173477. lajstromszámú szabadalom • Kazán, főként melegvizes etázsfűtéshez
3 173477 4 Vízcsöves kazánt ismertet a 2 417 044 számú NSZK szabadalmi leírás, a tűztérrel érintkezésben álló vízcsövek csőszerű vízkamrákat kötnek össze, s egy részük — azok, amelyek kétoldalt helyezkednek el - a füstgázok áramlásirányára keresztirányúak. Az egész csőrendszert hőszigetelő köpeny veszi körül. A csőrendszerben a vizet szivattyú cirkuláltatja. A megoldás etázsfűtésekhez szükségesnél nagyobb teljesítményekhez van előirányozva, szerkezeti felépítése a számos vízkamra, a szigetelőköpeny és a szivattyú miatt viszonylag bonyolult és költséges, az iránytörések nagy száma miatt hatásfoka nem kedvező. Az 556 007 lajstromszámú svájci szabadalmi leírás szerinti kazán tűzteret határoló falai csőszalagból hajlítással készülnek. A csövek gázzáróan egymáshoz vannak hegesztve. E megoldás hátránya, hogy a hajlítások a hegesztési varratok minőségét kedvezőtlenül befolyásolják, emellett a hosszú csövek és nagyszámú iránytörés miatt a vízoldali ellenállás nagy, a keringetéshez szivattyúra van szükség, a hatásfok, illetve teljesítmény feltehetően nem kedvező. A találmány feladata, hogy a jelenleg ismert etázskazánok hátrányait kiküszöbölő kis súlyú és anyagigényű, ugyanakkor magas hatásfokú és kis helyigényű kazánt szolgáltasson. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy amennyiben a kazán tűzterének falazatát nem sima lemezből, hanem a felmelegítendő vizet a füstgáz-áramlási irányra keresztirányban vezető csövekből alakítjuk ki, a hőszállítást a tűztér hőeloszlásához igazítjuk, és az áramlási veszteségeket a füstjáratokban minimálisra csökkentjük, szerkezetileg és gyártástechnológiailag kedvező konstrukciós megoldással maximális hőleadást és magas tüzelés- és hőtechnikai hatásfokot tudunk biztosítani. E felismerés alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan kazán segítségével oldottuk meg, amelynek tűztere, valamint füstgázkivezető nyílása van, s a tűzteret határoló falazat olyan, vízkamrákat összekötő vízvezető csöveket tartalmaz, amelyek a tűztérben áramló füstgázok eredő áramlásirányára keresztirányúak, és amely kazánnak az a lényege, hogy a füstgázok eredő áramlásirányára keresztirányú vízvezető csövek térben egymás felett célszerűen az eredő füstgázáramlási-iránnyal párhuzamosan húzódó visszatérő vezeték-oldali csőszerű gyűjtőkamrát előremenő vezeték-oldali csőszerű gyűjtőkamrával kötnek össze. Előnyös, ha az egymás felett elhelyezkedő csőszerű gyűjtőkamrák egymáshoz képest oldalirányban eltolt elhelyezésűek, az előremenő vezeték-oldali gyűjtőkamra felül, a visszatérő vezeték-oldali gyűjtőkamra alul van elrendezve, a vízvezető csövek - célszerűen egymásra merőleges - egyenes szakaszokból, s ezeket összekötő íves szakaszból állnak, és a gyűjtőkamrák hossztengelyére merőleges metszetben lényegében lesarkított négyszög alakú tűzteret határoló oldalfalak részét képezik. Egy további találmányi ismérv szerint a kazán hátfalában a kazántér-magasság egy részét kitevő, előnyösen mintegy harmadát meg nem haladó magasságú, íves felületekkel határolt résszerű füstgázkivezető nyílások vannak célszerűen a kazántér teljes szélesség&en kialakítva. Célszerű továbbá, ha a füstgázkivezető nyílás-sor szélességében - előnyösen a teljes kazántér-szélességben - e nyílásoktól kiinduló és a kazán füstcsövébe torkolló, a nyílás-sortól a füstcső felé - felülnézetben előnyösen trapézszerűen - csökkenő keresztmetszetű csőrése, célszerűen csatlakozó-csonkja van. Egy további kiviteli példára az jellemző, hogy a tűztér és a hátfal között legalább egy, a füstgázok eredő áramlásirányára keresztirányú, célszerűen függőleges válaszfal van beépítve, amelyben a kazán felső tartományában a kazántér-magasság egy részét kitevő, előnyösen mintegy harmadát meg nem haladó magasságú, íves felületekkel határolt résszerű füstgáz-átvezető nyílások vannak célszerűen a kazántér teljes szélességében húzódó sorban kialakítva. Olaj- vagy gáztüzelésű kazánnál a válaszfal és hátfal közé célszerűen terelőfalat is beépítünk, ennek füstgázátbocsátó nyílásai alul helyezkednek el. A találmány szerinti kazánhoz olyan előnyös, újszerű többlethatások fűződnek, amilyenekkel a jelenleg ismert hasonló célú megoldások nem rendelkeznek. Mivel a füstgáz áramlása nem sík falak mentén és nem hosszirányban, hanem a vízáramokra keresztirányban történik, a kazán hőátadási tényezője kiváló. A kis falvastagság miatt nagy a kazán hővezetési tényezője is. A tűztéri fűtőfelületek fajlagos hőterhelése lényegesen nagyobb, mint a jelenleg ismert etázskazánoké, a tűztérbe bevitt hőenergia mintegy 85%-a, tehát jelentős része össz-sugárzás és konvekció útján a tűztéri felületeken keresztül adódik át a víznek. Ebből következik, hogy kis felületeken nagy hőleadás érhető el, ugyanakkor a tűztérből kilépő füstgáz hőmérséklete alacsony, tehát csak kis konvektiv felületek beépítésére van szükség. Többek között erre vezethető vissza, hogy az egész kazán nagysága (térfogata és súlya) lényegesen alatta marad a jelenleg ismert etázskazánok súlyának. Az áramlási veszteségek minimumra csökkentése miatt kedvező a kazán huzatigénye. Mintegy 60 000kcal/h hasznos hőteljesítményig a szükséges huzatigény 2-3 mm.v.o., kb. 150 000 kcal/h hőteljesítménynél 3-4mm.v.o. Az előbbi esetben a szükséges kéménymagasság 4—6m az utóbbi esetben pedig 6—8 m, a kéménymagasság tehát az épületmagassághoz igazítható. A kazán tüzelés- és hőtechnikai paraméterei is kitűnőek. Olajtüzelésnél a C02-értéke mintegy 14,8%, a C02max. mintegy 15,5%, így a légfelesleg-tényező 1,05 alatt van. A tűztérből távozó füstgáz hőtartalma és hőmérséklete igen alacsony optimális értéken tartható, mintegy 160—180 C* ami előfeltétele annak, hogy kis konvektiv fűtőfelület beépítésével a füstgázoldali veszteségek minimálisra csökkenthetők. Ilyen alacsony kilépő füstgáz-hőmérséklet és szigetelt kazántest esetén minimális a hő veszt es ég, így a kazán hatásfoka 91-92%, ami a jelenleg ismert 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
