163569. lajstromszámú szabadalom • Vízszintes tengelyű, kettős tengelyszimmetriás áramlású elpárologtató két vagy több fűtőegységgel
163569 3 4 Az eddig ismert megoldásoknál az egymás mellé épített csőkötegekben felmelegített folyadékelegy a csövek közötti térben felfelé áramlik, a folyadékfelszínből gőzök, ill. gázok párolognak el, a folyadék pedig - kissé lehűlve — a felszín alatt vízszintes irányba fordul, s a folyadéktér fűtetlen részein (a két csőköteg között, s a készüléktest falai mellett) visszaáramlik a csőköteghez, ill. annak alsó részéhez. A vázolt cirkulációt jelentősen fékezik az áramlási ellenállások, különösen a csőköteghez történő visszaáramláskor (a 2. ábrán „d"-vel jelölt) viszonylag szűk keresztmetszet miatti nagy ellenállás. A lassúbb cirkuláció miatt romlik a hőátszármaztatás hatásossága, csökken a készülék fajlagos teljesítménye, jelentősen növekszik a készüléktestbe táplált folyadékelegy átfutási (ill. tartózkodási) ideje, az pedig különösen veszélyes hőre érzékeny anyagoknál,ahol ahőbomlás még külön zavarokat is okozhat. Fentebb leírtak a kétlángcsöves Cornwall kazán mintájára kialakított típusra is vonatkoznak, amelynél mindkét fűtőtest a záróelemekig (fenéktől-fenékig) terjed, és azokba be van építve. A folyadékelegy említett átfutási (ill. tartózkodási) idejének növekedése egyébként minden esetben az egész üzemegységben a technológiai folyamat lassulását okozza, amelyet csak nagyobb teljesítményű (ill. nagyobb méretű) vagy több azonos teljesítményű készülék beépítésével lehet elkerülni. Az egylángcsöves Cornwall kazán mintájára kialakított típusnál is a fűtőtest a záróelemekig (fenéktőlfenékig) terjed, és azokba van beépítve. Emiatt csak keresztirányú áramlás alakulhat ki, hosszirányú áramlás kialakulása nem lehetséges. Ezen kíván segíteni a jelen találmány. A találmány szerinti megoldás példaképpeni kiviteli alakját az 1. ábra mutatja. Az 1. és 2. csőkötegek tengelye Eárhuzamos, és hossza rövidebb a hőcserélőtest belső osszánál, a.beépített 3., 4. hajtűcsövek, ill. úszófejek az x és y tengelyekre kettős szimmetriát alkotnak. A hőátadó folyadék az 5. és 6. csonkon lép be a csőkötegbe, a hőátadó csöveken áthaladva a 3., 4. hajtűcsövek ívében, ill. az úszófejben visszafordul, végül a 7. 8. csonkon lép ki a csőkötegekből. A fedélben és az úszófejben az egyébként is szokásos járatok itt is kiképezhetők, a rendezett áramlást elősegítő terelők a köpenytérbe itt is beépithetők. A találmány szerinti megoldás előnye, hogy a fűtött köpenytérben kettős tengelyszimmetriát mutató áramlás keletkezik. Ugyanis a fűtött folyadéktérben a találmány szerinti megoldás következményeként kettős tengelyszimmetriás hőeloszlás alakul ki, melynél a visszacirkuláció (1. ábra B és C metszetében a „d"-mérettel arányos) szabad keresztmetszete optimális méretűre készíthető, emiatt erőteljes és rendezett a köpenytéri folyadéktöltet cirkulációja, s az eddig ismerteknél erőteljesebb és jobb a hőátadás (jobb a kiforralás) a fűtött oldalon. A fent említett 9, 10. keresztirányú áramláson kívül 11, 12 hosszirányú áramlás is kialakul. A keresztirányú áramlás hatására a köpenytérbe a 13 csonkon betáplált anyag spirálszerűen halad előre a készüléktestben a 14 kilépő csonk felé. Eközben all, 12 hosszirányú áramlás bizonyos mértékű visszakeveredést biztosít, javítva ezzel a kiforralás hatásosságát. A köpenytérbe a 13 csonkon betáplált anyag áramlása a fentiek miatt rendezettebb, az anyag spirálszerűen halad előre a készüléktestben, s a már felmelegített anyag visszakeveredése meghatározott, így homogénebb a 14 csonkon kilépő anyag. A találmány szerinti (ábrákon feltüntetett) megoldásnál az egymás mellé épített fűtőegységek lényegesen közelebb kerülhetnek, tehát csökkenthető a fűtőtestek (ábrán „t"-vel jelzett) távolsága s a készüléktest átmérője is anélkül, hogy ez rontaná a fent leírt cirkuláció hatásosságát. Igen előnyösen alkalmazható a találmány szerinti megoldás a fentiektől eltérő technológiai igények esetében is, amikor valamilyen rektifikáló oszlop fenéktermékéből (pl. a kőolaj atmoszférikus és vákuumdesztillációja esetén az ún. stabilizáló oszlop fenéktermékéből) kell kiforralni az alacsonyabb forrpontú párlatokat. Ilyen esetben technológiai szükségként adódik bizonyos mennyiségű folyadék közbenső tárolása, amelyet lényegesen gazdaságosabban lehet megoldani egy vízszintes elrendezésű kiforralóban, mint magában a rektifikáló oszlopban. A fent leírt technológiai előnyökön kívül a gyártás f;azdaságosságának vonatkozásában össze kell hasonítani egy ismert típusú és a találmány szerint kialakított készüléktest súlyát, azonos gyártástechnológiát, anyagminőséget, üzemi nyomást és hőmérsékletet feltételezve. Két különböző főméretű készüléktest súlya az átmérők arányának második-harmadik hatványával arányosan, a hosszak arányával pedig lineárisan csökken, illetve nő. Azonos készüléksúly esetén a főméretek viszonyát ipari méretű készülékeknél a kazánformula alapján D, 3 4L 2 D, 2 2L 2 +D 2 a + . = 0 D2 3 D 2 2 D 2 2 D 2 egyenlet határozza meg, ahol D2 , L2 az ismert típusú készüléktest átmérője, ill. hossza Di, Lj a találmány szerint kialakított készüléktest átmérője, ill. hossza és Lt = 2 L^ Ezek szerint az ipari méretű elpárologtatók, kiforralók találmány szerinti kialakításánál az ismert típusokhoz képest kétszeresre növelt készüléktesthossz ellenére is jelentős súlycsökkenés érhető el, ha az átmérők arányának csökkentése nagyobb a fenti egyenletből meghatározottnál (azaz mintegy 24%nál). Szabadalmi igénypontok 1. Vízszintes tengelyű fűtőegységekkel ellátott kiforraló és/vagy elpárologtató készülék, melynél a fűtőegységek mindegyike megfelelő kiképzéssel csatlakozik a készüléktest végének (végeinek) nyomástartó zárófedeléhez (zárófedeleihez) oly módon, hogy a megfelelő áramlásterelőkkel ellátott, vagy az áramlásterelők nélkül készített készüléktest és a benyúló fűtőegységek hossztengelyei nem esnek egybe, de párhuzamosak, azzal jellemezve, hogy benyúlásuk 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
