146873. lajstromszámú szabadalom • Apróbordás hőcserélő egyenlőtlen bordaelrendezéssel

2 146.873 Ez esetben ugyanis a bordázat egyenlőtlen geometriai felépítése miatt kis áramlási sebességnél is keletkezik egy bizonyos mértékű turbulencia, másrészt ugyanezen oknál fogva, az; áramlásban elöl fekvő bordától felmelegedett vagy lehűlt részecskéik, több bordaosztásnyi távolságon át nem érintkezhetnek geometriailag azonos helyzetű bordával, tehát lamináris jellegű áramlásnál is mindig újabb részecskék kerülnék a bordákkal közvetlen érintkezésbe. A különböző elérni alakzatokból álló hőátadó felület nagysebességű áramlásnál sem jön rezgésbe. Ugyanis az egymástól geometriailag eltérő elemek gerjesztési frequenciája is és önreagésszáma is különböző, tehát a rendszer elveszti rezgésre hajlamos voltát és ezzel az említett hangjelenségek is megszűnnék. Az ábrák néhány példát mutatnak be, hogy miképpen lehet egymástól eltérő elemi geometriai alakzatokból hőcserélőifelületeket (kiképezni.-! Az 1. ábra egy bordázott hőcserélő 2 csövének és 2 bordájának egy részét tünteti fel hosszmetszetben, amely azonban számos csőből és bordából áll. Az ábrán 1 jelöli a jobbik hőátadása tényezőjű közeg áramoltatásához szolgáló csöveket, amelyekre a 2 bordáik jó hővezető kapcsolattal vannak felerősítve. A rosszabbik hőátadási tényezőjű közeg az 1 csövek tengelyének síkjára merőlegesen áramlik. A 2 bordalemezek az áramlás irányára merőlegesen, sajtolással keskeny csíkokra 3, 4 és 5 vannak hasogatva, majd a csíkokat eredeti síkjukból, amelybe egybe esik a 2 borda lemezével, az ábrán látható módon különböző távolságra kinyomják. E keskeny csíkok mindkét végükön összefüggésben .maradnak az eredeti lemezzel. A 2. ábra ugyanezt a bordázott hőcserélőt mutatja be keresztmetszetben, amelynél az 1 Csövekre a 2 bordalemezek vannak felerősítve. A külső közeg áramlásának irányát az ábrán nyilak jelzik. Erre az irányra merőlegesek a kisajtolt lemezcsíkok, a bordák. Az 1. és 2. ábra együttesen olyan példaképpeni kivitelt tüntet fel, amelynél a kisajtolt 3, 4 és 5 jelű bordák különböző távolságra kerülnék eredeti helyzetüktől, míg a közbülső lemezesílkok megmaradnak eredeti helyükön. Ugyanezt a példaképpeni megoldást mutatja a 3. ábra is. A berajzolt nyíl a külső közeg áramlási irányát jelzi. A csövet ismét 1, a bordalemezt 2 jelöli. A metszetben látszik, hogy a 3, 4 és 5 bordák eredeti helyzetüktől különböző távolságban vannak. Az 1., 2. és 3. ábra jól mutatja a találmány lényegét. Az előbbiekben említett elemi geometriai alakzatokat a nyilakkal jelölt áramlási irányban két-két egymás után következő borda alkotja. Az első elemi alakzat tehát a 2 és 3, a második a 2 és 4, a harmadik a 2 és 5 jelű bordából áll, amelyek mind különböznek egymástól és amelyek sokszorozásával előállítható az egész hőátadó felület. A 4. ábra olyan bordalemezt 2 mutat be keresztmetszetben, amelynél az egymás után következő bordák 6, 7, 8, 9 és 10, ugyancsak különböző mélységre vannak kisajtolva. Az 1—4. ábrák szerinti megoldások természetesen csak az alapelvéket kívánják szemléltetni, amellyel az előbbiekben kifejtett célkitűzést el lehet érni. Általában már két, egymástól eltérő geometriai alakzat váltakozó ismétlésével is nyerhetünk megfelelő megoldást, kivéve azt az esetet, amikor a két alakzat egymás tükörképe. Ez esetben ugyanis az egymás mellé kerülő bordalemezekiből tükörk'épszerűien kisajtolt bordák, teljesen, vagy csaknem teljesen egyenletes bordaberendezést eredményeznek. Az 5. ábrában 1 jelöli a csöveket, 2 a bordalemezeket. E kivitelnél az egymástól eltérő geometriai alakzatok úgy keletkeznek, hogy az egyes, az ábrában 11—17-tel jelölt bordák mérete, a külső közeg áramlását jelző nyilak irányában különböző. Ez azt eredményezi, hogy egymás után következő két-két borda, egymástól eltérő elemi alakzatot képez még abban az esetben is, ha pl. a 12, 14 és 16 jelű bordák eredeti helyzetüktől egyenlő távolságra vannak kisajtolva. Magától értetődőleg azonban kombinálni lehet ezt a megoldást a bordák különböző távolságra való kisaj tolásával is. A 6. ábra olyan megoldást tüntet fel, melynél az egymástól eltérő elemi alakzatok azáltal keletkeznek, hogy az egyes bordák 18—24 kisajtolása nem egymással párhuzamos és nem egyenlő távolságú élek mentén történik. A 7. ábra az előbbi példaképpeni megoldások bármelyikéneik, vagy egy, az előbbi alapelveknek megfelelően kialakított más megoldás felhasználásával készített több csősorból álló hőcserélő egy részét mutatja be, amelynél 1 a csöveket, 2 a bordákat jelöli. Az ábrán feltüntetett lemezcsíkok megfelelhetnék az előbbiekben ismertetett megoldásoknak vagy kombinációiknak. Ez az ábra egyben további lehetőséget is ismertet arra, hogy miképpen lehet az elemi alakzatok különbözőségét a bordázat kiképzésével elősegíteni. Eszerint a sajtolás által keletkező 25, 26, 27 stb. bordák nem hidalják teljesen át a két 1 jelű cső közötti távolságot, hanem középen megmarad az eredeti helyén a 28 lemezsáv. Ezáltal a 25, 26, 27 stb. lemezcsíkok egyik végüknél közvetlenül az 1 cső közelében, másik végüknél a 28 lemezsávban vannak befogva. A befogás módja tehát a két végnél nem egyforma, ezenkívül a két esősor közötti részen egymás mellé kerülnek a 29, 30 és 31 jelű bordák, amelyek áramlástani szempontból erősen különböznek egymástól és így rezgést gerjesztő hatásuk megszűnik. További előnye ennek az elrendezésnek, hogy a 28 lemezsáv lehetővé teszi a hővezetést a csövektől a 25, 26, 27 stb. bordák felé és ezzel a hőátadás javul, illetőleg azonos hőátadás mellett nagyobb távolságokban lehet a csöveket egymástól elhelyezni, miáltal a hőcserélő előállítási költsége csökken. A 8. ábra olyan hőcserélőt ábrázol, amelynek hőátadó felüleite vékony fémrudakból 32 áll. Ezekre merőlegesen áramlik a hőhordozó közeg, amint az ábrába berajzolt nyilak mutatják. Ennél az elrendezésnél is az áramlás irányában egymás után következő két-két sor alkot egy-egy elemi alakzatot. Ezeket oly módon lehet egymástól eltérővé tenni, hogy vagy az osztást változtatjuk soronként, vagy az egyes sorok egymáshoz való helyzetét, vagy a rudakat készítjük különböző átmérőkkel, vagy különböző (kör, ovális, csepp alakú) keresztmetszettel. Olyan esetben, amikor a hőcse-