182998. lajstromszámú szabadalom • Sok csőszálból álló csőkemence
1 182 998 2 A találmány tárgya sok csőszálból álló csőkemence fá/ok vagy folyadékok közvetett hevítéséhez, különösen a vegyi ipar céljaira, amely kemence egy sugárzási és egy konvekciós zónából áll. Ismeretes olyan, sok függőleges csőből álló csőkemence, mint körkemence, amelynél a hevítési zóna feletti gyűrű alakú elosztótól nagyszámú, szorosan egymás mellett _elhelyezkedő cső indul ki, amelyek egyenes vonalban haladnak keresztül a felhevítési zónán és ezen zóna alatt egy ugyancsak gyűrű alakú gyűjtőbe torkosának. Az egész körkemence emellett egyetlen felhevítési zónából áll, amelynek felső részében egy kiszorítóíest helyezkedik el. A csőkemehce különálló égéskamrával van ellátva. Ezen ismert kivitelnél hátrányként jelentkezik, hogy ez a rendszer egyetlen felhevítési zónára korlátozódik, ami azt jelenti, hogy ha egy terméket több zónában kell felhevíteni, akkor ezt a felhevítendő terméket a kemencetéren kívül elhelyezett gyűjtő, elosztó és a közöttük lévő összekötő-vezeték segítségével kell az egyik zónából ,a másikba átvezetni. A nagy teljesítményű csőkemencékné! még arra is szükség van, hogy egymás mögött több ■ endszer legyen elhelyezve egy felhevítő zónában. Ennek járulékos nyomás- és hőveszteség a következménye. Ugyancsak hátrányként jelentkezik ezen ismert kiviteli «lakoknál az, hogy gyűrű alakú elosztók és gyűjtők vannak bennük alkalmazva, melyeknél nagy a gyártástechnológiai ráfordítási igény (lásd a 60 026. sz. NDK szabadalmi leírást). Ismeretes továbbá olyan, sok csőszállal rendelkező körkemence, mint csőkemence, amelynél a sok csőszál úgy van megvalósítva, hogy a belső kernencefal előtt vízszintes csőgyürűk vagy csőmenetek helyzekednek el, amelyek a függőleges elosztóktól az ugyancsak függőleges gyűjtőkhöz vezetnek. E mellett az elosztók és a gyűjtők mind a kemencetéren belül, mind pedig azon kívül lehetnek elhelyezve. Az ilyen csőkemencék hátránya abban mutatkozik, hogy ezen sok csőből felépített rendszer csőszálai a kemencetér magassága mentén különböző mértékű hőterhelésnek vannak kitéve, mivel a hőfelszabadulás a rendszerhez képest függőleges lángoknál a magasság irányában nézve nem állandó. Ezzel jár azután, hogy az egyes csőszálakban eltérő lesz az áthaladás, ami különösen a magasabb termékhőfokok mellett történő eljárások esetén nem kívánatos. (92 029. sz. NDK szabadalmi leírás). Mindkét ismert csőkemenee-kialakításnál a felhevítendő termék részére szükséges többszörös átvezetés révén jelentős nyomásveszteségek lépnek fel, de másrészt egyenetlen lesz a felhevítés során a hőterhelés. A találmány célja, hogy a nyomásveszteséget a lehető legcsekélyebben tartsuk a sok csőből álló olyan csőkemencék üzemeltetésekor, amelyek gázok és folyadékok közvetett hevítésére szolgálnak, s ugyanakkor valamennyi csőnél egyenletes legyen a hőterhelés. További célja a találmány szerinti kialakításnak az, hogy egyrészt csökkentsük a gyártási ráfordításokat, másrészt elérhető legyen a szerelési ráfordítások csökkentése is. A találmány alapjául azon műszaki feladat szolgál, hogy létrehozzunk egy olyan sokcsőszálas csőkemencét, amely az üzemelés során a füstgázok hőtartalmának optimális kihasználása mellett azzal tűnik ki, hogy a termékáramnál csekély a nyomásveszteség, ugyanakkor kielégítő a termék elosztása az