Roto-evaporador com aquecimento magnético

  • Número do pedido da patente:
  • PI 1103099-2 A2
  • Data do depósito:
  • 17/06/2011
  • Data da publicação:
  • 05/02/2013
Inventores:
  • Classificação:
  • F22B 1/28
    M?todos de gera??o de vapor caracterizados pelo processo de aquecimento; / em caldeiras aquecidas eletricamente;
    ;
    H05B 6/02
    Aquecimento por campos el?tricos, eletromagn?ticos, ou magn?ticos; / Aquecimento por indu??o;
    ;

"ROTO-EVAPORADOR COM AQUECIMENTO MAGNÉTICO", pode ser usado em aquecimento químico, dessalinização, síntese de biodiesel e indústrias de limpeza ambiental. Refere-se a um roto-evaporador que consta de um rotor cilíndrico de metal (1) (cobre,alumínio, latão, aço inox, aço galvanizado, zinco, tungstênio) contendo cavidades em sua superfície (2) que gira solidário a um eixo (3) apoiado em mancais das tampas (4) que se encaixam a carcaça (estador) (5) por meio de parafusos (6) e pocas (7) na qual se situam, ou os ímãs permanentes (8) (ímãs de ferrite, neodímio, sarmário-cobalto, alumínio-níquel-cobalto) fixos na parte externa da mesma ou uma bobina de fio de cobre (9) alimentada por corrente oscilante na faixa de rádio frequência ( de 1 KHz a 800 KHz) (10). Nestas disposições o rotor perfurado (1) jogará a água quente e vapor sob pressão para o exterior do roto-evaporador por meio de um canal (11) valvulado. Produzindo desta forma maior quantidade de vapor e calor por unidade de tempo devido ao aquecimento causado pela indução magnética originária de ímãs ou bobinas de fio de cobre sobre o rotor durante o seu giro.

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Documento


5 ROTO-EVAPORADOR COM AQUECIMENTO MAGNÉTICO

Campo da Invenção

Esta patente de invenção tem aplicação em muitas áreas da 10 indústria. Há usos atuais para ela em aquecimento químico, dessalinização, síntese de biodiesel e indústrias de limpeza ambiental. A água quente proveniente do roto-evaporador pode ser usada para aquecer casas, hospitais e vilas situadas em locais frios e remotos. Também pode fornecer água quente para agricultura em 15 períodos de frio.

Antecedentes

Roto-evaporador é um cilindro de metal, geralmente de aço 20 inox, com furos em sua superfície, que gira imerso em água, o que causa aquecimento da água devido às forças de atrito entre o rotor e a água, gerando vapor aquecido sob alta pressão. Produção de calor anômalo foi detectada neste dispositivo criado por James L. Griggs em 1987 (Patente n° US 5,188,090) que ele chama de 25 bomba hidrosônica e depois aperfeiçoada (Patente n° BR 0701174-1). A explicação do calor anômalo é um efeito conjunto envolvendo forças de atrito e cavitação, este último consistindo na rápida expansão e colapso de bolhas de ar em ressonância com as ondas ultra-sônicas geradas pelas cavidades sobre a superfície do rotor 30 em rápida rotação. O calor produzido por ultra-som é responsável pela evaporação-da água dentro de nebulizadores comerciais que

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5 usam ultra-som de um pequeno cristal piezoelétrico para gerar expansão e colapso de bolhas de ar que existem naturalmente na água. Apesar disso, os roto-evaporadores comerciais geram pouco vapor de água por unidade de tempo devido ao baixo poder de aquecimento da cavitação e atrito hidrodinâmico que desenvolvem 10 durante a rotação do rotor. Isso representa baixo rendimento no processo e aplicabilidade industrial limitada.

Objetivo

O Roto-Evaporador com Aquecimento Magnético tem como 15 principal propósito construir um roto-evaporador que produza uma maior quantidade de vapor e calor por unidade de tempo através do aquecimento gerado pelo campo de indução magnética gerado por ímãs permanentes ou eletroímãs (bobinas) sobre o rotor metálico.

20 Solução

O Roto-Evaporador com Aquecimento Magnético apresenta um rotor metálico de cobre, alumínio, latão, aço inox, aço galvanizado, zinco, tungstênio contendo cavidades em sua 25 superfície que gira dentro de um cilindro de ferro fundido ou aço galvanizado (estator) produzindo desta forma maior quantidade de vapor e calor por unidade de tempo devido ao aquecimento causado pela indução magnética originária de ímãs ou bobinas de fio de cobre sobre o rotor durante o seu giro. Qualquer metal 30 quando se desloca em rotação ou linearmente nas proximidades de um ímã se aquece devido à indução de correntes parasitas

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5 causados pelo campo magnético do ímã. É um processo que ocorre nas usinas hidroelétricas onde fios de cobre giram próximos a ímãs permanentes gerando corrente elétrica (parasita). E sabemos que uma corrente elétrica é capaz de gerar calor por efeito Joule que, por exemplo, aquece um forno elétrico ou ferro de passar roupas. 10 No roto-evaporador os ímãs geram correntes elétricas sobre a superfície do rotor metálico que por sua vez aquecerá simultaneamente a superfície do mesmo por efeito Joule de forma similar ao descrito acima.

15 Descrição das Figuras

Fig. 1 representa as partes que compõe o presente aparelho em perspectiva.

Fig. 2 representa as partes que compõem o mesmo aparelho 20 em outra perspectiva;

Fig. 3 representa uma segunda variação do roto-evaporador contendo uma bobina ao redor do estator no lugar dos ímãs.

