185696. lajstromszámú szabadalom • Fűtőtest folyadék melegítésére
1 185 696 2 A találmány folyadékok, különösen víz melegítésére szolgáló fűtőtestre vonatkozik, amely fűtőelemekkel, valamint áramforráshoz csatlakoztatására alkalmas kivezetésekkel rendelkezik. A fűtőtest a folyadékba merítve melegíti fel a vele érintkezésben álló folyadékot. Ipari, mezőgazdasági, szolgáltató üzemekben, létesítményekben különféle célokra nagymennyiségű meleg vizet használnak el. Ezek az üzemek napközben jelentős mennyiségű elektromos energiát fogyasztanak, éjszakai időszakban viszont a nappali csúcsfogyasztásnak csak kis részét igénylik. A hálózati nyomású meleg víz előállításához általában 6 - 200 l-es hagyományos elektromos vízforralókat (boylereket) használnak, és az így nyert meleg víz túlnyomó része a dolgozók tisztálkodására, hideg időben a létesítmény fűtésére, csekély mértékben technológiai célokra szolgál. A boylerek azonban viszonylag költséges, könnyen meghibásodó szerkezetek, és csak viszonylag csekély mennyiségű meleg víz előállítására alkalmasak, ezért légköri nyomású, 50 — 90 °C hőmérsékletű — túlnyomórészt technológiai — meleg vizet is előállítanak az üzemek, általában olaj- vagy széntüzelésű kazánokban. Ezek létesítése, üzemeltetése és karbantartása költséges és bonyolult, viszonylag nagy élőmunkaráforditást igényelnek, és környezetvédelmi-biztonságtechnikai szempontból is problematikusak. Háztartási-turisztikai célokra használatosak ún. merülőforralók, amelyek spirál alakú, kisméretű fűtőtestek, belsejükben fűtőspirál húzódik, amelyet külső védőcső borít,1 és ennek belső felülete és a fütöspirál közé kvarcréteg, vagy más kitöltőanyag van beépítve. Ezek-a megmelegített víz-mennyiségekhez, vagyis teljesítményükhöz képest drága szerkezetek, hőátadásuk hatásfoka nem tökéletes, teljesítményük minimális, dl-nagyságrendű vízmennyiségek, és járulékos érintésvédelmi intézkedéseket igényelnek. A találmány feladata, hogy olyan fűtőtestet szolgáltasson, amely elektromos energiával üzemeltethető, a felmelegítendő folyadéknak közvetlen érintkezés útján adja át az energiát, emellett hatásfoka jó, nagy folyadékmennyiségek, pl. több százezer liter víz felmelegítésére alkalmas, létesítési költsége kicsi, és a biztonságtechnikai-vagyonvédelmi követelményeket messzemenően kielégíti. A találmány az alábbi felismeréseken alapszik: amennyiben áramforrásról táplált, és folyadékba merített fűtőtestet érintésvédelmi törpefeszültségű áramforrásról táplálunk, a biztonságtechnikaivagyonvédelmi követelményeknek teljes egészében eleget tehetünk abban az esetben is, ha a fém anyagú fűtőtest a felmelegítendő közeggel közvetlenül (tehát elektromosan szigetelő réteg közbeiktatása nélkül) érintkezik. Amennyiben a fűtőtestet korrózióálló fémanyagból készítjük, élettartama vízbe merítve is igen hosszú lehet. Végül igen fontos az a felismerésünk, amely szerint megfelelő fütőteljesítményt a törpefeszültség mellett csak meglehetősen nagy áramerősséggel lehet biztosítani, így egyrészt a fütőeleméknek nagy ellenállásúaknak, másrészt a belőlük készült fűtőtestnek statikailag nagy teherbírásúnak kell lennie, mert a nagy áramerősségek nagy dinamikus hatásokat idéznek elő. E két utóbbi követelmény pedig lemez-vázszerkezettel egyidejűleg racionálisan kielégíthető. E felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan fűtőtest segítségével oldottuk meg, amelynek fűtőelemei, valamint áramforráshoz csatlakoztatható kivezetései vannak, és amelyre az jellemző, hogy fűtőelemei érintésvédelrri törpefeszültségre kivitelezettek (üzemi feszültség: Ue A 42 V); korrózióálló fémlemez-szalagokbol állnak, és egymással az áram dinamikus hatásainak felvételére alkalmas vázszerkezetté vannak összekapcsolva. Az áramforrás lehet pl. törpefeszültségű üzemi hálózat, vagy transzE nátorleesatlakozás. A fűtőtest egy előnyös kiviteli alakjára az jellemző, hogy legalább két, egymástól távközzel húzódó, elektromosan szigetelő anyagú távtartók útján több helyen mereven összekapcsolt fűtőeleme van, amelyek a szalagok éle felől nézve egy helyen hézagot tartalmazó zárt görbe-alakúak, külön-külön ki vezetőelemet tartalmaznak, és egymással elektront :>san össze vannak kötve; a fűtőelemek egy U- aiakú összekötőelem útján vannak elektromosan összekötve egymással, amely — célszerűen saját anyagával — a belső és külső fűtőelemmel össze lehet hegesztve. Egy másik találmányi ismérv szerint a fűtőelemekhez elektromosan szigetelt módon csatlakoztatott - előnyösen a fűtőelemeket összekötő távtartótagokhoz rögzített - például oszlopszerű tartóelemei vannak. Célszerű továbbá, ha a szalag alakú fűtőelemek a szalagok éle irányából tekintett nézetben lényegében derékszögű négyszög-, előnyösen négyzet alakúak. A találmány szerinti fűtőtest egy másik előnyös kiviteli alakjára az jellemző, hogy fűtőpatrcnt alkotó több patrontagja van, amelyeket két-két egymással párhuzamos, egymástól távközzel húzódó szalag alakú fűtőelem alkot; a patrontagok egymástól távközzel helyezkednek el, és közös tartóelemekhez vannak rögzítve; a külső fűtőelemek egymássá! elektromosan, a belső fűtőelemek pedig ugyancsak egymással elektromosan - például az egymás alatt elhelyezkedő fűtőelemekhez hegesztett összekötő elemek útján össze vannak kapcsolva. az egyik külső - célszerűen legfelső - patrontaghoz vannak a kivezetőelemek csatlakoztatva, a másik külső - célszerűen legalsó - patrontag külső és belső fűtőelemei pedig elektromosan össze vannak kötve egymással. Célszerű, ha az - előnyösen U-profilú - tartóelemek a fűtőelemeken túlnyúló részekben csatlakoztatást lehetővé levő lyukak vannak kialakítva. Egyetlen fütőpatron is alkothatja a fűtőtestet, pl. egyfázisú áramforrás esetén, előnyös azonban, ha több - például háromfázisú áramforrás esetén három — fűtőpatron van egymással fűtőtestté összekapcsolva. Egy további találmányi ismérv szerint a külső fűtőelem vége a nyilasnál kifelé, a belső fűtőelem vége pedig befelé van hajlítva, és az elhajlítással képzett peremekhez vannak a kivezetőelemek — például hegesztéssel - rögzítve. A fűtőelemek és összekötcelernek, de előnyösen a tartóelemek is KOR-acélból vagy vörösrézből készülhetnek, nem kizárt azonban más, megfelelő tulajdonságokkal rendelkező anyag alkalmazása sem. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