egyes csőszálakra. Ugyanakkor a gyártási és szerelési költségek is csökkennek. o A feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a konvekciós csövek egy elosztóból kiindulva ismert módon áthaladnak a konvekciós — azaz hőáramlási — zónán, s ezen konvekciós zónából külön közbenső gyűjtő beiktatása nélkül közvetlenül átmennek a sugárzócsövekbe. A sugárzócsövek száma megegyezik a konvekciós csövekével, de azoktól függőlegesen lefelé, majd ezt követően-felfelé egy vagy több sorban a fal előtt vannak átvezetve a sugárzási zónán és egy vízszintes gyűjtőbe torkoltának, amely a sugárzási zóna felett helyezkedik el. A találmány egyik előnyös kiviteli alakjánál mind a konvekciós csövek, mind pedig az azokhoz közvetlenül csatlakozó sugárzócsövek minden egyes csőszálnál, vagy esetleg csupán a sugárzócsövek magukban többszörösen U-alakban vannak meghajlítva, s haladnak át a mindenkori hőátadási zónán. Egy további, előnyös kiviteli alaknál azt vettük tervbe, hogy az elosztó és a gyűjtő számos egyforma, önmagában zárt elosztó-, illetve gyűjtőszakaszra van felosztva. Ugyancsak előnyös kialakítás-módnak tekinthető, ha az önmagában ismert kör alakú kivitel helyett sokszögletű elosztót és gyűjtőt alkalmazunk. A találmány egy további anyag- és gyártástechnikai szempontból előnyös kiviteli alakjánál a konvekciós zóna keresztmetszetét úgy lecsökkentettük, hogy a kiszorítótest elhagyható és az átellenes oldalak csövei egymástól kis távolságnyira helyezkednek el. A találmányt a továbbiakban annak egy példaképpeni kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az 1. ábri a találmány szerinti csőkemence keresztmetszete, a 2. ábra egy körkeresztmetszetű találmány szerinti csőkemence csőrendszerének kiemelt részlete, míg a 3. ábra egy szekrényes kemence csőrendszerének kiemelt részletének vázlatos képe. A csatolt rajz 1. ábráján csupán nyíllal érzékeltetett 1 belépő csővezetékből a felhevítendő terméket 2 elosztóba vezetjük be. A csőkemence 11 konvekciós zónája felett vízszintesen elhelyezkedő 2 elosztótól nagyszámú, sűrűn egymás mellett elhelyezett 3 konvekciós cső vezet át függőlegesen a 11 konvekciós zónán, közvetlenül a 8 fal mentén. A 11 konvekciós zóna középtartományában egy hengeres 6 Jaszorítótest van elrendezve. Ily módon a 11 konvekciós zóna alatti 12 sugárzási zónában keletkezett forró füstgázok csak a 8 fal és a 6 kiszorítótest közötti keskeny gyűrű keresztmetszetű csatornán keresztül, a 3 konvekciós csövekkel intenzíven érintkezve tudnak kijutni a 10 füstgázcsatornába. A gyűrű keresztmetszetű részben elhelyezkedő 3 konvekciós csöveket a hőátadás további javítása érdekében megnövelt felülettel, példaképpen bordákkal vagy tüskékkel ellátva, adott esetben hullámosítva is kiképezhetjük. A találmány szerinti megoldás egyik meghatározó jellemzője értelmében a 3 konvekciós csövek a technikailag megvalósítható lehető legrövidebb úton folytatódnak a 11 konvekciós zóna elhagyását követően a 12 sugárzási zóna 4 sugárzócsöveiben. Ismert korábbi megoldások szerint a zónaközi átmenet helyén mindig ún. közbenső gyűjtőt alkalmaztak, amelynek lényege, hogy a konvektiv zóna konvekciós csöveit egy általában körbenfutó csővezetékként (gyűrűvezetékként) kialakított gyűjtővezetékbe vezették be, majd ebből ágaztatták ki a következő zóna, adott 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
