167692. lajstromszámú szabadalom • Termovillamos áramforrás

3 167692 4 körülvevő folyadékkal telt kazán, a kazánhoz csatlakozó radiátorok, valamint az égőtérbe nyúló égőfej és a füstgázelvezető kémény. A környezetfűtés teljesítményének csökkenthetősége (pl. nyári üzem) szempontjából előnyös kivitelnél egy kazán helyett több különálló kazán van a berendezésben, amelyek egyike csak az elemeken átjutó hőmennyiséget hasznosítja külön radiátorrendszerrel, a másik (vagy többi) a tűztér egyéb hulladékhőit hasznosítja. További előnyös kivitelnél a kazán(ok) körülfogja(k) a teljes magashőmérsékletű égésteret, ami által a készülék tűz- és balesetbiztonságát növeli meg. Hatásfok szempontjából — különösen nagyobb teljesítményű (> 200 W) generátorok esetében — előnyös megoldás mind a távozó füstgázok, mind a kazán és radiátoraiban keringő folyadék hőtartalmának felhasználása az égéshez szükséges levegő előmelegítésére, ennek érdekében a kémény, a kazán és a radiátorok, vagy azok részei önmagában ismert hőcserélőkként vannak kialakítva. A hőcserélő egyik csatornarendszerén a meleg közeg, másik csatornarendszerén az égőtérbe áramló levegő halad keresztül. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, ahol: az 1. ábra a találmány szerinti termovillamos áramforrás példakénti kiviteli alakjának a 2. ábra l-l vonala mentén vett metszete, a 2. ábra az 1. ábrának megfelelő hosszmetszet. Az 1 termovillamos elemek egy áramforráson belül sem szükségszerűen egyformák, anyaguk, méretük is lehet eltérő. Két száruk n ill. p típusú félvezető termovillamos félvezető ötvözetből készül, de lehet különböző hőmérsékleteken optimális működésű termovillamos anyagokból összeépített is. A különböző típusú szárakat az ún. „híd" köti össze a meleg oldalon, amely vagy az égőteret határoló jó hővezető anyaggal áll szoros hőkontaktusban, vagy közvetlenül az égőtér falát képezi, vagy e két eset kombinációja. Az elemek hidegoldalaira egy-egy célszerűen réz 2 hővezetőoszlop van forrasztva. A hövezetőoszlopok 3 rugalmas tömítő és szigetelő csatlakozáson át nyúlnak a célszerűen gyűrű alakú 4 kazán folyadékterébe. A 2 hővezetőoszlopok folyadékban nyúló része vékony lakkréteggel van villamosan szigetelve. A 2 hővezetőoszlopok közé forrasztott 5 vezetékek teremtik meg az elemek szükséges elektromos kapcsolatát. A 4 kazán belső fala és az 1 elemek hidjai által körülzárt 7 égőtér közötti szabad teret 6 hőszigetelő anyag, például kvarcgyapot tölti ki. A 7 égőtérbe nyúlik be az égőrendszer, amelyet pl. propán-bután tüzelés esetén a 8 fúvóka, vagy fúvókák, 9 konfúzor-diffúzor rendszer és perforált 10 égőfej alkot. A 4 kazánt az 1 elemek megkerülésével érkező hőáramlástól való mentesítés végett 11, 12 hőszigetelő idomok védik: 11 idom célszerűen egyben a 9 konfúzor-diffúzor rendszer és 10 égőfejrögzítését is biztosítja: 12 idom pedig a gyújtás és égésbiztosítás önmagában ismert szikragyújtóját, gyújtólángját, ill. termoelemét is rögzítheti. 