198334. lajstromszámú szabadalom • Berendezés hőcserélők hatásfokának javítására
1 2 A találmány berendezés hőcserélők, mint felületi kondenzátorok hatásfokának javítására, többek között az áramlási veszteségek csökkentésével, ahol a hőcserélőnek több, az egyik közeg által keresztül áramolt csöve van és mindegyik csőhöz annak belső felületét szakaszosan . tisztító tisztítóteszt, különösen kefe alakjában van hozzárendelve és ezt a tisztítótestet az áramlási irány változtatásával az átáramló közeg szállítja a csőben ide-oda és a cső végeihez rögzített felfogókosarakban kerül felfogásra. Mindegyik felfogóhüvely egyik végén a hozzátartozó csőhöz történő kapcsolásra szolgáló szervvel és másik végén a tisztítás útjának határolására szolgáló tartószervvel rendelkezik és ezek mindegyike egy-egy gyűrűn van elrendezve és a gyűrűk egymással legalább három, a felfogókosár hossztengelyéhez koncentrikusan elrendezett bordák révén vannak összekötve. Ismeretes, hogy hőerőgépeknél, mint például kondenzációs turbináknál a hatásfok nagymértékben függ az előállított vákuumtól. A vákuum pedig több más tényező mellett a hűtőcsövek hűtővíz oldali szennyezettségétől függ. A hatásosság növelésére különböző rendszerek ismeretesek a hűtőcsövek tisztítására. így például a csöveket kefék segítségével, kézzel tisztítják, vagy vegyszerekkel. Ismeretesek továbbá olyan megoldások, amelyek szerint golyókat vagy keféket helyeznek minden egyes tisztítandó csőbe és ezeket az áramló közeggel mozgatják. A tisztítókeféket a csöveken átáramló közeg a cső egyik végétől a másikig mozgatja. Amíg a hűtőcsöveknek a kézi úton, kefével történő tisztítása, vagy vegyszeres tisztítása szükségessé teszi a hőcserélő üzemen kívüli állapotba helyezését, addig golyókkal vagy kefékkel történő tisztítás a hőcserélő üzeme közben végezhető. A hűtőcsövek hatásos tisztítását úgy végzik, hogy a hűtőfolyadék áramlását változtatják meghatározott időközönként, amikor is a hűtőközeg mindegyik áramlási irány változtatása után a keféket a cső egyik végéből a másikban szállítja. Keféknek ilyen ide-oda szállítása révén mindegyik cső igen intenzív tisztításra kerül, amit az áthaladó kefék végeznek, üsztítótestként golyók alkalmazása azon problémákkal járhat, hogy szivárgás vagy más okból a golyók a hűtőcsőben valahogy beragadnak vagy a hűtőközeg egy csövön keresztül több golyót szállít és így más csövek a tisztításból kimaradnak. A golyókkal történő tisztítás felsorolt hiányosságaiból származik, hogy a hőcserélő hatásfoka csak kismértékben javul és az is csak nagy ráfordítással, azaz sok golyó alkalmazásával érhető el. Golyókkal történő tisztításnál nem akadályozható meg, hogy a hűtőcsövekben az áramlási ellenállás a nem megfelelő tisztítás miatt, másrészt a hűtőcsövek eldugálása miatt lényegesen ne nőjön és így az igényelt vákuum nem éri el a várt értéket. A nagy áramlási ellenállás nagyobb energiafelhasználást eredményez, anélkül, hogy ki lehetne küszöbölni az erőgépre hátrányos hatást, és a kívánt hatásfokot el lehetne érni. Ezen hátrányokat, különösen csövek kézzel vagy golyókkal történő tisztításának a hátrányait kiküszöbölendő született egy olyan tisztítási rendszer, amelynél a tisztító testet egy kefe alkotja. Ezen kefe részére a mindenkori hűtőcső mindkét végén egy-egy felfogókosár van elrendezve, amelybe a tisztítótest a hűtőközeg áramlásával beúszik. A tisztítótest ebben a felfogókosárban marad mindaddig, míg a közeg áramlási irányát egy váltószelep meg nem