> 1 - Um rotor de cobre, alumínio, latão, aço inox, aço 25    galvanizado, zinco, ou tungstênio;

>    2 - Cavidades;

>    3 - Eixo de aço oco e furado;

>    4 - Mancais das tampas de ferro fundido ou aço galvanizado;

>    5 - Estator (cilindro de ferro fundido ou aço inox ou

30    galvanizado);

>    6 - Parafusos;

5    > 7 - Porcas

>    8 - Imãs permanentes;

>    9 - bobina de fio de cobre ou alumínio;

>    10 - Oscilador de rádio frequência;

>    11- Tubos transpassando uma das tampas para entrada de

ío    água e saída de vapor.

Descrição Detalhada

Roto-Evaporador com Aquecimento Magnético, mostrado nas 15 figuras 1, 2 e 3 consta de um rotor cilíndrico de metal (1) (cobre, alumínio, latão, aço inox, aço galvanizado, zinco, tungstênio) contendo cavidades em sua superfície (2) que gira solidário a um eixo (3) apoiado em mancais das tampas (4) que se encaixam a carcaça (estator) (5) por meio de parafusos (6) e porcas (7) na qual 20 se situam, ou os ímãs permanentes (8) (ímãs de ferrite, neodímio, samário-cobalto, alumínio-níquel-cobalto) fixos na parte externa da mesma, como nas figuras 1 e 2, ou uma bobina de fio de cobre (9) alimentada por corrente oscilante na faixa de rádio frequência (10), como na figura 3. Nestas disposições o rotor perfurado (1) jogará a 25 água quente e vapor sob pressão para o exterior do roto-evaporador por meio de um canal (11) valvulado. Logicamente, um roto-evaporador com tais construções pode ser obtido em tamanhos e capacidades diversas para atender diferentes necessidades dos usuários desse tipo de equipamento.

REIVINDICAÇÕES

1. ROTO-EVAPORADOR COM AQUECIMENTO MAGNÉTICO composto por um rotor cilíndrico de metal, um eixo giratório, um estator,

5 tampas do conjunto rotor-estator, mancais de rolamento e ímãs permanentes caracterizado pelo dito rotor cilíndrico de metal conter cavidades em sua superfície e girar solidário ao dito eixo giratório, apoiado nos ditos mancais de rolamento colocados nas ditas tampas do conjunto rotor-estator, o dito estator conter ímãs permanentes fixos na sua parte externa e as ditas tampas

10 do conjunto rotor-estator conterem pelo menos um canal valvulado de entrada e pelo menos um canal valvulado de saída.

2. ROTO-EVAPORADOR COM AQUECIMENTO MAGNÉTICO composto por um rotor cilíndrico de metal, um eixo giratório, um estator,

15 tampas do conjunto rotor-estator, mancais de rolamento, uma bobina de fio de cobre e uma fonte de corrente oscilante na faixa de rádio frequência caracterizado pelo dito rotor cilíndrico de metal conter cavidades em sua superfície e girar solidário ao dito eixo giratório, apoiado nos ditos mancais de rolamento colocados nas ditas tampas do conjunto rotor-estator, o dito

20 estator ser enrolado pela dita bobina de fio de cobre, a dita bobina de fio de cobre ser alimentada pela fonte de corrente oscilante na faixa de rádio frequência e as ditas tampas do conjunto rotor-estator conterem pelo menos um canal valvulado de entrada e pelo menos um canal valvulado de saída.

25    3.    ROTO-EVAPORADOR    COM    AQUECIMENTO    MAGNÉTICO

conforme reivindicação 1 ou 2 caracterizado pelo dito rotor cilíndrico de metal ser feito de cobre, alumínio, latão, aço inox, aço galvanizado, zinco, tungstênio ou qualquer liga metálica dos referidos metais.

30    4.    ROTO-EVAPORADOR    COM    AQUECIMENTO    MAGNÉTICO

conforme reivindicação 1 caracterizado pelos ditos ímãs permanentes serem de ferrite, de neodímio, de samário-cobalto ou de alumínio-níquel-cobalto.

1/2


Figura 1

7    6    7


2/2


Figura 3



ROTO-EVAPORADOR COM AQUECIMENTO MAGNÉTICO pode ser usado em aquecimento químico, dessalinização, síntese de 5 biodiesel e indústrias de limpeza ambiental. Refere-se a um roto-evaporador que consta de um rotor cilíndrico de metal (1) (cobre, alumínio, latão, aço inox, aço galvanizado, zinco, tungstênio) contendo cavidades em sua superfície (2) que gira solidário a um eixo (3) apoiado em mancais das tampas (4) que se encaixam a ío carcaça (estator) (5) por meio de parafusos (6) e porcas (7) na qual se situam, ou os ímãs permanentes (8) (ímãs de ferrite, neodímio, samário-cobalto, alumínio-níquel-cobalto) fixos na parte externa da mesma ou uma bobina de fio de cobre (9) alimentada por corrente oscilante na faixa de rádio frequência (de 1 KHz a 800 KHz) (10). 15 Nestas disposições o rotor perfurado (1) jogará a água quente e vapor sob pressão para o exterior do roto-evaporador por meio de um canal (11) valvulado. Produzindo desta forma maior quantidade de vapor e calor por unidade de tempo devido ao aquecimento causado pela indução magnética originária de ímãs ou bobinas de 20 fio de cobre sobre o rotor durante o seu giro.