203397. lajstromszámú szabadalom • Hőgát tengelyekhez
3 HU 203 397 B 4 A q hőáramra az alábbi közelítő összefüggés írható fel: V A fenti képletből látható, hogy adott hőmérsékletértékek és hőátadási tényezők a q hőáram a tengely hosszának (1) növelésével, és a hőátadási tényezőnek (a) és a hőleadó felületnek (AJ a növelésével természetesen csökkenthető. Az 1 tengelyhossz növelése, amely egyúttal természetesen megnöveli az A,, felületet is, minden határon túl nem növelhető, mert a tengely kritikus fordulatszámát csökkenti, és egyúttal növeli a csapágyazás igénybevételét, továbbá ugyancsak megnöveli a gép helyszükségletét, így ez a megoldás csak igen korlátozottan alkalmazható. A képletből az is látható, hogy hatékonyan lehet a q hőáramot csökkenteni akkor is, ha az A, tengelykeresztmetszetet csökkentjük le. Ez azonban a tengely merevsége és szilárdságát megszabó nyomatékának a csökkenését eredményezné. A találmány felismerése éppen az, hogy ha a csökkentett keresztmetszetet egy, a tengely átmérőjénél nagyobb sugáron helyezzük el, akkor a tengely merevsége és szilárdságát megszabó másodrendű nyomatéka nem fog lecsökkenni, a hőáram viszont jelentősen csökkenhet. Ezt a találmány szerint és az 1. ábrán látható vázlatos rajz szerint úgy oldottuk meg, hogy a tengelyt két 1 és 2 tengelyrészre osztottuk, és a két 1 és 2 tengelyrészt a tengely átmérőjét meghaladó kerület, az ábrán 3 és 4 tartóelemekkel és kerületük mentén egyenletesen elosztott S összekötő elemekkel kötjük össze, ahol az 5 összekötő elemek keresztmetszetének összege kisebb, mint bármelyik 1 vagy 2 tengelyrész A, keresztmetszete. Azáltal, hogy az 5 összekötő elemek egy, az 1 és 2 tengelyrészek átmérőjénél lényegesen nagyobb kerületű 3 és 4 tartóelemek kerülete mentén vannak elhelyezve, megnövelik a hőleadó felületet is, továbbá a forgó 3 és 4 tartóelemek és a levegő közötti relatív sebesség növekedése folytán megnő az a hőátadási tényező is. Az a és az A,, felület növekedése pedig a q hőáram csökkentését eredményezi. Ha a 3 és 4 tartóelemek belső, egymás felé néző oldalának hűtése még így sem kielégítő, akkor a találmány egy további felismerése szerint a csapágyazott és hűtendő 2 tengelyrész hűtésének fokozása éndekében abban egy, egészen a 4 tartóelemig tartó tengelyirányú 9 furatot képezünk ki, amely 9 furat még, egy levegőbevezető 10 furattal is össze van kötve a külső levegővel. A találmány egy előnyös kiviteli alakja látható a 2. ábrán, ahol látható pl. a forró füstgázt szállító fúvó 1 tengelyrész, amely hordozza a járókereket, míg a 2 tengelyrész van csapágyazva. A 2 tengelyrész csapágy felőli végén van 11 tengelykapcsoló. A 11 tengelykapcsoló és a csapágy között van a levegőbevezető 11 furat, amely levegő bevezető 10 furat a 2 tengelyrészben kiképzett tengelyirányú 9 furatba torkollik. A két 1 és 2 tengelyrész között van a 3 és 4 tartóelem, itt tárcsaként kiképezve, és közrefogják a ventilátorlapátként kiképzett 5 összekötőelemeket. A 3. ábrán a 2. ábra A-A metszete látható, aholis az 5 összekötőelemek olyan lemezszerű elemek, amelyek a 3 illetve 4 tartóelemek sugárirányával szöget - célszerűen 60*-os szöget - bezáróan vannak a 3 és 4 tartóelemek kerülete mentén egyenletesen elosztva elhelyezve. A találmány harmadik alapgondolata éppen az, hogy az 5 összekötőelemeket radiális ventilátor lapátjaihoz hasonlóan képezzük ki, és ekkor az 1 és 2 tengelyrész forgásakor áramlás indul meg a tengelyirányú 9 furaton keresztül, amely egyrészt hűti a 2 tcngelyrészt, másrészt hűti a 3 és 4 tartóelemek belső felületét is. A 4. és 5. ábrákon a találmány szerinti szerkezeti elrendezés 5 összekötő eleme és 4 tartóeleme metszetének egy-egy további kiviteli alakja látható. Látható, hogy kiképezhetők a 3 és 4 tartóelemek tömör tárcsaként, amelyeken hengeres alakú 5 összekötő elemek vannak, de kiképezhető a 3 és 4 tartóelem olyan tárcsaként is, amelyben, célszerűen kör alakú áttörések vagy küllőszerű elrendezés van. A 6. és 7. ábrán látható kiviteli alaknál, a 3 és 4 tartóelemek további, a hűtés növelését szolgáló 8 bordákkal is el vannak látva. Kiképezhető a 3 és 4 tartóelem nemcsak kör keresztmetszetű, de a 8. és 9. ábrán látható keresztmetszetű elemként is, sőt adott esetben még tetszőleges egyéb alakúra is. A lényeg az, hogy a 3 és 4 tartóelemek kerülete mentén egyenletesen leyenek elosztva az egyes részkeresztmetszeteket képező 5 összekötő elemek. A találmány szerinti megoldás előnye, hogy a hűtés növelésével nem csökkennek a tengely mechanikai paraméterei, nem kell a gép méretét megnövelni, és egyszerűen, viszonylag könnyen megvalósítható. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Hőgát egy tengely adott tengelyrészéhez (2), a tengely egy másik, az adott tengelyiésznél (2) melegebb tengeíyrészéről (1) a hőnek hőelvezetéssel történő továbbjutásának csökkentésére, azzal jellemezve, hogy a két tengelyrész (1, 2) bármelyikük átmérőjénél nagyobb befoglaló méretű tartóelemmel (3,4) van ellátva, amelyek kerületük mentén egyenletesen elosztva elhelyezett összekötő elemekkel (5) vannak koaxiálisán és mereven összekapcsolva, és az összekötő elemek (5) keresztmetszeteinek összege legfeljebb akkora, mint bármelyik tengelyrész (1,2) keresztmetszete (A„ AJ. 2. Az 1. igénypont szerinti hőgát, azzal jellemezve, hogy a tartóelemek (3,4) bordákkal (8) vannak ellátva. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti hőgát, azzal jellemezve, hogy a tartóelemek (3,4) tárcsa alakúra vannak kiképezve. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti hőgát, azzal jellemezve, hogy a tartóelemek (3,4) és összekötő elemek (5) egyetlen belül üreges elemként, célszerűen háromszög alakúra vannak kiképezve. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti hőgát, azzal jellemezve, hogy legalább az egyik tengelyrészben (2) tengelyirányú furat (9) és azt a külső térrel összekapcsoló legalább egy levegőbevezető furat (10) van. 6. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti hőgát, azzal jellemezve, hogy a tartóelemek (3, 4) a központi furat körül elrendezett tömör tárcsaként vannak kiképezve. 7. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti hőgát, azzal jellemezve, hogy a tartóelemek (3, 4) célszerűen kör alakú áttörésekkel ellátott tárcsaként vannak kiképezve. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