változtatja, és akkor ebből a felfogókosarból a tisztítótest elindul, áthalad a csövön és a cső másik végén lévő felfogókosárba kerül. Az átváltozísok intervallumba beállítható a hűtőközeg, illetve í hűtőcsövek szennyezettségétől függően. A tisztítótest, amely kefeként van kialakítva, egy feszítőtestből, abba befogott sörtékből, és a feszítőtest két végére helyezett sapkából áll. A sapkák előnyösen kúpalakú, áramlástechnikailag kedvező homlokkal rendekeznek. A sapkáknak kisebb az átmérője, mint a cső belső átmérője és így a sapka és a hűtőcső között még egy gyűrűshézag van. Ezen gyűrűshézagon keresi tül a közeg egy része még keresztül tud áramolni és így a kefék által éppen tisztíto tt csőfelület is folyadékkal van borítva. Ezen gyűrflshézagon keresztüláramló közeg továbbá a kefék által eltávolított szenynyeződést magával szállítja. így a keféknek nem kell a csőből lekapart szennyeződést mintegy maguk előtt toli iuk, mint ahogy az golyókkal történő tisztításnál törénik. Ez a tisztítási rendszer a hőcserélő hűtőcsöveinél nagyon jól bevált, mégis szükséges az ilyen berendezések áramlási ellenállását tovább csökkenteni, hogy ezáltal a hőcserélő hatásfokát növelni lehessen. Az áramlási ellenállás csökkentése különösen a mindenkori felfogókosár esetén azért is szükséges, mert az ellenállás nagyobb része a csövek végére rögzített, fel 'ogókosaraknál keletkezik, melyek a szabad áramlási keresztmetszet nagy mértékben csökkentik. Kiindulva egy olyan berendezésből, ahol a hűtőcsevek tisztítása kefe segítségével történik, a találmány elé azt a feladatot tűztük ki, hogy a berendezést ügy kell továbbfejleszteni, hogy az áramlási ellenállás csökkenjen és így a szivattyú energiafogyasztása különösen a hűtőoldalon csökkenjen és a hőcserében részt vevő közegek közötti hőátadás növekedjen. A találmány szerint a kitűzött feladatot azzal oldjui meg, hogy a tartószervvel ellátott gyűrű a felfogókosár hossztengelyére merőleges síkhoz képest ferdén van elrendezve és különböző hosszúságú bordákhoz van erősítve. Ennek az intézkedésnek az előnye, hogy nemcsak az áramlási ellenállás és ezáltal az energiaigény csökjer, hanem a hőátadás is jelentősen javul, ami azt jelet ti, hogy ugyanolyan mennyiségű hűtőközeg esetén is növelni lehet a hőerőgépek hatásfokát. További előnye ennek az intézkedésnek, hogy más készülékek is kialakíthatók kisebb fajlagos ellenállással hűtőközeg, illetve vízoldalon, így például klímaberendezések, hűtőházak aggregátjai stb. Megmutatkozott az is, hogy az áramlási ellenállás csökkenése redményeként a hőcserélők csendesebben működnek, még nagyobb hűtőteljesítményhez szükséges jelentős vízmennyiség esetén is. Megmutatkozott az is, hogy a kefés tisztításhoz szükséges minimális hűtővízáram is csökkenthető, anj által a hűtővízszivattyúk energiaigénye is csőkkel. A felfogókosár tartószerwel ellátott gyűrűjének ferde elrendezése biztosítja, hogy kilépő és belépő keresztmetszetben a lehető legnagyobb áramlási keresztmetszet álljon rendelkezésre. Ez például különösen úgy előnyös, hogy egy ilyen felfogókosár ferde gyűrűjének legalacsonyabb pontja a szomszédos felfogókosár gyűrűjének legmagasabb pontjával kerül szrmbe. De természetesen a felfogókosarak egymáshoz képesti helyzete variálható. Kísérletek megmutatták, hogy sok esetben eddig a hűtőcsövek tisztítását nem lehetett elvégezni mert különösen kis berendezéseiméi az áramlási ellenállás olyan nagy lett volna. 198.334 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
