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公開番号2025014873
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023117800
出願日2023-07-19
発明の名称発熱装置
出願人株式会社ユタカ技研,国立大学法人北海道国立大学機構
代理人弁理士法人はなぶさ特許商標事務所,弁理士法人落合特許事務所
主分類F24V 40/00 20180101AFI20250123BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】回転エネルギーを熱エネルギーに変換する、構造簡単な発熱装置を提供する。
【解決手段】
発熱装置1は、内部に環状の第1ステータ2を回動不能に固定した密閉容器3と、密閉容器内に充填される流体5と、第1ステータに対向して密閉容器の内部に回転自在に配置され、第1ステータとの間に前記流体の螺旋状流路7を形成する環状のポンプ6と、該ポンプを一端部8aに回転不能に支持するとともに、密閉容器から突出する他端部8bを回転動力の動力源9に接続する動力伝達軸8と、該動力伝達軸を密閉容器に回転可能に支持する軸受け部材17a,17dと、ポンプと第1ステータとの間で、密閉容器に回転不能、且つ取り外し可能に固定される第2ステータ10と、密閉容器の外壁に設けられた放熱部4とを備え、動力源の動力により螺旋状流路内の流体を攪拌し、流体摩擦により発生する流体の熱を放熱部より放出して熱媒11との間で熱交換を行わせる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内部に環状の第１ステータを回動不能に固定した密閉容器と、
前記密閉容器内に充填される流体と、
前記第１ステータに対向して前記密閉容器の内部に回転自在に配置され、前記第１ステータとの間に前記流体の螺旋状流路を形成する環状のポンプと、
前記ポンプを一端部に回転不能に支持するとともに、前記密閉容器から突出する他端部を回転動力の動力源に接続する動力伝達軸と、
前記動力伝達軸を前記密閉容器に回転可能に支持する軸受け部材と、
前記ポンプと前記第１ステータとの間で、前記密閉容器に回転不能、且つ取り外し可能に固定される第２ステータと、
前記密閉容器の外壁に設けられた放熱部と、を備え、
前記動力源の動力により前記螺旋状流路内の前記流体を攪拌し、流体摩擦により発生する前記流体の熱を前記放熱部より放出して外部の熱媒との間で熱交換を行わせることを特徴とする発熱装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の発熱装置であって、
前記第１，第２ステータは、各々内周部にステータハブを有しており、前記第１ステータの第１ステータハブは、前記第２ステータの第２ステータハブを取り外し可能に固定し得る回り止め部を有していることを特徴とする発熱装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の発熱装置であって、
前記第１，第２ステータは、各々同一枚数の複数のステータブレードを有しており、前記第２ステータは、当該第２ステータの第２ステータブレードを、前記第１ステータの第１ステータブレードに対して任意の位相で装着し得るようにして、前記密閉容器に取り外し可能に固定されることを特徴とする発熱装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の発熱装置であって、
前記第２ステータは、前記第１ステータが有する複数の第１ステータブレードと異なる枚数の複数の第２ステータブレードを有し、前記密閉容器に取り外し可能に固定されることを特徴とする発熱装置
【請求項５】
請求項２に記載の発熱装置であって、
前記第１ステータは前記密閉容器と一体に形成され、前記第１ステータハブに、前記動力伝達軸との間で前記密閉容器内の流体を封止するシール部と、前記動力伝達軸を前記密閉容器内で回転させるための軸受け部材とを有していることを特徴とする発熱装置。
【請求項６】
請求項１に記載の発熱装置であって、
前記密閉容器は、重力方向と平行に延びる前記動力伝達軸を上面から突出させていることを特徴とする発熱装置。
【請求項７】
請求項１または請求項６に記載の発熱装置であって、
前記放熱部は、少なくとも一部が径方向で前記螺旋状流路と重なっていることを特徴とする発熱装置。
【請求項８】
請求項１または請求項６に記載の発熱装置であって、
前記密閉容器は、熱媒が充填されて密閉された貯湯タンク内に収納されて、前記動力伝達軸の他端部が前記貯湯タンクから突出し、前記貯湯タンクと前記貯湯タンクの外部に配置された熱交換装置との間に、前記熱媒を前記貯湯タンクと前記熱交換装置との間で循環させる循環配管が接続され、前記貯湯タンク内の前記密閉容器の外側で前記動力伝達軸には、該動力伝達軸の外周から放射状に延びる複数枚の攪拌翼が、前記密閉容器の少なくとも前記放熱部の一部を覆うように取り付けられることを特徴とする発熱装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発熱装置であって、
