136611. lajstromszámú szabadalom • Hőtároló betétes hőkicserélő

Megjelent: 1955. október hó 1. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 136.611. SZÁM ' 17. f. OSZTÁLY - J-4589. ALAPSZÁM Hőtároló betétes hőkicserélö JENDRASSIK GYÖKGY oki. gépészmérnök, Budapesten. Bejelentés napja: 1943. január hó 28. Hőkicserélők, melyek két, rendszerint közel azonos természetű, de különböző hőfokú munkaközeg közti hőátvitelre (az egyik — hidegebb —munkaközegnek, a másik -— melegebb — munkaközeg melégtartalmával való felmelegítésére) vannak alkalmazva, két ismert főcsoportba tartoznak. Az egyik főcsoportba tartozó hőkicserélőknél a különböző hőfokú és többnyire különböző nyomású munkaközegek egymástól válaszfalakkal elkülönített külön munkaterekben áramlanak, s a hőátvitel a válaszfalon át való hőátadás útján történik; ezzel szemben a másik főcsoportba tartozó hőkicserélőknek hőtároló betétet tartalmazó egyetlen (közös) munkaterük /van, melyen a munkaközegek szabályosan váltakozva áramlanak keresztül. Ez utóbbi rendszerű hőkicserélőknél a melegebb munkaközegtől elvonható hőmennyiség átmenetileg a számos átáramló nyílással (csatornával, réssel) kiképezett és nagy felületű betéttestben tárolódik, s erről a munkaközegek átáramlásának átváltása után adódik át a következő működési szakaszban a hőkicserélőn átáramló hidegebb munkaközegre. Az első csoportbeli hőkicserélőknél annak folytán, hogy a hőátadás a hőcserét közvetítő válaszfalak különböző oldalfelületein történik, a hatásfok azonos nagyságrendű főméretek és anyagfelhasználás esetén közel sincs olyan jó, mint a második csoportbeli hőkicserélőknél, úgyhogy ez első csoportbeli hőkicserélőknél aránylag nagy helyszükségletük van, ami alkalmazásukat igen sok esetben megnehezíti. Az ismert megoldások szerint váltakozva egymásrakövetkező elkülönített munkaterek ezenfelül a szerkezetet bonyolulttá, a szerelést nehézkessé teszik, a hőkicsérélőnek felülvizsgálat, javítás vagy alkatrészcsere céljából való szétszedését pedig igen jelentékenyen akadályozzák. Ez utóbbi nehézségek a második csoportbeli tömörebb felépítésű, jobb hatásfokú hőkicserélőknél rendszerint sokkal kevésbé számottevők; ezzel szemben e megoldásokban szerkezeti többletet és működésbeli nehézséget jelent az átáramlás átváltása, ami a működés jósága szempontjából főleg, akkor hátrányos, ha az egyik munkaközegről a másikra való átváltás az egész munkatér, vagy ennek nagyobb méretű elkülönített térrészei számára egyszerre történik, minthogy ez esetben jelentékeny munkaközmennyiségek keveredhetnek egymással, ezenfelül pedig akkor, ha a munkaközegek különböző- nyomásúak, az átváltott munkatérben, ill. munkatérrészben a nyomáskiegyenlítődés is a térrész nagyságától függő hatásfokromlást okoz. E hátrány kiküszöbölésére már eddig is kézenfekvőnek látszott a munkatér folytonos, ill. legalább is fokozatos átváltása, ami egy előmelegítőként használt ismert megoldás szerint úgy történik, hogy az átáramlás irányában számos kisebb önálló átáramlócsatornára bontott munkatér a munkaközegek hozzá- és elvezető nyílásai között elmozdul (a tényleges kivitelben elfordul). E megoldás azonban gyakorlati alkalmazását tekintve is alárendeltebb jelentőségű és annak folytan, hogy a viszonylag elmozduló szerkezeti részek közti szerelési réseken át a munkaközegek egymás közt részben kicserélődhetnek, tényleg csak közel egyenlő nyomású munkaközegek közti hőátvitel létesítésére alkalmas. Emellett még figyelmet érdemel az a megállapítás is, hogy a munkatér nincs jól kihasználva, minthogy keresztmetszetének tekintélyes része, melybe az átáramlásról leváltott keresztmetszetrészek forgás közben fokozatosan átmennek, ill. amelyből az átáramlásra átváltott keresztmetszetrészek fokozatosan fedeződnek, működésen teljesen kívül van helyezve. A találmány e most vázolt ismert megoldásából indul ki, s ennek különböző nyomású munkaközegek közti hőátadásra alkalmas módon való kivitele céljából abban áll, hogy a munkaközegek tápcsatlakozásai s az ezekhez képest viszonylag elmozduló hőtároló betétszerkezetnek az áramlás által keresztezett áteresztő (be- és kilépési oldali) határfelületei közti szerelési réseken az áramlási terek azáltal vannak egymástól elkülönítve, hogy a munkaközegáramok, legfeljebb ezek egyikének kivételével, a viszonylagos elmozdulás közben a tápcsatlakozásokkal együttmaradó tömítésekkel vannak körülzárva. Ezzel összefüggésben az áramlási tereknek a betéten belül való elkülönítésére a betétet tartalmazó tér számos önálló átáramlócsatornára van felosztva, melyek végnyílásai oly módon jutnak a betétszerkezet átellenes határfelületein lévő tömítésekkel egyedijű fedésbe, hogy a szomszédos átáramlási terek között nyomáskülönbség alatt való