148461. lajstromszámú szabadalom • Thermocirkulár, tüskés, öntött, rekuperátor-csőelem, tüzelőgáz és égési levegő melegítésére
Megjelent: 1961. szeptember 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.461 SZÁM 17. f. OSZTÁLY — Za—187. ALAPSZÁM Thermocirkulár, tüskés, öntött, rekuperátor-csőelem, tüzelőgáz és égési levegő melegítésére , , íekaláléf Zalán Z. István okhgépészmérnöky'Budapest Árubejelentés napja: 1958. július -80. Az ipari kemencék tüzelőgázának vagy égési levegőjének magas hőmérsékletre történő melegítésére olyan kétszekrényes rekuperátor ismeretes, amelyben az ipari kemence égéstermékével (füstgáz) érintkező ún. elemcső; hengerelt, simafelületű, acélcső. Mivel ezen •acélcsövet hőállóaoélból kell'|készítsék, magas Cr tartalommal, hogy a revésedósnek ellenálljon; így igen kemény, nehezen húzható a csőhúzógépen úgy, hogy a cső az alján zártterű legyen. A lezáróforma, gömbhéj alakú kell, hogy legyen. Eaesi nehézség miatt a gömbhéj alakot külön sajtolják hőálló lemezből s utólag elektromos ívhegesztéssel erősítik a csőelem aljához, ugyancsak hőálló hegesztőpálca elhasználásával. A húzott, ötvözöttHacél csőelem aránylag drága az ötvözésül szolgáló Cr miatt. A húzásnál ún. hengerlési feszültségek keletkeznek a csőelemben. Amikor a csőelemeket hőhatásnak teszik ki, a feszültségek miatt elhajlások, görbülések állnak elő, s így a csőelembe benyúló levegőt vezető második cső, ugyancsák elhajlik, elgörbül, »miáltal a rekuperátor használhatatlanná válik. Az ilyen hengerelt, húzott csőelem felülete kívül és belül sima. Ennek következtében a hőközlő (hőátadó) felület -korlátezódik-Ha csőelem külső és belső átmérőjének középarányos méretére és a csőelemnek az égéstermékekkel érintkező valóságos hosszára!"* Technikailag kifejezve a hőközlő (hőátadó) felület: Hőátadó felület = 3,14 x külső átmérő + belső átmérő x csőelem ugyanez egyenlettel kifejezve: di + d2 F = 3,14-•h (m2 ) A sima külső és belső felületű csőelem hőátadási tényezője azonban függ még a felülettől, a turbulens áramlástól, amelyet a Reynold-féle számmal (Re) jellemzünk. A hengerelt felületű simacső turbulens-áramlás előállítása korlátolt, a csősorok osztásának nagy távolsága miatt. Egy 2,4 m hosszú, -0 110 mm külső átmérővel bíró sima csőelem max. 25 kcal/m2-o-C D hőátadó képességű. A ráforrasztott gömbhéj sapka miatt nem tisztítható a cső belseje. rM _ '//>+•-.</ Mindezen hátrányoktól mentes,-^s KaeHékeit yaj» zoa vázolt, öntött tüskés csőelem. A szürke ötvözetlen öntöttvasból, ötvözött öntöttvasból, vagy ötvözött acélöntésből készült csőelem, az égéstermékek hőhatására néni revésedik, tehát csak több évi folyamatos használat után kerül kicserélésre. •Az öntött elemcső, a hőhatására nem görbül el, következésképpen a beléje helyezett levegővezető acélcső nem megy tönkre. Az öntés folytán \ig*f- a külső, mixrea belső felületen, az áramlás irányával megegyező ék alakú, cseppformájú „tüskékkel" és „kúpos tűkkel" van ellátva. A tüskék és kúpok révén az áramlás turbulensé válik, következésképpen emelkedik a csőelem hőátadó képessége. A tüskék és kúpok révén mintegy háromszor nagyobb hőátadófelületet kapunk. A hőátadási tényező, az égéstermék hőmérsékletének és sebességének függvényében eléri a 80—90 kcal/ni2 ó. C° értéket, tehát ugyanazon méretű öntött, tüskés csőelem, mintegy négyszer több hőt képes közölni a melegítendő levegővel, vagy gázzal, mint a simacső. Mivel a csőelem lezárása, egy le és feltehető, ugyanazon anyagból öntött és ugyancsak tüskékkel ellátott ,,sapká"-val történik, a csőelem belseje könnyen tisztítható. A csőelem gyártása a tüskék és kúpok javára egyszerűbb azijintós, olcsóbb, következik ebből, hogy a befektetés csökken. Emelkedik a csőelem hőátadó képessége, de növekszik az elem élettartama is. Egy^TirhTSszu öntött-elemcső egységárai 3ö0°/if, "ötcsŐbbV mint m ötvözött, húzott-hengerelfr csöeleíHé. Az 1. ábra a bejelentés szerinti berendezés kiviteli alakját oldalnézetben, a 2. ábra keresztmetszetben, a 3. ábra a cseppfoirmájú rekuperátorelemcső keresztmetszetét, a 4. ábra pedig a lezáró sapka előhiézetét áteáaetja. /liM^X-il^ft^ , Ajrszatedaími rajzon vázolt öntött, tüskés csőelem 1. ábra, a körkeresztmetsző 2. ábra vagy áramvonalas „cseppformájú" 3. ábra. A külső í&lületé» jpen««!* ráöntve a külső tüskéd —a—, míg a belső felületen ugyancsak tüskék vannak —b— '!(.' 4JU : -4 'tri (• 'A "'ti ( fi