前記循環配管の前記貯湯タンクへの入り口から前記貯湯タンク内に延びる前記循環配管の延長部分が、前記攪拌翼の内周側で開口することを特徴とする発熱装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部にステータを回動不能に固定した密閉容器と、その密閉容器内に充填される流体と、ステータに対向して密閉容器内に回転自在に配置され、ステータとの間に前記流体の螺旋状流路を形成するポンプと、該ポンプを一端部側に回転不能に支持するとともに、密閉容器から突出する他端部を回転動力の動力源に接続する動力伝達軸と、その動力伝達軸を密閉容器に回転可能に支持する軸受け部材とを備え、動力源の回転動力でポンプを回転させ、密閉容器内の流体を撹拌することで回転エネルギを熱エネルギに変換する発熱装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
このような発熱装置を風車や軸流水車等の動力源に接続して、密閉容器内に充填された流体を撹拌し、撹拌により加熱された流体を熱エネルギとして外部に取り出すことが、特許文献１に開示されているように公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
実公昭５８－４９００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されたものは、ポンプ５を一端部側に支持した動力伝達軸３を、動力源の回転動力で回転させつつ、流体としての水を密閉容器の流入口１ｃから注入することで、ポンプ５のブレードによって加速された水を螺旋状流路内でステータ２のブレード２ａに衝突させ、この衝突によってポンプ５の回転エネルギを熱エネルギに変換して水を加熱するように構成している。加熱された水は、遠心力によりステータ２及びポンプ５の間隙を経て密閉容器内のポンプ５の背面側に流出し、流出口８から排出されることで、回転エネルギを熱エネルギとして外部に取り出すことができる。
【０００５】
しかしながらこのものは、密閉容器内の加圧された水が動力伝達軸３から軸受部に流出しないようにするためのシール構造が複雑で、これにより部品点数が増加してコスト増を招くとともに、加熱された水をそのまま外部に流出させているので熱効率的にも問題があった。しかもこのものは、多種多様な風車等に合わせてその特性を変更したい場合に、ステータ２もしくはポンプ５の形状を大きく変えなければならないのでその変更が容易でなく、またコストの増大が避けられないものであった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、シール構造が簡略で部品点数が削減され熱効率も優れたるとともに、その特性を多種多様な風車等に簡単に適合させることができる発熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、内部に環状の第１ステータを回動不能に固定した密閉容器と、前記密閉容器内に充填される流体と、前記第１ステータに対向して前記密閉容器の内部に回転自在に配置され、前記第１ステータとの間に前記流体の螺旋状流路を形成する環状のポンプと、前記ポンプを一端部に回転不能に支持するとともに、前記密閉容器から突出する他端部を回転動力の動力源に接続する動力伝達軸と、前記動力伝達軸を前記密閉容器に回転可能に支持する軸受け部材と、前記ポンプと前記第１ステータとの間で、前記密閉容器に回転不能、且つ取り外し可能に固定される第２ステータと、前記密閉容器の外壁に設けられた放熱部と、を備え、前記動力源の動力により前記螺旋状流路内の前記流体を攪拌し、流体摩擦により発生する前記流体の熱を前記放熱部より放出して外部の熱媒との間で熱交換を行わせることを第１の特徴とする。
【０００８】
また本発明は、第１の特徴に加えて、前記第１，第２ステータは、各々内周部にステータハブを有しており、前記第１ステータの第１ステータハブは、前記第２ステータの第２ステータハブを取り外し可能に固定し得る回り止め部を有していることを第２の特徴とする。
【０００９】
また本発明は、第１または第２の特徴に加えて、前記第１，第２ステータは、各々同一枚数の複数のステータブレードを有しており、前記第２ステータは、当該第２ステータの第２ステータブレードを、前記第１ステータの第１ステータブレードに対して任意の位相で装着し得るようにして、前記密閉容器に取り外し可能に固定されることを第３の特徴とする。
【００１０】
また本発明は、第１または第２の特徴に加えて、前記第２ステータは、前記第１ステータが有する複数の第１ステータブレードと異なる枚数の複数の第２ステータブレードを有し、前記密閉容器に取り外し可能に固定されることを第４の特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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