187109. lajstromszámú szabadalom • Vízcsöves melegvízkazán
A találmány tárgya vízcsöves melegvízkazán főként darabos szilárd, vagy gáznemű tüzelőanyagok, különösen szén vagy földgáz elégetésére alkalmas tűztérrel, az utóbbitól hűtött rostéllyal elválasztott hamutérrel, valamint a tűztér fölött a távozó füstgázokkal átjárt konvektiv hőcserélőrendszerrel, aholis a hőcserélőrendszer, a tűztér és a hamutér is kettősfalú víztérköpennyel van körülvéve. Családi házak, üvegházak fűtésére számos és különböző tüzelési módra, energiahordozóra felépített melegvízkazán ismeretes. A szénhidrogén bázisú, főként kőolajbázisú folyékony energiahordozók árának jelentős emelkedése következtében ismét előtérbe kerültek a darabos szilárd tüzelésű, főként széntüzelésű kazánok, amelyek egymástól főképpen az egyes funkcionális terek, úgymint tűztér, hamutér, víztér és füstgázjáratok elrendezése és kialakítása, továbbá a rostélyszerkezet konstrukciója tekintetében különböznek. Hegesztett kivitelben ismeretessé vált például olyan kettős falú melegvízkazán (GF IMI megnevezés alatt), amely kétaknás rendszerű, és viszonylag nagy felületen biztosítja a víz felmelegedését. Egy másik ismert, ugyancsak kétaknás fűtőkazán (GYULA-20 típus) szintén hegesztett kivitelű, és három huzamú füstcsöves hőcserélőrésszel, valamint billenőrostéllyal van ellátva. Hűtött rostélyos kiskazán öntöttvas kivitelben ismert (M II. öntöttvas tagos kiskazán megnevezés alatt). Ennél a rostélyrészek a tagokkal egybe vannak öntve, üregesek és így vízzel hűtőitek. A felsorolt és még számos más ismert kazántípus fő hátránya, hogy viszonylag bonyolult felépítésűek, továbbá a víztér nagy térfogatú, ezért a felmelegedéshez szükséges idő viszonylag hosszú. Ugyanakkor a kétaknás rendszer, illetve a füstcsöves hőcserélő a kazán konvektiv részében biztosítja ugyan a távozó füstgázok előírt maximális hőmérsékletének tartását, de hőtechnikailag, különösen hatásfok szempontjából nem kedvező. Egyúttal a viszonylag bonyolult felépítés miatt az ismert kazánok ára meglehetősen magas. A találmány célja olyan vízcsöves melegvízkazán kialakítása, amely az ismert és kereskedelemben kapható kazántípusokkal összehasonlítva egyszerűbb felépítésű, ugyanakkor jó hőbasznosítás mellett teljesíti a füstgázhőmérséklettel szemben támasztott előírásokat, és viszonylag kis térfogatú víztérrel bír, tehát begyújtás után gyorsan eléri az üzemi vízhőmérsékletet. A kitűzött célt olyan tárgyi vízcsöves melegvízkazán (ZSELICTHERM) kialakításával és alkalmazásával éljük el, amelynél találmányunk értelmében a konvektiv hőcserélőrendszer végeikkel rendre a víztérköpeny egymással átellenes belső falaiba bekötött, egymás fölött több síkban, egymástól meghatározott osztástávolsággal párhuzamosan elhelyezett fekvőelrendezésű vízcsövekből áll, aholis az egymással szomszédos síkok párhuzamos vízcsövei egynláshoz képest fáziseltoltan vannak a füstgázok áramlási útjában elrendezve. Előnyösnek bizonyultak a találmány szerinti melegvízkazán olyan kiviteli alakjai, amelyeknél a konvektiv hőcserélőrendszer rendre azonos átmérőjű vízcsöveket tartalmaz, amelyek átmérője legalább közelítőleg a csövek közötti osztástávolság félértékével egyenlő, és a szomszédos síkok vízcsövei az osztástávolság félértékével vannak egymáshoz képest fáziseltoltan elrendezve. A párhuzamos vízcsöveket tartalmazó egyes síkok (csőrétegek) között legalább részben, előnyösen a legfelső két sík között füstterelő lemezelemek is célszerűen elrendezhetek. Ily módon a távozó füstgázok a vízcsöveket teljes felületükön körülnyalábolják, ezzel fokozott konvektiv hőcsere, a füstben lévő hőenergia lehető legjobb hasznosítása biztosított. Ezt a hatást fokozzák a beépített füstterelők is. A találmány szerinti melegvízkazánnak a bemenőoldaltói az elmenőoldal felé előnyösen 2% körüli lejtéssel emelkedő elrendezésű vízcsövei vannak. Ezzel biztosított a gravitációs cirkuláció mielőbbi megindulása, továbbá kizárjuk a feltöltés során keletkező levegősödést, tehát azt, hogy a feltöltés során levegő záródjon be a vízcsövekbe. A találmány szerinti vízcsöves melegvízkazánnak előnyösen hűtött rostélya van, amely végeikkel ugyancsak a kettősfalú vízköpeny átellenes belső falaiba bekötött rostélycsövekből van felépítve. A rostélycsövek úgy vannak elhelyezve, hogy párhuzamosak a visszatérő víz csővezetékével. A kazán feneke nem hűtött. A találmány szerinti vízcsöves melegvízkazán célszerű kiviteli alakjainál a távozó füstgázokat elvezető füstgázcsonkba egy előnyösen pillangószelepként kialakított huzatszabályozó van beépítve. Előnyösnek bizonyult végül, ha a melegvízkazán a víztérköpenyt kívülről körülvevő hőszigetelő burkolattal is el van látva. A találmány lényegét az alábbiakban egy előnyös példaképpeni kiviteli alak kapcsán a csatolt rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra egy konkrét példaképpeni találmány szerinti ZSELICTHERM melegvízkazán homloknézete, a 2. ábra a melegvízkazán 3. ábra szerinti II—II. sík mentén vett vázlatos metszete, míg a 3. ábra a kazán 2. ábra szerinti III—III. sík mentén vett metszetvázlata. Konkrét kiviteli példaként az 1-3. ábrákon egy (lábak nélkül) 540 x 540 x 1150 mm3 befoglalóméretű, 4,8 m2 fűtőfelületű 55 kW teljesítményű vízcsöves melegvízkazánt tüntettünk fel. Acéllemez és cső kombinációjával kialakított hegesztett konstrukció, amelynél 2 tűztér, az ettől alul 41 rostélycsövekből felépített, az átáramló vízzel hűtött 4 rostéllyal elválasztott 3 hamutér és egy a felszálló távozó füstgázok áramlási útjában a 2 tűztér fölött elhelyezett konvektiv 5 hőcserélőrendszer kettősfalú 1 víztérköpennyel van körülvéve. Az 1 víztérköpeny belső átellenes 11 falaiba vannak rendre beépítve az elmenőoldal fele enyhén emelkedő módon, egymással párhuzamosan és egymás fölötti síkokban több sorban elrendezett 51 vízcsövek, amelyek együttesen a konvektiv 5 hőcserélőrendszert alkotják. Az 51 vízcsövek D átmérője rendre valamivel több, mint a párhuzamos 51 vízcsövek közötti í osztástávolság félértéke. Az egymás fölötti szomszédos síkokban az 51 vízcsövek egymáshoz képest a t osztástávolság t/2 félértékével fáziseltoltan van-5 10' 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
