145341. lajstromszámú szabadalom • Hőátadó eljárás és berendezés

Megjelent: 1959. október 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.341. SZÁM 17. f. OSZTÁLY — HO—377. ALAPSZÁM Hőátadó eljárás és berendezés Hőtechnikai Kutató Intézet, Budapest Feltaláló: Kun László kutató, Budapest A bejelentés napja: 1955. július 2. A találmány hőátadó eljárásra és berendezésre vonatkozik, melynél gázok közötti hőátadásnál mozdulatlan fűtőfelületek helyett, aprószemcsés mozgatott közvetítő közeg talál alkalmazást. A mozgatott közeg ez okból igen nagy felülettel rendelkezik és ennek következtében jó hőátadást biztosít és kevés anyag felhasználását teszi lehetővé. Hőkicserélőkben javasolták már mozgatott közvetítő közegként pl. kavics alkalmazását, mely golyókkal is helyettesíthető. Ennél az irodalomban Pebble—Heater néven ismeretes hőátadóban a hőtároló anyag egymás fölött elhelyezett két hőátadó teret tölt ki. Az 1—10 cm átmérőjű kavics a felső térből, melyen a hevítő közeget átáramoltatjuk, lassan a hevített tömegtől átjárt alsó térbe gördül. Az ez utóbbiból alul lepergő kavicsot elevátor viszi a felső térbe, amikor is a körfolyamat megismétlődik. Az ismert berendezés annak ellenére, hogy működése folyamatos, többrendbeli hátrányt tüntet fel. Az egyik az, hogy a hőátadás nagy töltetsúlyt igényel. A töltet anyagmennyiség tekintetében igényes, mert a kavics (golyó) hőállékonyság tekintetében nem tér el lényegesen a regenerátorokban használatos tégláktól. A találmány szerint hőkicserélő közegként alkalmazott aprószemcsés anyag szemcsenagyságának az anyag fajsúlyától is függő méretei legalább akkorák, hogy a szemcsék a felmelegített lég-, illetve gázáramból mechanikusan kiválaszthatók legyenek és legfeljebb akkorák, hogy a lég-, illetve gazáramokkal szállíthatók legyenek. Kísérleteim folyamán kitűnt, hogy ezek a feltételek általában teljesítve vannak, ha az anyag zömének 1000 /i-nál kisebb, célszerűen 100—500 n szemcsenagyságú. Az ellenáramban vonuló légnemű közeg az ily finomszemcsés anyagot előre meghatározott esési sebességű állapotban tartja, minek következtében a légnemű közeg az egyes szemcséket minden oldalról körülveszi, ami jó hőátadást biztosít. A találmány szerinti eljárás, illetve berendezés további előnyei a következők: 1. Tekintettel arra, hogy a hőátadást közvetítő szemcsék tetszés szeriinti hőállóságú anyagból választhatók, a felhevítendő levegő és bizonyos esetekben a hőátadó gáz, pl. füstgáz hőmérséklete az eddigi berendezésekkel elért hőmérsékletek fölé emelhető. 2. Az előmelegítés hőfoka perceken belül változtatható, mert a berendezésben keringő csekély hőátadó anyagmennyiség hőtehetetlensége kicsiny. 3. A hőcserélő felület a szemcsenagyság és az áramlási sebesség változtatásával, tág határok között változtatható. 4. A szemcsék esési sebessége a tervezés során előre megszabható, ami által a szemcséknek a hőátadó térben való tartózkodási idejét tetszés szerint választhatjuk meg. Ezáltal igen kicsi hőfokkülönbséget érhetünk el a szemcse és, a hőátadó gáz, pl. füstgáz között, ami a hatásfokot jelentősen növeli. 5. Az aprószemcsés berendezés méretei és főként anyagszükséglete, azonos teljesítmény mellett, a mai berendezésekhez viszonyítva csekély. A berendezés szerkezeti kialakítása egyszerűbb a jelenlegieknél, mert esetleg ventillátor nélkül is működtethető. 6. Az aiprószemcsés berendezés nem igényel importanyagot, sem költséges anyagelőkészítést. Teljes egészében hazai anyagból készülhet és igen kevés égetett tűzálló anyag felhasználásával oldható meg. 7. A berendezés rövid idő alatt üzemképes állapotba hozható. A hőegyensúly hosszas felfűtés nélkül áll be. 8. A terhelésingadozásokhoz könnyen alkalmazkodik és levegőkimaradás iránt érzéketlen. 9. Az apró szemcsék saválló anyaga lehetővé teszi a füstgázok harmatpont alá való hűtését is. Az aprószeímcsés léghevítés működési elvét ' a csatolt rajz 1. ábrája szemlélteti, míg a 2—13. ábrákon több példaképpen! kiviteli alak vázlatosan van feltüntetve. Az ezen ábrákon feltüntetett kiviteli alakoknál a hőátadó anyag a hőf elvevő anyaggal vagy egy irányiban, vagy ellenirányban áramlik, sőt