181677. lajstromszámú szabadalom • Síklemezes hőcserélő
3 181677 4 azzal a szél mentén össze van hegesztve. Ez a megoldás viszont a sarkok tömítettségét nem biztosítja, ha a lemezeket 90°-kai elforgatva rakjuk egymásra. A találmány által megoldandó feladat olyan, távtartó dudorokkal ellátott síklemezes hőcserélő kialakítása, amely egyszerűen és gyorsan szerelhető, gazdaságosan, nagy sorozatban előállítható és a sarkoknál is biztosítva van az áramlási csatornák határozott elkülönítése és egymáshoz képesti tömítettsége. A találmány alapja az a felismerés, hogy a hőcserélőt olyan egyforma síklemez-elemekből kell kialakítani, amelyek 90°-os elforgatás után a szomszédos síklemez-elemre helyezve nemcsak a széleken, hanem a saroktartományokban is rendelkeznek egymással folyadék- és gáztömören összeköthető felületekkel. A kitűzött feladatot a bevezetőben említett kialakítású hőcserélőknél a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy a síklemez-elemek egymással szomszédos sarkaiban egymáshoz képest tükör-szimmetrikusan elrendezett, azonos alakú, de ellentétes szintkiképzésű, az adott síklemez-elem sarkainak csúcsát megközelítő, de azt el nem érő nyúlvány szerű mintázatok vannak a lemez saját anyagából kialakítva, amelyek közül az egyik nyúlványszem mintázat a síklemez-elem csatornamagasságig felhajtott széléből lesüllyesztett és a síklemez alrpsíkjával összefüggő felületként, míg a vele szomszédos nyúlványszerű mintázat az alapsíkból kiemelkedő és a felhajtott lemezszél síkjával összefüggő felületként van kiképezve. Ez a megoldás lehetővé teszi, hogy az egyes siklemezek közötti áramlási csatornák (járatok) egymástól el legyenek választva és egyben a sarkok távtartása és összeerősítése külön betétek nélkül is biztosítva legyen, miután a saroktartományokban a kiemelkedő és az alapsíkban maradó nyúlványszerű mintázatok két azonos síklemez-elem 90°-os egymáshoz képesti elforgatása után illeszkednek egymáshoz és az illeszkedő felületek mentén oldhatatlan kötéssel összeerősíthetők. A találmány egyik célszerű kiviteli alakja értelmében a síklemez-elemekből összeállított hőcserélő-egység sarkai ezen sarkokon kiöntött illesztő idomokkal vannak ellátva. Ellentétben a hagyományos hőcserélő készülékekkel, amelyek külön zárt házat igényelnek ahhoz, hogy az áramlásba csatlakoztathatók legyenek, a sarkok kiöntésével lehetővé válik, hogy a találmány szerinti szerkezet a közegszállító csatornába közvetlenül beépíthető legyen. A találmány további célszerű kiviteli alakja értelmében a síklemez-elemek saját anyagából kinyomott távtartó dudorok a lemezre merőleges félmetszetükben legalább egy inflexiós ponttal rendelkező görbe alakúak, és az alapsíkkal párhuzamos felületként kialakított tetejük tartományában adott esetben oldhatatlan kötéssel vannak a fölöttük levő síklemez aljához rögzítve. Az így kialakított dudorok héjszerkezeti tulajdonságaik miatt igen nagy szilárdságú merevítést biztosítanak a felettük levő síklemez számára, amely így igen vékony és kis szilárdságú anyagból (például műanyagfóliából), is elkészíthető. A dudorok alapsíkkal párhuzamos teteje nagyobb rögzítési felületet biztosít. Emellett pedig a dudorok kiálló részein örvénysorok keletkeznek, vagyis mint turbulenciakeltő elemek működnek, másrészt viszont a síklemez másik oldalán bemélyedésként speciális formájuk miatt határrétegelszívóként működnek, jobban mint az eddig alkalmazott többi dudorforma krátere. Mindezen hatások a hőátadási tényezőt oly mértékben javítják, hogy a hőcserélő vékony, de rossz hővezetésű anyagokból is elkészíthető anélkül, hogy ez méretnövekedéssel járna. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, amely a találmány szerinti síklemezes hőcserélő példakénti célszerű kiviteli alakját tünteti fel. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti hőcserélő vázlatos távlati képe; a 2. ábra a találmány szerinti hőcserélőt alkotó síklemez-elem felülnézete; a 3. ábra a 2. ábrán látható síklemez-elem keresztmetszete. Amint az az ábrákból látható, a találmány szerint kialakított 1 hőcserélő-egység 2 síklemez-elemekből áll, amelyek mindegyike a szomszédos síklemez-elemekhez képest 90°-kai elforgatva van egymásra helyezve és ezen síklemezelemek megfelelő szél- és saroktartományaikban folyadék- és gáztömören, például ragasztással vagy hegesztéssel vannak egymáshoz erősítve. A 2 síklemez-elemek egymáshoz képesti távtartását illetve a síklemezek kellő merevségét pontszerű 3 dudorok biztosítják, amelyek lemezsíkra merőleges félmetszetükben legalább egy inflexiós ponttal rendelkező görbe alakúak és tetejük az alapsíkkal párhuzamosan van kialakítva, ami megkönnyíti a felettük levő síklemezelem aljával való összeerősítésüket. Az egyes síklemez-elemek között áramlási csatornák jönnek létre, ahol a két közeg a szomszédos csatornákban egymáshoz képest keresztirányban van áramoltatva. Az áramlási csatornák oldalfalának jó lezárása rendkívül fontos. Itt két szempontot kell. figyelembe venni, egyrészt, hogy a biztos ragasztáshoz illetve hegesztéshez, vagyis a folyadék- és gáztömör lezáráshoz megfelelő nagyságú felület álljon rendelkezésre, másrészt hogy az így kialakuló él a másik csatornában erre az élre merőlegesen áramló közeg számá/a mennél kisebb belépési veszteséget okozzon. Ezt azáltal érjük el, hogy a 2 síklemez-elemek két szembenfekvő széle a 3 dudorok által meghatározott csatornamagásságig felhajtott és a lemez alapsíkjával párhuzamos 5 peremként van kialakítva. Ez az 5 perem erősíthető azután ragasztással vagy hegesztéssel a fölötte levő 2 síklemez-elemhez. A peremtartományban a 3 dudorok magassága értelemszerűen duplája a belső dudorokénak. Áz ismertetett megoldással kellő nagyságú tömítőfelületet alakítunk ki, amelynek az ellenállása is csekély. Emellett azonban biztosítani kell az egyes áramlási csatornák egymástól való biztos elzárását is. Amint ez a 2. ábrán jól látható, ezt a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a 2 síklemez-elemek egymással szomszédos sarkaiban egymáshoz képest tükörszimmetrikusan elrendezett, azonos alakú de ellentétes szintkiképzésű nyúlványszerü 4 mintázatok vannak kialakítva, amelyek a 2 síklemez-ele-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
