201136. lajstromszámú szabadalom • Hidrodinamikus fűtőberendezés
HU 201136 B 2. A találmány tárgya hidrodinamikus fűtőberendezés áramló folyadékokkal, mint fűtőközeggel történő fűtésnél az áramló fűtőközeg melegítésére és egyúttal a fűtőközeg keringtetéséhez szükséges nyomáskülönbség előállítására. A különféle központi fűtési rendszerek között legelterjedtebbek az olyan megoldások, ahol hagyományos kialakítású statikus hőforrásokon folyadékot áramoltatnak keresztül és az így felmelegített áramló fűtőközeget juttatják el a felhasználás, vagyis a hőhasznosítás helyére, majd vezetik vissza a lehűlt fűtőközeget a hőforráshoz. A hőforrást képezhetik különféle halmazállapotú tüzelőanyagok, például szénhidrogének elégetésével működő kazánok, továbbá villamos energiával fűtön tartályok. Hőszállító közegként elsősorban vizet, ritkábban olajat illetve szintetikus olajat alkalmaznak, amelyek áramlása a fűtési rendszerekben a sűrűségkülönbség hatására (gravitációs úton) vagy megfelelően méretezett keringtető szivattyúkkal történik. A szénhidrogén-féleségek elégetésével üzemelő folyékony fűtőközeget alkalmazó fűtések általában rossz hatásfokúak, hasonlóképpen a villamos energia nagyteljesítményű vízmelegítőkben (boylerekben) történő felhasználása sem gazdaságos. A fentiekhez szükséges beruházások költségesek, ezenfelül pedig a fűtőközeg fűtőrendszerekbe való betáplálása és abban történő mozgatása (áramoltatása) külön szivattyút vagy szivattyúkat igényel. Ismertek különböző hőtárolós rendszerekkel működő fűtési eljárások is, amelyek legnagyobb hátránya a hőnek a hőszigetelt térből légkeverés útján való kivezetése. A koncentrált nagyteljesítményű melegítés illetve a lassú lehűlés a fűtés egyenetlenségét és hatásfokának romlását eredményezi. Az eddig említett valamennyi hőforrás alapvető jellemzője az energiaforrás által termelt hővel fűtött hőátadó test (kazán, csőrendszer, fűtőspirál stb.), amely a vele érintkező fűtőközegnek adja át a hőt. Ez a folyamat feltételezi, hogy az adott fűtési rendszerben továbbított fűtőközeg legyen a hőforráson belül a legalacsonyabb hőmérsékletű, ami alapvetően befolyásolja a fűtési rendszer hatásfokát. A találmány által megoldandó feladat a korábbi fűtési rendszerek hátrányainak a kiküszöbölése és olyan gazdaságosan működő fűtőberendezés létrehozása, áramló fűtőközeggel üzemeltetett fűtési rendszerekhez, amely egyúttal alkalmas a fűtőközeg keringtetéséhez szükséges nyomáskülönbség előállítására. A találmány alapja az a felismerés, hogy hidrodinamikus rendszerekben a munkaközeg súrlódási, iránytörési és egyéb veszteségei hővé alakulnak, amely a folyadékot és rajta keresztül a környezetet melegíti, vagyis ebben a folyamatban a fűtési rendszerbe kerülő fűtőközeg (munkafolyadék) a legmagasabb hőmérsékletű. A közeg melegítése hidrodinamikus folyamat eredménye, amely minden hidrodinamikus erőátviteli rendszer jellemzője. A találmány szerinti megoldás értelmében a hidrodinamikus erőátviteli rendszerek azon speciális esete alkalmas gazdaságosan működő hidrodinamikus fűtőberendezés kialakítására, ahol a szivattyúkerék a hajtómotor tengelyével együttforgó módon van összekötve, míg a szivattyúkerékkel közös házban vele szemben elhelyezett turbinakerék álló helyzetben mereven van rögzítve, és ahol a szivattyú- és a turbinakereket magában foglaló háznak a fűtőközeg belépésére és a házból való kilépésre szolgáló nyílásai, célszerűen csonkjai vannak. A fűtési rendszerből érkező fűtőközeg (munkafolyadék) célszerűen a hidrodinamikus fűtőberendezés tengelyvonalában lép be a munkateret körülvevő házba és a tengelyre merőleges irányban lép ki a házból a fűtési rendszerbe. A folyadék fűtési rendszerbe való kilépését és a rendszerben való keringtetését a szivattyúkerék forgása révén kialakuló centrifugális erőtér biztosítja, amely a ház belépő csonkja és kilépő csonkja között a folyékony fűtőközeg fűtési rendszerben való cirkulálását biztosító nyomáskülönbséget állít elő. A találmány értelmében célszerű, ha a hidrodinamikus fűtőberendezés villamos és/vagy mechanikus hőfokvédelemmel, valamint szükség szerint nyomásvédelemmel van ellátva. A találmány értelmében ugyancsak célszerű, ha a fűtőberendezés a hajtómotor indítását szükség esetén reteszelő illetve szabályozó szerkezettel van ellátva. A találmányt részletesebben kiviteli példa kapcsán a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelynek 1. ábrája egy találmány szerinti hidrodinamikus fűtőberendezés oldalnézetét tünteti fel, részben metszetben. Amint az az 1. ábrán látható, a találmány szerinti berendezésnek 1 hajtómotorja, adott esetben villamos hajtómotorja van. amelynek tengelyére 2 szivattyúkerék van felszerelve. A 2 szivattyúkerékkel szemben 3 turbinakerék van elrendezve, amely egy a 2 szivattyúkereket és a 3 turbinakereket egyaránt körülvevő 4 házhoz van mereven rögzítve. A 4 ház az adott kiviteli példában a villamos 1 hajtómotor álló részéhez van mereven hozzákapcsolva. A fűtési rendszerből érkező munkafolyadék (fűtőközeg) célszerűen a legkisebb ellenállású helyen, a berendezés tengelyvonalában, 10 elzáró szerelvénnyel ellátott 8 belépő vezetékhez csatlakozó belépő csonkon keresztül lép be a fűtőberendezés munkaterét körülvevő 4 házba és az 1 hajtómotor tengelyére merőleges irányban, a 4 ház kerületén kialakított csonkhoz kapcsolódó, ugyancsak 10 elzáró szerelvénnyel ellátott 9 kilépő vezetéken keresztül lép ki a házból a fűtési rendszerbe. Amint azt a korábbiakban már ismertettük, a találmány szerinti hidrodinamikus fűtőberendezés úgy működik, hogy a villamos 1 hajtómotor forgásba hozza a 2 szivattyúkereket, amely a rögzített 3 turbinakerékkel együttműködve a munkatérben hővé alakítja a munkafolyadékként funkcionáló fűtőközeg súrlódási, iránytörési és egyéb veszteségeit és az így felhevített fűtőközeg a 2 szivattyúkerék forgása révén kialakuló centrifugális erőtér következtében tud kilépni a hűtési rendszerbe és ott a rendszer ellenállásának megfelelően vagy szabályozott módon meghatározott térfogatáramban keringeni. Esetleges üzemzavar miatti túlhevülés megakadályozására a találmány szerinti fűtőberendezés 5 villamos hőfokvédelemmel valamint 6 mechanikus hőfokvédelemmel (pl. olvadóbetétes csavarral) van ellátva, szükség szerint pedig még egyéb védelemmel is, például túlnyomás elleni védelem céljából hasadótárcsás csavarral van felszerelve. A villamos 1 hajtómotor 7 kapcsolóját egyrészt T közvetítőtagon keresztül a 8 belépő vezetékbe illetve a 9 kilépő 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
