201146. lajstromszámú szabadalom • Hőcserélő
1 HU 201146 B 2 A találmány tárgya hőcserélő két folyadékközeg közti hőátadás megvalósítására, melynek két. folyadékot át nem eresztő fallal elválasztott kamrája van, ezek közül az egyik az első, a másik pedig a második folyadékközeg átáramoltatására alkalmas. A hőcserélő elsősorban olyan közegek közti hőátadásra alkalmas, amikor legalább az egyik közeg szennyezett és/vagy bevonatok, lerakódások képzésére hajlamos a hőcserélő felületén. Ismeretes, hogy ha szennyezett, vagy idegen anyagot tartalmazó folyadékokat úgymint tengervizet hűtési célokra, pl. vízi járművek hajtómotorjainak hűtésére használunk fel. akkor komoly gondokat okoz, hogy a hőcserélő eldugulhat, vagy falán lerakódások léphetnek fel. Mindkét jelenség rontja a hőcserélő hőátszármaztatási képességét. Az eltömődés veszélyének kiküszöbölése céljából hasonló hőcserélők átömlő keresztmetszeteit nagy felületűre készítik, ami viszont növeli a térfogatukat és csökkenti a hatásfokot. Jelenleg nincs megfelelő módszer az ilyen lerakódások megakadályozására, ezért szabályos időközönként ki kell tisztítani a hőcserélőt, vagy éppenséggel ki kell cserélni. Az egyetlen áthidaló megoldás ilyen esetben úgy túlméretezni a hőcserélőt, hogy még erős lerakódás mellett is alkalmas legyen hőátadásra. A tisztátlan anyag mint pl. tengervíz szennyezettségének foka nagymértékben és gyorsan változhat, így ilyen anyag hőátadásra való felhasználásánál jelentős a kockázat, hogy a hőcserélő eltömődik és elveszti hatásosságát. Erre példa vízi járművek hajtómotorjainak hűtése, amikor is a hűtővíz sokszor olyan szennyezett lehet, hogy eltörni a hőcserélőt. A találmány célja fenti hátrányokat kiküszöbölő olyan hőcserélő kialakítása, melynek hőátadó felületei hatékony hőcserét biztosítanak, ugyanakkor kis átömlő keresztmetszetűek. Lerakódások esetén az eldugulás megelőzése érdekében külső manipulációval, a hőcserélő szétszerelése nélkül megtisztítható, miközben legalább az egyik átáramló közeg szennyezett és/vagy lerakódásra hajlamos. További cél fagybiztos hőcserélő kialakítása fagyálló adalék adagolása nélkül olyan esetben, ha a szennyezett és/vagy lerakódásra hajlamos közeg víz. ami normál eset például vízi járművek hajtómotorjainak hűtése esetén. A kitűzött célt olyan tárgyi kialakítással érjük el, hogy a hőcserélő lényegében körkeresztmetszetű csőszerű elválasztó falának tengelyirányban nyitott végein beömlőnyílást képező első persely és kiömlőnyílást képező második persely van: az elválasztó fal egy vele egytengelyű lényegében hengeres hüvelyszerű külső fallal térközzel elválasztva körül van véve, miközben a külső fal tengelyirányú végei tömítő módon hozzá vannak kapcsolva az elválasztó fal külső felületéhez: a külső falnak beömlőnyílása és kiömlőnyílása van: a hengeres külső fal az elválasztó fallal folyadékközeg átömlő kamrát határoz meg; és a hengeres külső fal túlnyomó része hajlékony, rugalmas anyagból van. miáltal ez az elválasztó falhoz képest relatív elmozdulásra alkalmas, és így a külső fal és az elválasztó fal közti sugárirányú távolság helyileg változtatható. Célszerűnek bizonyult a találmány szerinti hőcserélő olyan kiviteli alakja, hogy külső fala lényegében rugalmasan hajlékony polimer anyagból, például gumiból vagy műanyagból van. 1 Egy további előnyös kiviteli alak szerint az elválasztó fal külső felületén tengelyirányban elnyúló, sugárirányban kiálló bordák vannak, a rugalmasan hajlékony külső fal belső felületén tengelyirányban elnyúló befelé kiálló bordák az elválasztó fal bordái között helyezkednek el és a beömlőnyílás valamint a kiömlőnyílás a rugalmasan hajlékony külső fal egymással szembenfekvő tengelyirányú végeinek közelében van kialakítva. Előnyösnek bizonyult az olyan megoldás is, hogy a rugalmasan hajlékony külső falon levő bordák sugárirányú mérete kisebb mint az elválasztó fal külső felületén levő bordáké. Kedvező az olyan kiviteli alak, hogy az elválasztó falon és a külső falon levő bordák keresztmetszete trapéz alakú. Célszerűen megválasztott további kiviteli alak szerint a hőcserélő csőszerű hengeres elválasztó falának belső felületén nagyszámú kerület menti borda van, melyek között az átáramló közeg számára horony alakú kerület menti csatornák vannak: e bordák az elválasztó fal kerülete mentén váltakozva egyenletesen elosztott, az áramló közeget a kerület menti csatornába vezető ill. onnan elvezető elosztó csatornákkal ill. gyűjtő csatornákkal meg vannak szakítva; az elosztó csatornák a beömlőnyílást képező persellyel a bordák sugárirányban belső szegélyeit érintő hengeres hüvelyen kialakított nyílásokon keresztül vannak összekötve, a gyűjtő csatornák a kiömlőnyílást képező persellyel pedig a hengeres hüvelyen kialakított vályúkon át vannak összekapcsolva. A találmányt az alábbiakban célszerű példaképpeni kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra a találmány szerinti hőcserélő oldalnézete félig metszetben, a 2. ábra pedig a hőcserélő kinagyított keresztmetszeti részlete. A találmány szerinti vázolt kiviteli alakú hőcserélő alkalmas példaképpen vízi jármű hajtómotorok hűtővizének vagy kenőolajának tengervízzel történő visszahűtésére. A hőcserélőnek van egy lényegében kör keresztmetszetű. tengelyirányú végein nyitott csőszerű elválasztó 1 fala. A cső folyadékot át nem eresztő falat képez, mely elválasztja egymástól a két közeget, melyek közül az első a csövön belül, annak belső falával hőátadó érintkezésben, a második pedig a cső falán kívül ugyancsak hőátadó érintkezésben áramlik. A cső végeibe belső menetes 2 és 3 perselyek vannak illesztve, amelyekkel a hőcserélő beköthető a hűtendő közeg keringő rendszerébe. Ez a közeg lehet például vízi járművek hajtó motorjának hűtővize vagy kenőolaja. melyek tisztaságát feltételezzük. Az elválasztó I falat képező cső így kívülről határolja az első közeg áramló kamráját. A hőcserélőben áramló második közeg kamráját, mely közeg lehet szennyezett és/vagy lerakódásra hajlamos, egy az elválasztó 1 fal külső felülete és egy vele egytengelyű, sugárirányban kívüleső hüvelyszerű külső 4 fal közti gyűrű alakú tér képezi. A csőszerű külső 4 fal tengelyirányú végei folyadékot tömítő módon vannak az elválasztó 1 fal külső felületéhez kapcsolva, és a külső 4 fal végei közelében a második közeg számára szolgáló 5 beömlőnyílás és 6 kiömlőnyílás van. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
