185560. lajstromszámú szabadalom • Energiatakarékos sugárzó fütő építőelem többlépcsős hővisszanyeréssel, főleg ipari kemencékhez
1 2 185 560 A találmány főleg ipari hevítő kemencék munkatér falazatának, elsősorban boltozatának, olyan sugárzó fűtő építőelemekből való kialakítása, mely által a falazat sugárzó felülete és az emisszió-képesség megnő és a távozó füstgázok hasznosítása az áteresztő idomon kívül a sugárzó fűtő építőelembe épített levegő előmelegítővel történik. Az irodalomból, vagy a gyakorlatból külön-külön ismertek az égő, az áteresztőfal, a falfelület növelése és az emisszióképesség közötti összefüggés, valamint a rekuperátor. J.H. Brunklaus: Industrieöfen Bau und Berieb: Vulkan Verlag. Essen. 1979. 4. Auflage: 728-742 old. T.Senkara: Wärmetechnische Rechnungen für Gas- und Ölbeheizte Wärmeöfen, Vulkan Verlag. Essen. 1977.349- 350 old. Bassa G. Könczöl S. : Lángok és szilárd testek emissziós tényezőinek tulajdonságairól. Energiagazdálkodás: 1977. 8-9 sz. 329-335 old. Balázsovics G: A gázáteresztő porózus kemencefái hőtechnikai vizsgálata. Építőanyag 1962. 11. sz. 407-413 old. Vörös T. Wunderlich J.: Növelt sugárzó felületű kemence elem, főleg ipari kemencék számára című 180378 lajstromszámú szabadalmi bejelentés.) Nem ismert azonban olyan megoldás, amelynél az égő, a növelt emisszióstényezőjű áteresztőfal, valamint a rekuperátor egyetlen sugárzó fűtő építőelembe lenne összeépítve. Ezzel a megoldással az egyes szerkezeti elemek előnyei egy időben, egy adott helyen egymás hatását növelve jelentkeznek. Az égőből kiáramló füstgázok az áteresztő idomon keresztül haladva az építőelem teljes felületén egyenletes hőmérsékletet eredményeznek azáltal, hogy a belső rekuperáciő révén a különleges kialakítású furatokban a füstgázok tökéletesen elégnek és a növelt emisszióstényezőjű hő közvetlenül a munkadarabnak átadódik. Az egyenletesen izzó felületről a furatokban tökéletesen elégett füstgázok a sugárzó fűtő építőelemben kialakított rekuperátorba jutva az égő égéslevegőjét előmelegítik, amely közvetlenül a sugárzó fűtő építőelemen belül jut az égőhöz. További és eddig nem ismert előnyként jelentkezik, hogy a sugárzó fűtő építőelemmel épített kemencék közvetlen fűtési rendszere ellenére a füstgáz a hevítendő betéttel alig érintkezik. Ezáltal meközelíti a tokos kemencék üzemmódját, de annál lényegesen nagyobb térhőmérsékletek elérését is lehetővé teszi. A találmány szerinti sugárzó fűtő építőelem alkalmazásával biztosítani lehet az 1350—1400 °C betéthőmérsékletet. A találmány szerinti sugárzó fűtő építőelemmel készült berendezések előnye még, hogy a sugárzó felület és a betét közötti távolság csökken, a távolság csökkenésének négyzetével a hőátadás nő, a hevítési idő pedig lerövidül, a kemence hatásfoka javul. Azáltal, hogy a betét és a sugárzó fűtő építőelem közötti távolság csökken, a kemence munkaterének mérete és az egész berendezés geometriai mérete is kisebb lesz. Ezáltal a kemence falazati vesztesége és ára is mérséklődik. A találmány szerinti sugárzó fűtő építőelemmel az építés egyszerűbb, a szerelési — építési — idő lerövidül. Lehetővé válik a kemencék tipizálása és az elemek sorozatgyártása. Lényegesen lerövidül a gyártmányok tervezési, gyártási és szerelési, vagyis megvalósulási időszükséglete. A