49204. lajstromszámú szabadalom • Elem csöves hőkicserélő berendezésekhez
— 2 — léket megdrágítja. A sok összeköttetés és el nem kerülhető tömítetlenségek a szerkezet működésének megbízhatóságát is nagy mértékben hátráltatják. Mindezeken fölül (l)-nek (d)-hez való viszonya a hökiesérélésnek majdnem valamennyi gyakorlati esetében oly tetemes, hogy kis (d) esetében kevés merev csövet kapunk, melyeket meg nem feszített hurokhoz hasonlóan különböző hosszpontokon kell járomba fogni, ha azt akarjuk, hogy a csőköteg szomszédos csövei ne érintsék egymást és a hűtendő vagy fölhevítendő folyadéknak szabad átfolyása maradjon. Gőz és nem forró folyadék esetében való hőkicserélődésnél vagyis ha gőzt csak kondenzálni vagy kondenzálni és a kondenzációs terméket ugyanazon készülékben tovább lehűteni akarjuk, úgy (k), valamint -Íj- is ugyancsak a gőz átáramló sebességével (v)-vel) növekedik és pedig ezen sebesség négyzetes gyökével arányosan (lásd Hausbrand föntemlített művét). A (k), -íj- és (v) között fönnálló függőség jellegzetessége akkor is változatlan marad, ha a gőz helyébe gázok lépnek (például tűzgázok füstcsöves kazánoknál); végiil számítások és tapasztalatok azt mutatják, hogy két folyadék között történő hőkicserélődésnél ezek a befolyások még határozottabban lépnek föl úgy, hogy kissé tetemes (v) esetében az —j~ viszony gyakorlatilag teljesen lehetetlen értéket vesz föl. Ezen okokból a leírt szerkezetű hőkicserélő berendezéseknél az átvivő fölület mindenkor kevésbbé hatásosan használtatik ti és jó kihasználása nem lehetséges, minthogy nem lehet a cső belső átmérőjét és az átáramlási sebességet a kívánt mértékben kicsinyre, illetőleg nagyra választani. A jelen találmány értelmében a fönti hátrányok teljességgel azáltal kerültetnek el, hogy mindegyik keringési elem két koncentrikus csőből áll, melyek gyűrűszerű csatornát alkotnak. Ily elemnél a gyűrűs tér szélessége (dl—d2) mindig tetszőlegesen kicsinyre választható és így az elem hossza — d2 = állandó ^ gyakorlatilag kényelmes határokon belül fekhetik és pedig minden körülmények között akkor is, ha (v) igen nagy. (k) nagy értéke esetében, illetőleg a hőkieserélő fölület hatásos kihasználása esetén az a fölület és így maga a készülék is megfelelően kisebb és szerkezetileg tetszetősebb lesz. A fönti követelmények ily irányú betartásának jelentőségét a következő példa világítja meg. Egyszerű csőelemnél, ahol d = 25 mm., a gőz feszültsége egyenlő (3) légköri nyomással és ahol a gőz és folyadék között 9°-nyi közepes hőkülönbözet áll fönn, a gőz teljes kondenzációjára 1=11-25 m. csőhossz (átvivő fölület = 0-88 m2 ) szükséges, mimellett k — 8582 (kalória m2 -ként és 1° C hőkülönbözet mellett); azonban d = 50 m.-es második cső alkalmazásánál, mely az elsővel 2 mm. széles gyűrűs teret alkot, 1 = 1'8 m. (átvivő fölület = 0-54 m2 ) és K = 22387 kalória. A csatolt rajz 1. és 2. ábrái a találmány tárgya képező elemmel fölszerelt hőkieserélő készülék hossz- és keresztmetszetei, melynél a külső (1) csőfölületét és a belső (2) cső belső fölületén egyazon folyadék áramlik. A 3. ábrán föltüntetett változatnál a belső (2) csövekben más folyadék kering, mint az elemeknek külső (1) csövei között fönnmaradó közbenső tereiben. Ezen egymástól teljesen elkülönített folyadékok egészen eltérők lehetnek, különböző sebességgel áramolhatnak és így különböző hőfokra hevíthetők vagy lehűthetők. Ily módon három folyadék között való hőkicserélésre szolgáló berendezés létesül. Ha a (2) csőbe még egy további csövet helyezünk és pedig egy második gyűrűszerű csatorna meghagyásával, akkor négy folyadék vagy más hasonló anyag vehet részt a hőkicserélésben és i. t. SZABADALMI IGÉNY. Elemcsöves hőkieserélő berendezésekhez, azáltal jellemezve, hogy szabad gyűrűszerű
