181667. lajstromszámú szabadalom • Berendezés egy primer közeg, pl. füstgáz, és egy áramló szekunder közeg pl. levegő közötti hőcsere biztosítására
5 181667 6 zésénél jelentős szerepe van az első 7 terelőelem helyét meghatározó L távolságnak, a 7 terelőelemek egymáshoz képesti helyzetét meghatározó 12 távolságnak, továbbá egy-egy 7 terelőelem 13 szélességének, a 10 keresztmetszet sugárirányú 15 méretének, valamint a körgyűrű keresztmetszetű 3 tér sugárirányú U méretének. Mindezeket a méreteket, továbbá a 17 véglap és a 4 záróiap közötti 16 távolságnak a méretét úgy kell megválasztani, hogy a szekunder közeg áramlásával szemben a legkisebb ellenállás lépjen fel, és hogy a szekunder közeg legintenzívebb keveredése, turbulenciája álljon elő. Az 5 nyomócső d átmérője kisebb kell hogy legyen, mint a 2 égéstér D átmérője. Az 5 nyomócső és a 2 égéstér általában koaxiális lehet. Ha az 5 nyomócsőben kialakuló áramlás nem egyenletes - például a 6 ventillátor közelsége folytán - akkor az 5 csatornát úgy kell eltolni a 2 égéstérrel koaxiális helyzethez képest, hogy a 13 helyen beáramló levegő a 17 véglaphoz ütközés után azon egyenletesen szétterüljön. A 17 véglapnak ütköző levegő a 7 véglap mentén szétterül és lényegében a 3 tér külső hengeres fala felé halad. A levegő áramlására ezen a szakaszon erős turbulencia jellemző, tekintettel arra, hogy a levegőáram a 17 véglapnak ütközés folytán igen nagy mértékben megzavart áramlást mutat. A 13 helynél beáramló levegő útján két áramvonal mentén kísérjük figyelemmel. Az egyik áramvonal az 5 nyomócső középvonalától s távolságban van, míg a másik z távolságra. A rajz szerinti helyzetnek megfelelően a középvonaltól s távolságra levő 16 áramvonalon haladó levegőrészecske az s-nél nagyobb z távolságra levő 15 áramvonalon haladó levegőrészecskével szemben siet. A 16 áramvonalon haladó részecske a 17 véglaphoz való ütközés után visszaverődve a 15 áramvonalon érkező részecske elé kerül. Ha nemcsak egyes részecskéket veszünk figyelembe, hanem az egyes áramvonalak mentén való összefüggő anyagáramlást, akkor úgy lehet felfogni a helyzetet, hogy a 16 áramvonal mentén áramló levegő a 17 véglaptól visszafordulva ütközik a 15 áramvonal mentén kialakult anyagárammal. Ez az ütközés a rajz szerinti példánál a 21 helyen következik be. Természetesen elvileg igen sok áramvonal alakul ki, ennek megfelelően sok ilyen ütközési hely ál elő. Emellett kialakulnak a 4 zárólap melletti 27 örvények, valamint a 3 tér palástja felé és onnan visszairányuló áramlások közötti 24 örvények. A levegőáram a 3 tér palástjához ütközés után visszahajlik és az első 7 terelőelem és a 2 égéstér közötti 10 keresztmetszet felé halad. A levegő egy része a 3 tér palástja mentén áramolva ütközik az első 7 terelőelemhez és amellett sugárirányban befelé haladva áramlik a 2 égéstér középvonala irányában. Az első 7 terelőelemhez tartozó 10 keresztmetszeten átjutott levegő a 7 terelőelem mögötti 9 térbe jut. A 10 keresztmetszet után a levegő áramlására rendelkezésre álló keresztmetszet hirtelen kibővül, ami azt eredményezi, hogy a 7 terelőelem 9 tér felőli éle mögött áramlási szempontból holttér keletkezik, és ez kedvező a 18 örvények kialakulása szempontjából. A 18 örvények fenntartásához szükséges energiát a levegőáram energiája fedezi és ezek a 18 örvények fokozzák a levegöaram turbw ciáját. Az említett örvények fenntartására fordított energiát a szakirodalom „Borda-féle” veszteségnek nevezi. Az eddig tárgyalt áramlási viszonyokat annak feltételezésével ismertettük, hogy csak egyetlen 7 terelőelem van elhelyezve a 3 térben. Ha több 7 terelőelem szerepel, akkor az ennek megfelelően kialakuló áramlási viszonyokat a 3. ábra kapcsán kísérhetjük figyelemmel. Az első 7 terelőelemhez tartozó 10 keresztmetszeten átjutott levegő egy része a 2 égés tér fala mentén áramlik tovább. Ezt a levegőáramot 22 főáramnak tekintjük. A 22 főáram lényegében a 2 égésteret övező, 10 keresztmetszetű képzeletbeli térben áramló levegőre értelmezhető. Az első 7 terelőelemhez tartozó 10 keresztmetszeten átjutott levegőmennyiség széttartó áramlási képet mutat, így a levegőáram felső része ütközik az áramlás útjában következő újabb 7 terelőelemhez. E következő 7 terelőelem által eltérített, mintegy leválasztott levegőáramot nevezzük 23 mellékáramnak. Ez a 23 mellékáram a 3. ábrán feltüntetett áramlási utat követve az egymással szomszédos 7 terelőelemek közötti térben mintegy visszaforduló hurkot ír le és a 19 helynél beleütközik a 22 főáramba. Ezen ütközés újbóli keveredést eredményez és a 23 mellékáram levegője ismét a 2 égéstér falához jut. Mindezek a körülmények a hőátszármaztatás javítását eredményezik azáltal, hogy a 3 térben áramló levegő nagyrészének lehetővé válik többszöri érintkezése a 2 égéstér falával. A szomszédos 7 terelőelemek közötti 9 térben, annak középrészén 25 örvények alakulnak ki. Lényegében az előbb ismertetett folyamat játszódik le minden újabb 7 terelőelem érintése, illetve ahhoz való ütközés következtében. Az eddig tárgyalt kiviteli példánál mind a gyártástechnikai szempontokat figyelembe véve, mind az áramlási viszonyok szempontjából legegyszerűbb körgyűrű alakú, sík 7 terelőelemeket tüntettük fel. A 4. ábrán e 7 terelőelem mellett olyan újabb terelőelemeket is szemléltettünk, amelyek alkalmazása különféle áramlástechnikai meggondolások alapján indokolt lehet. Ezeknél a 26 terelőelemeknél és 20 terelőelemeknél lényegében forgásfelületek mentén történik a levegő terelése a 3 térben, A 20 és 26 terelőelemek lemezből vagy vékonyfalú öntvényből alakíthatók ki. A találmány szerinti berendezésnél biztosítani lehet, hogy a szekunder közeg több áramra bontva, egymással ismételten átkeveredik, több alkalommal érintkezik a hőátadó felülettel és az áramlási út teljes hosszában turbulens áramlási képet mutat. Végső soron a vázolt áramlástechnikai hatások révén a szekunder közeg oldalán levő hőátadási tényező lényegesen javítható, ami az egész berendezés hőtechnikai szempontból vett hatásfokát jelentősen javítja. Szabadalmi igénypontok: 1. Berendezés egy primer közeg, pl. füstgáz, és egy áramló szekunder közeg, pl. levegő, közötti hôcsere biztosítására, ahol a szekunder közeg áramlási útjának legalább egy szakasza a primer közeg áramlási terének egy szakaszát övező gyűrű-kereszt-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