találmány szerinti sugárzó fűtő építőelem műszakig lag haladó, mert önmagában többféle rekuperációs hatást egyesít, javítja a sugárzási hőátadást, egyenletesebb felülethőmérsékletet biztosít, a közvetlen fűtés ellenére a füstgázok a betéttel alig érintkeznek, a sugárzó felület a betéthez közel kerül, miáltal a sugárzási hőátadás javul, 1Q az épített berendezés méretei csökkennek, megvalósítható a tipizálás, a sorozatgyártás és lerövidül a berendezés megvalósításának átfutási ideje. A találmány szerinti elem közepén égő van. amelyből az irányítottan kiáramló füstgázok tökéletes elégését a 1 g munkatér felőli oldalon lévő áteresztő idom biztosítja. Az áteresztő idom furatai a munkatér felőli oldalon speciálisan kialakított bővítéssel végződnek, amelyek barázdákban, vagy sík felületen helyezkednek el. Ez a kialakítás a sugárzó felület emissziós tényezőjét mintegy 10%-kai nö- 2o véli. Ezáltal a sugárzással átszármaztatott hőmennyiség lényegesen megnő és ennek következtében a munkadarab hevítési ideje csökken, a kemence hatásfoka nő. Az áteresztő idomon áthaladt füstgáz további hasznosítása a sugárzó fűtő építőelemen belül kialakított rekupe- 25 rátorral történik. A találmány célja a fajlagos energia felhasználásának és a munkadarab hevítési idejének csökkentése, valamint a helyszíni szerelési és javítási munkák egyszerűsítése és az elemek kis sorozatban ellenőrzött körülmények között 30 történő gyártásával az élőmunkaidő megtakarítása. A találmány lányege, hogy a sugárzó fűtő építőelemek munkatér felőli falazata felületének emissziós tényezőjének megnövelésével, a konvektiv úton átvitt hőmennyiség, a tényező növekedés arányában a munkadarabnak 35 sugárzás útján átadódik, továbbá az áteresztő falon át távozó füstgázokkal az égéslevegőt, az elembe épített rekuperátorral előmelegíti. A találmányt részletesebben rajzok alapján ismertetjük, amelyeken példaként egy sugárzó fűtő építőelem ki- 40 viteli alakjait tüntettük fel. Az l.sz. ábra a sugárzó fűtő építőelem kiviteli alakja, metszetben és nézetben. Az ábrán látható az 1 égő, a 2 áteresztő idom, melyben a 3 furatok vannak kialak' a. A 2 áteresztő idom és a 6 rekuperátor között helyezkedik el a 4 füstgázgyűjtőtér, 45 mely az 5 elvezetőcsatornával van összekötve. A 6 rekuperátor külső oldala a 9 hőszigeteléssel van határolva. A 7 cső az égéslevegő be-, a 8 cső az égéslevegő kilépésére szolgál. A tűzállóanyag 2 áteresztő idom (idomok), ill. alkatrészek a 11 acélszerkezettel vannak rögzítve és 10 50 csavarkötéssel megerősítve. A találmány szerinti sugárzó fűtő építőelem ábrázolt példakénti kiviteli alakjának működése a következő: a terítettlángú 1 égőből forgómozgással kiáramlik a gáz és levegőkeverék. A keletkező égéstermék a sugárzó fűtő 55 építőelem munkatér felőli tűzállóanyag 2 áteresztő idomjának (idomjainak) felületéről annak 3 furatain keresztül a 4 füstgáz gyűjtőtérbe áramlik, majd az 5 elvezetőcsatornán keresztül távozik. Az égéslevegő a 7 csövön keresztül kerül a 6 rekuperátorba, ahol folmelegszik és a 8 60 csövön keresztül az 1 égőbe jut. A sugárzó fűtő építőelem (elemek) alkalmazható (alkalmazhatók) izzítókemencék (kamrás, toló, léptetőgerendás, alagút stb.) boltozatának (tetőrészének), vagy oldalfalának egyaránt, ahol a hőátadást hatásosan sugárzás 65 2
