147924. lajstromszámú szabadalom • Aprószemcsés folyadékmelegítő, elgőzölögtető berendezés (hulladékhő hasznosító kazán)
Megjelent: 1960. december 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.924. SZÁM "" - X ' Í * 24. e. OSZTÁLY — KU—197. ALAPSZÁM Aprószemcsés folyadékmelegítő, elgőzölögtető berendezés (hulladékhő hasznosító kazán) Kun László tudoraányos munkatárs, Budapest A bejelentés napja: 1955. január 11. A kazán- és kemenceberendezések füstgázaival veszendőbe menő hőtartalom hasznosítására általában ún. hulladékhő hasznosító kazánokat létesítenek. E berendezések lényegében hőkicserélők, amelykben a távozó füstgáz hőenergiájának felhasználásával a kazán üzeméhez vagy egyéb szükségletre vizet melegítenek elő, illetve gőzölögtetnek el. A jelenleg ismeretes hulladékhő hasznosítható kazánok részben tetemes beruházási költséget igényelnek, részben a füstgáz lehűlésével kapcsolatban ügyelni kell a harmatpont feletti hőmérséklet betartására. A legnagyobb elővigyázat ellenére is a hyHaclékhő hasznosító kazánok füstjáratai savas korróziók hatásának erősen ki vannak téve. A találmány a jelenleg ismert megoldásokkal szemben lényegesen kisebb vasigényű és jobb hatásfokú hulladékhő hasznosító kazánra vonatkozik. A jelenleg ismeretes és használatban levő hulladékhő hasznosító kazánok 600 C° hőfokú belépő füstgáznál 10 000 cal. leadására 3 m2 , 400 C° hőfokú belépő füstgáz esetén pedig 9 m2 hőcserefelületet igényelnek. A találmány tárgyát képező aprószemcsés hőcsereberendezésnél homok esetében 1 m2 szemcsefelületre mintegy 200 kcal/m2 h C° teljesítmény számítható, tehát az eddig használatos kazánokkal szemben mintegy tízszeresen jobb hatásfokú. Fenti hőátadás a szemcse minőségének változtatásával tovább javítható. A kísérletek szerint általában a 0,01—1 mm szemcsenagyságig alkalmazott aprószemcsés anyag bizonyult a legmegfelelőbbnek. Ha homok helyett alumínium vagy korund szemcséket alkalmazunk, úgy az 1 m2 szemcsefelületre számított hőátadás 10 000 kcal/ m2 h C°-ra tehető. A berendezésben célszerűen keringtetett aprószemcse minősége, mennyisége az elérni kívánt teljesítmény és a rendelkezésre álló hely függvényében állapítandó meg. A berendezés elrendezését és működését a csatolt ábrák szemléltetik: 1. ábra: Aprószemcsés hulladékhő hasznosító kazán hosszmetszete. 2. ábra: Az 1. ábrának megfelelő keresztmetszet. A berendezés működésének elve a következő: A felmelegítendő víz vagy tápvíz a berendezés 1 csatlakozó csonkján keresztül a. 2 előtároló és elosztó térbe kerül. A 2 elcsztótér felső részén kezdődő 3 csöveken keresztül felfelé áramolva a 4 gőz-, ill. forróvízgyűjtőbe jut, ahonnan az 5 elvezető csonkon keresztül a felhasználási helyre elvezethető. A 3 csövek tengelyei a 9 külső védőcső belső falától mintegy 10—12 mm-re helyezkednek egy a védőeső tengelyével koncentrikus körön el. A 3 csövek célszerű belső átmérője 5—8 mm között határozandó meg. A 3 vízcsövek külső falainak egymástól való távolsága 3—10 mim. A berendezés teljesítménynövelése szerkezetileg a védőcső átmérőjének növelésével és ezen keresztül az elhelyezett 3 vízcsövek szarnának növelésével foganatosítható. A 2 előtároló és elosztó tér 1 csatlakozó csonkjával szemközti oldalán, valamint a 4 gőz-, illetve forróvízgyűjtő 2 előtároló és elosztó térrel megfelelő oldalán a vízállásmutató felszerelését lehetővé tevő 6 csonkok találtatnak. A célszerűen megválasztott aprószemcsés anyag, amely hőjét a 145.341 lajstromszámú magyar szabadalomban védett eljárás és berendezés szerint felvette, a 7 belépő csatornán keresztül jut a 9 külső védőcső, a 3 csövek, valamint a 8 kúpos terelőhenger által megosztott hőátadó járatokba. A 8 kúpos terelőhenger átmérője úgy állapítandó meg, hogy a 3 csövek tengely felé eső falától mintegy 3—10 mm-es csatornát hagyjon szabadon. Az aprószemcsés anyag tehát a hőátadó rész mintegy 3—10 mm-es járatain áthaladva, hőjét a 3 csövekben ellenáramban keringő hőátvevő folyadéknak leadja, miközben a maga hőtartalrnának mintegy 90%-át veszti el. A berendezés teljesítőképessége a létesítetthez képest szűk határok között az aprószemcse, valamint a hőátvevő folyadék áramlási sebességeinek változtatásával befolyásolható. Elméleti számítások, valamint vizsgálati eredmények szerint az