12 idom a 13 kéményhez csatlakozik, amelynek magas hőmérsékletű részét szükség esetén erre alkalmas formájával maga a 4 kazán-, vagy 14 pótkazánrendszer övezi. A 4 kazán külső fala lehet nagy hőleadó feletű, vagyis a kazán közvetlenül csatlakozik a radiátorhoz, vagy 15 csatlakozásából a szükséges csővezetéken jut a meleg folyadék az önmagukban ismert radiátorokhoz (pl. a kereskedelemben Radal néven ismert típushoz), 16 csatlakozásán pedig a radiátorokban lehűlt folyadék folyik vissza. A vezetékrendszer legmagasabb pontján tágulási tartály van elhelyezve. 14 pótkazán csatlakozása a radiátorhoz ugyanígy történik. A találmány szerinti termovillamos áramforrás az alábbiak szerint működik. A gázkészülékeknél szokásos begyújtási folyamat (gyújtólángbegyújtás, főcsapnyitás) után az üzemanyag 8 fúvókából jut a 9 konfúzor-diffúzor rendszerbe, ahol az égéshez szükséges levegővel keveredik, majd 10 perforált égőfej nyílásain kiáramolva elég és lángja a 7 égőtér falát képező, vagy az ahhoz szoruló 1 termovillamos elemek „hídjait" izzítja. Az égőtér maximális hőmérsékletét biztosítja az elemek között elhelyezett 6 hőszigetelés, így az égőtérből a hő egyrészt az elemeken át, másrészt a füstgázzal távozik. A nagy hőellenállású 1 termovillamos elemeken átvezetett hő az elemek hidegoldaláról gyakorlatilag akadálytalanul jut a jó hővezetőből készült 2 hővezető oszlopon át a 4 kazánhoz, ahol a hőt a folyadéknak adja át. Mivel a hőáram útjában az 1 termovillamos elemek jelentik a döntő ellenállást, a hőmérsékletesés gyakorlatilag az 1 elemeken jön létre, amelyek hidegoldalai között ennek hatására a /\T-vel arányos U feszültség jelentkezik. Az 5 vezetékekkel a termikusan párhuzamos kötésű elemek elektromosan sorba vannak kötve, így n számú elem alkalmazásával a berendezés kapcsain nU feszültség jelenik meg. A 4 kazánba folyamatosan bevezetett hőmennyiség a folyadékot felmelegíti, a meleg folyadék fajsúlycsökkenése következtében felfelé és 15 csatlakozáson át a fütendő térben elhelyezett radiátorba áramlik, ahol hőtartalmát leadja a környezetnek, ő maga lehűl, fajsúlya megnő, a radiátorban lefelé áramlik és 16 csatlakozáson át viszszajut a kazánba. Üzembehelyezés után rövid idő múlva beáll a dinamikus egyensúly, amelynél a rendszer egyes pontjait stabil hőmérsékleti értékek jellemzik. A fűtőteljesítmény fokozható a 13 kémény köré épített 14 pótkazán elhelyezésével, ahol a kazán folyadéktartalma a füstgázokkal távozó hőmennyiség terhére melegszik, és a 4 kazánhoz hasonlóan ez a hőmennyiség is felhasználható fűtésre. Célszerűen a 13 kémény és a 14 kazán hőálló anyagból készül, így a kazánfolyadék leeresztése révén, pl. nyáron, a pótfűtés kikapcsolható. A 4 kazán fűtőköre ily módon nem kapcsolható ki, mert az a generátor működését is megakadályozná, ezért célszerű a radiátorokat flexibilisen kötni és nyáron szabadban elhelyezni, vagy fix szereléssel egy szabadba elhelyezett radiátorra átkapcsolni. A kazán tölthető vízzel, vagy szükség esetén fagyálló hűtőkeverékkel. Mint látható, áz elemek felfogása egyszerű, különleges anyagokat nem igényel, az elektromos szigetelés biztosítása mellett a hőáram útjában nincs számottevő járulékos hőellenállás, így az elemek optimális működése biztosítható. A termovillamos energiaátalakítás természetéből adódó nagy hulladékhőarány biztonságos felhasználása fűtési célokra az 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2