192770. lajstromszámú szabadalom • Hőcserélő, főleg tüzelőberendezésekhez
152770 6 A találmányt részletesen kiviteli példákon keresztül ismertetjük ábrák segítségével, ahol az 1. ábra a hőcserélő általános elrendezését hosszmetszetben, a 2. ábra keresztmetszeti szelvényét mutatja be, a 3. ábra a hőcserélő betétjének konstrukciós kivitelét hengeres megoldásban, a 4. ábra a hőcserélő betétjének további konstrukciós kivitelét négyszögletű megoldásban, az 5. ábra széntüzelésű központifűtés kazánt hengeres hőcserélővel, a 6. ábra a hőcserélő további kivitelének általános elrendezését, a 7. ábra a 6. ábra szerinti hőcserélő hengeres kivitelű betétjét, a 8. ábra a 6. ábra szerinti hőcserélő négyszögletes kivitelű betétjét, a 9. ábra a 7. ábra szerinti betétet széntüzelésű központifűtés kazánban, a 10. ábra célszerűen azonos halmazállapotú közegekhez alkalmas hőcserélőt hosszmetszetben mutat be. Az 1. ábra a találmányunk szerinti hőcserélő általános elrendezését axonometrikus ábrázolásban hosszmetszetben mutatja be. A hócserében résztvevő közegeket a koaxiális 4, 5, 6 falak határolják. A 4, 5, 6 falak között egy-egy gyűrű alakú 15, 17 közegvezetó csatorna, valamint a legbelső 4 fal által alkotott cső alakú 13 közegvezetó csatorria képződik. Ezek a csatornák alkotják a hőcserében résztvevő közeget szállító edényeket. A 17 közegvezetó csatornában egy 3 terelő elem van rögzitve, amely csavarvonalszérűén helyezkedik el. A 3 terelő elem a külső 6 fal és a középső 5 fal közötti távolság egészére kiterjed, összeköti az 5 és a 6 falat egymással. A 3 terelő elem csavarvonalszérűén helyezkedik el, tengelye koaxiális az 5 és 6 fal tengelyével. A 15 közegvezetó csatornában egy 2 terelő elem van rögzitve, amely csavarvonalszérűén helyezkedik el a gyűrű alakú 15 közegvezetö csatornában. A 2 terelő elem a középső 5 fal és a legbelső 4 fal közötti távolság teljeB hosszára kiterjed, összeköti az 5 és 4 falat egymással. A 2 terelő elem csavarvonalszerűen helyezkedik el, tengelye koaxiális az 5 és 4 fal tengelyével. A legbelső 4 fal által határolt cső alakú 13 közegvezetó csatornában egy 1 terelő elem helyezkedik el, amely csavarfelületként van kiképezve és a 4 falhoz van rögzitve. A 17 közegvezető csatorna 18 végénél, a 15 közegvezető csatorna 16 végénél, a 13 közegvezető csatorna 14 végénél berajzolt 10, 11, 12 nyilak olyan kőzegáramlási irányokat tüntetnek fel, amelyeknél a 14, 16, 18 végek be3 lépő keresztmetszetek, a 7, 8, 9 nyilak olyan kőzegáramlási irányokat tüntetnek fel, amelyeknél a 14, 16, 18 végek kilépő keresztmetszetek. Ez utóbbi áramlási viszonyokat illusztrálják az 1, 2, 3 terelő elem mentén feltüntetett 7, 8, 9 nyilak is. A 2. ábra az 1. ábra szerinti hőcserélő tetszőleges helyén készített, a hossztengelyére merőleges keresztmetszeti szelvény. Polárkoordináta rendszert alaklmazva a 6 fal 21 pontja a 19 koordináta tengelytől mért 20 szőgkoordinátával és 22 sugárkoordinátával jellemezhető, és a 6 fal ive a 21 pont környezetében 23 görbületi sugarú. A 23 görbületi sugár nullától és végtelentől eltérő valós szám, azaz a 6 fal nem lehet egyenes és nem lehet éles sarka. Megtartva a polárkoordináta rendszert az 5 fal pontjai úgy Írhatók le, hogy például a 25 pontja a 24 szögkoordinátával és a 26 sugárkoordinátával jellemezhető, a 25 pont környezetében a 27 görbületi sugara végtelen, azaz az 5 fal 25 pontot tartalmazó felülete sik felület. Az 5 falat tehát sík felületek határolják, amelyek éles sarkokban (pl. a 29 sík felület a 28 és a 30 élekben) találkoznak. A találkozásoknál tehát a görbületi sugár nulla. Az 1. ábra szerinti hőcserélő működtethető egyenáramúan, amikor a közegek á 10, 11, 12 nyilak irányában, illetve a 7, 8, 9 nyilak irányában áramlanak. A hőcserélőben az egymás melletti 13, 15 ill. 15, 17 közegvezetó csatornákban különböző közegek áramlanak, az 1, 2 ill. 3 terelő elemek által befolyásolt áramvonalak szerint. A hőcserélő működtethető ellenáramúan, amikor pl. a 13 közegvezető csatornában a 10 nyil, a 15 közegvezetó csatornában a 8 nyil, a 17 közegvezetó csatornában a 12 nyíl irányában áramlik a közeg. A 13, 15, 17 közegvezetó csatornákban áramoltatható három közeg, vagy a 13 és 17 közegvezetó csatornákban az egyik közeg és a 15 közegvezető csatornában a másik közeg. Az 1, 2 és 3 terelő elemek az áramlás befolyásolásával jó hőátadási viszonyokat teremtenek. Megjegyezzük, hogy a találmány szerinti hőcserélő méretezése - az áramlási viszonyok analitikai bonyolultsága miatt - általában nem lehetséges. A hőtechnikai és áramlástani adatok - méretezés - gyakorlatilag csak közvetlen méréssel vagy a hasonlóság elméletén alapuló modellen történő méréssel állapítható meg, illetve végezhető el. Az egyszerű gyárthatóság és szerelhetőség, a gazdaságos gyártás, valamint a gyors és könnyű tisztíthatóság, a gazdaságos üzemeltetés érdekében - ami különösen tüzelő, még inkább széntüzelő berendezésekben fontos szempont - a közegeket elválasztó felületeket célszerű egyenes körhengerre, esetleg egyenes kör csonka kúpra választani. A 3. ábra axonometrikusan mutat be ilyen megoldást. A külső palástot képező 35 fal, amely 40 csúcsszöggel rendelkező csonka 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
