171985. lajstromszámú szabadalom • Berendezés, folyadékok gyors hőkezelésére magas hőmérsékleten

3 171985 4 labbi ponton levő peremcsatornán keresztül a kiömlőcsatornáig tart, amely a tengelyhez közelebb van, mint a peremcsatorna, továbbá az egyik rész hővezető anyagból, a csatornában, a peremcsatornán keresztüljutott folyadék hőjét a szintén a csatornában levő, de a peremcsatorna előtti szakaszban levő folyadéknak átadó módon van kialakítva. A folyadék a beömlő nyílástól a kiömlő nyílás felé haladtában a belső súrlódás hatására, döntően a csatorna egy kis szakaszán melegszik fel, mégpedig a legtávolabbi peremcsatorna részén. A találmány szerinti berendezéssel a folyadék súrlódásos felmelegítésének a forgási tengelytől mért legtávolabbi pontjára való koncentrálásával a folyadék regeneratív hűtése lehetővé válik, ami olyan sebességű, mint a folyadék felmelegítési sebessége. A peremcsatornának a forgási tengely körüli egész hosszára történő kiterjesztésének tulajdoníthatóan, a folyadék egyenletes hőkezelése is megvalósíthatóvá válik, a folyadék valamennyi része így a berendezésen keresztül azonos utat tesz meg és lehetetlenné válik az, hogy különböző hosszú időkig tartózkodjék a legmagasabb hőmérsékletű részen. A találmány szerinti berendezés egyik előnyös kiviteli alakja szerint a két rész egymáshoz képest forgatható, amelyek között a csatorna első szakasza van, továbbá a két részt körülvevő, álló háza van, amely a két résszel a csatorna második szakaszát határolja, és a két rész egymástól eltérő irányban forgatható. A találmány szerinti berendezést az alábbiakban a mellékelt rajzokon bemutatott kiviteli példában ismertetjük részletesebben, ahol az 1-8. ábrák a találmány szerinti berendezés különböző kiviteli alakjait mutatják, a 9. ábrán azon tárcsa egy részletét mutatja, amely a berendezésben forog és amelyet különleges módon alakítottunk ki, a 10. és 11. ábrákon olyan hőmérséklet-elosztásokat látunk, amelyek szerint a folyadékok hőkezelése végbemegy, a 12. és 13. ábrák a találmány szerinti berendezés két különleges kiviteli alakját mutatják be. Az 1. ábrán látható berendezés két részből áll, az 1 házból, valamint az ezen belül elhelyezett, hővezető anyagból levő kör-alakú 2 tárcsája van. A 2 tárcsa 3 tengelyre van erősítve, amelyet 4 és 5 szíjtárcsán keresztül 6 szíjjal a 7 motor forgat. Csapágyazások és tömítések, valamint ehhez hasonló kiegészítő elemek a világos ábrázolás kedvéért nem láthatók a rajzon. Az 1 ház és a 2 tárcsa között, annak két oldalán 8 és 9 csatorna van kialakítva. A 8 és a 9 csatornák a 2 tárcsa 3 tengelyét körülfogják, és egymással a 2 tárcsa teljes kerülete mentén, a 13 peremcsatornán keresztül összeköttetésben vannak. A 8 csatorna ezenkívül összeköttetésben van a központi 10 beömlő csatornával, míg a 9 csatorna összeköttetésben van a központi 11 kiömlő csatornával. A berendezésben hőkezelendő folyadék a nyíllal jelölt úton áramlik a berendezésben, azaz a 10 beömlőcsatornából a 8 csatornán, a 12 peremcsatornán keresztül a 9 csatornán áthaladva all kiömlő csatornán keresztül hagyja el a berendezést. A gyakorlatban az 1 ház belső fala és a 2 tárcsa közötti távolságot, azaz a 8 és a 9 csatornák szélességét akkorára választjuk, hogy a 2 tárcsának az 1 házhoz képest történő forgása turbulenciát 5 hoz létre, és a belső súrlódás hatására ez hőt termel a belső tereken áthaladó folyadékban. Az 1 ház és a 2 tárcsa egymáshoz, képesti sebessége a 8 és 9 csatornákban egyenesen arányos a 2 tárcsa tengelyétől mérhető távolsággal. A 8 és 9 csator-10 nák szélességének megfelelő megválasztásával a csatornák különböző részein létrejött hőfok szabályozható. A találmány szerinti berendezésben a cél a belső súrlódással előállított hőtermelésnek a 12 peremcsatornára való koncentrálása, azaz az átjáró 15 azon részére, ami a 2 tárcsa 3 tengelyétől a legtávolabb helyezkedik el. A 12 peremcsatornát az 1. ábrán a 13 szaggatott vonal határolja. A folyadék belsejében kialakuló belső súrlódás hatására termelődő hő nagy része a 12 peremcsatornában 20 keletkezik. Különösen erős lesz a hőtermelés koncentrációja akkor, ha a 12 peremcsatornában turbulens áramlás alakul ki. Működés közben a berendezés a hőkezelendő folyadékot előmelegíti, egyben a hőkezelt folya-25 dékot hűti is. A hő a 9 csatornában átáramló folyadékból a 8 csatornában áramló folyadékra a 2 hővezető tárcsán keresztül átjut. Ez a hőcserélő különösen hatékony, köszönhetően először is az 1 ház és a 2 tárcsa közötti viszonylagos mozgásnak 30 és másodszor a 8 és 9 csatornák alakjának. A hőtovábbítás érdekében az is fontos, hogy turbulens áramlás alakuljon ki a 8 és a 9 csatornákban. A hőcserélős hatásfoka, valamint az előmelegítésnek és a hűtésnek az egyenletessége turbulens áramlás 35 esetén jobb, mintha lamináris lenne az áramlás a 8 és 9 csatornákban. A 12 peremcsatornában a turbulenciának igen fontos hatása az, hogy azok a felületek, amelyek a 12 peremcsatornát meghatározzák, mentesek ma-40 radnak az átáramló folyadékból származó lerakódásoktól. A turbulenciának különösen erősnek kell lennie a 12 peremcsatorna azon részein, ahol a folyadék magas hőmérsékletű. A 2. ábra a turbulencia növelésének egyik lehetőségét mutatja a 2 45 tárcsa 3 tengelyétől legtávolabb levő 12 peremcsatornában. Amint látható, az 1 házon lekerekített 14 kiemelkedés található a 8 csatornában, ami az áteresztő területet csökkenti. Ezáltal erősebb turbulencia lép fel az áthaladó folyadékban 50 közvetlenül a 8 csatornának ezen szűkített szakasza mögött, a folyadék haladási iránya alapján. A felmelegített folyadéknak sugárirányban történő, befelé irányuló visszafolyása megnehezül. Egy vagy több lekerekített 14 kiemelkedés helyett számos, 55 gyűrűbe elrendezett kiemelkedés alakítható ki a 8 csatornában. Mivel a 8 csatornán átmenő folyadék nagy haladó összetevővel rendelkezik a 2 tárcsa kerülete irányában, az ilyen rendszerű különálló kiemelkedések alapvetően azonos hatást váltanak 60 ki, mint egy folytonos lekerekített 14 kiemelkedés. Miután az 1. ábra szerinti 8 és 9 csatornák azonos szélességűek a 12 peremcsatorna egésze mentén, a folyadék átáramlási felülete nő a tárcsa tengelyétől a kerület felé haladva. Az 1 háznak a 65 3. ábrán bemutatott kialakítása szerint a 8 és 9 2