscher

20 Rippe

21 Prallelement

22 Durchgang

23 Rohr