140998. lajstromszámú szabadalom • Hőkicserélőkészülék

Megjelent 1952. évi január hó 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 140998. SZÁM. 17 f. OSZTÁLY. — L-9813. ALAPSZÁM. Hőkicserélőkészülék. Aktiebolaget Ljungström Angturbin cég, Stockholm. A bejelentés napja: 1946. augusztus 10. A találmány faképpen két gázalakú közeg közötti hökicserólésre való hőkicserélőkészülék, amely regeneratív lehet, úgyhogy a meleg gáz lemezes szerkezetet hevít, amelyből a meleget ugyanazon csatornákon átvezetett hideg gáz vonja el, vagy pedig rekuperatív lehet úgy, hogy szomszédos csatornáikon egyidejűleg áramló hideg és meleg gázok között történik a hőátadás. A találmány oly szerkezetre vonatkozik, amilyent például regenerátorként a 2,023.965. sz. amerikai szabadalmi leírás és rekuperátorként a 2,064.931. sz. amerikai szabadalmi leírás ismertet. Az adott méretű készülék teljesítőképessége a gázalakú közeg és a lemezes szerkezet közötti hőátadó tényező függvénye ugyan, de a szerkezet ipari használhatósága vagy hatásfoka nem csupán a hőátadó tényezőtől, hanem a gáz áramlási ellenállásától is függ, de fontosak az előállítási költségek, a szerkezet súlya és a gázcsatornák tisztíthatósága, valamint egyéb mozzanatok is. A szóbanforgó ismert szerkezeteknél a kellő hőátadást a gázáramlás turbulenciájának fokozásával érték el nagy áramlási ellenállás és nagy nyomásveszteség árán amellett, hogy a lemezek nehezen tisztíthatók voltak. Ezen hibák elkerülését célozzák a fentemlített amerikai szabadalmi leírásokban ismertetett lemezszerkezetek, amelyek lényegileg egyenes és akadálymentes gázcsatornábat szolgáltatnak, amelyeknek egy vagy több falán a fő áramlási irányhoz képest ferde és aránylag sekély barázdák vannak. Ezek a gázáram határrétegeinek harántirányú sebességkomponenst adnak, amely a gázáram magjával súdódtva, megakadályozza a gáz rétegeződését és fokozatosan az egész gáztömeget a csatorna falával kedvező hőátadó viszonylatba hozza. Ezáltal a csatorna falán nagy lesz a hőátadás, az áramlási ellenállás pedig a régebbi szerkezetekhez képest csekély. A találmány a lemezek sajátszerű kiképzése folytán a hőátadást növeli, a gázáram ellenállását csökkenti és oly méretezésű csatornákat ad, amelyek a tisztítást megkönnyítik. Emellett a lemezek egyenlő alakúak úgy, hogy az előállítási költség csökken és ugyanazon teljesítmény mellett a lemezanyag kisebb, ami a költséget is csökkenti. ' A mellékelt rajz a találmány tárgyának több példaképpeni megoldási alakját mutatja. Az 1. ábra a találmány szerinti készülék felépítésére való lemez egy részének alaprajza. A 2. ábra az 1. ábrabeli lemez elölnézete. A 3. ábra az 1. ábrabeli lemezekből a találmány szerint összeállított sorozat távlati képe. A 4—8. ábra a 3. ábrához hasonló csoportosítások különböző alakú lemezekből. A 9. ábra a 3. ábrához hasonló lemezcsoport az elválasztó bordák elrendezésének változatával. 10. és 11. ábra alaprajzban: tünteti fel az elválasztó bordák további elrendezési változatait. Az ismert regenerátorlemezeknél a gázáram határrétegének oldalirányú áramlása úgy jött létre, hogy a határréteg és a gázoszlop magva közötti súrlódás folytán a csatornában lévő egész gázáramban egyirányú forgókomponens keletkezik, amely a gázt a csatornában csavarvonalszerű áramlásban igyekszik előrehajtani. Az ily szerkezetek általánosan elterjedtek és a tapasztalat azt mutatja, hogy a legjobb eredményeiket oly gázcsatornákkal érjük el, amelyeknek szélessége, mélységük többszörösére rúg. Az ily csatornákban a hidraulikus sugár, vagyis a keresztmetszet és a kerület viszonya aránylag kicsiny és az áramlási ellenállás a hidraulikus sugár értékének emelkedésével csökken. Ha azonban a hidraulikus sugár növelése végett a csatornát szűkítjük és mélyítjük, a hőátadás csökken, miért is ez a megoldás nem célszerű. Megállapítottuk, hogy a hidraulikus sugarat nagy mértékben lehet növelni, nem csupán a hőátadás rontása nélkül, hanem még ennek javításával, ha a csatorna falában vagy falaiban úgy helyezünk el ferde barázdákat, hogy a gáz határrétegének különböző helyein ugyanazon