186590. lajstromszámú szabadalom • Csöves hőcserélő, főleg hulladék füstgázok hőjének visszanyerésére
1 186.590 2 A találmány műanyag és elsősorban üveg szerkezeti anyagok, felhasználásával készített csöves hőcserélő, amely alkalmas meleg hulladék gázok hőjének visszanyerésére, pl. szárító berendezésekből és kemencékből távozó szennyezett forró füstgáz hŐtartalinűnak hasznosítására. A hulladék forró füstgázok hőjének hasznosításával kapcsolatos ismert megoldások vagy lemezes, vagy csöves hőcserélők. Működésüknek az a lényege, hogy a hőátadó átadja a hőáradó felület másik oldalán áramló, felmelegítendő közegnek, melyet a hőigényes fogyasztók használnak fel. A gyakori hőhasznosítási mód az, hogy a hulladék gázzal azt a hideg levegőt melegítik elő, amely a hulladék gázt kibocsátó berendezés üzeméhez szükséges, tehát a hőhasznosítás körfolyamaton belül történik. Szennyezett, 100 °C-nál nagyobb hőmérsékletű hulladék gázok különösen szárító berendezésekből távozó hulladék meleg levegő hővisszanyeiésére előnyeinél fogva gyakran alkalmazott megoldás az üvegcsöves hőcserélő. Az üveg hőátadó felület alkalmazásának előnye, hogy hőállósága a műanyagéhoz viszonyítva lényegesen jobb, korrózióval szemben ellenálló, költsége fémekhez viszonyítva kedvező, és szennyeződéssel szemben - más szerkezeti anyagokhoz kéjest - kevésbé érzékeny, vagyis a hulladék-gáz oldali felületén a szennyeződések kevésbé rakódnak le. Az ismert üvegcsöves hőcserélők fiókos rendszerűek: a hőcserélőt alkotó kötegek a tiszthatóság érdekében a hőcserélő berendezés keretszerkezetéből kihúzhatók, ill, cserélhetők. Az. üvegcsöveket tartalmazó fiókok kialakítása olyan, hogy az üvegcsövet a két végükön és még néhány helyen csőfalba fogják be a csövek összefogása és merevítése céljából. Ezek a csőfalak úgy készülnek, hogy rozsdamentes acéllemezbe annyi lyukat fúrnak, ahány üvegcsövet tartalmaz a hőcserélő egység, ezekbe a lyukakba az üvegcsöveket befűzik, és az üvegcső-csőfal közötti részt, valamint meghatározott vastagságban a teljes csőfal felszínét hőálló rugalmas anyaggal, célszerűen szilikon gumival töltik meg. A szilikon gumi alkalmazása azért szükséges, mert az üvegcsövek a fém csőfalba olyan szoros illesztéssel nerfi foghatók be, amely elegendő szilárdságot biztosítana. Az üvegcsöves hőcserélő egységeinek befogására ismertetett megoldás rendkívül költséges. Rozsdamentes anyagoknak csőfalként való alkalmazása drága, különösen azért, mert az ismert megoldásoknál nem elegendő csak a csőköteg két végén csőfalat alkalmazni. Ugyancsak nagyon drága a csőfalak kitöltő anyaga, és a kivitelezés rendkívül munkaigényes abból következően, hogy a csöveket egyenként kell a csőfalba befűzni; egy hőcserélő gyártásánál ugyanis általában sokezer darab üvegcső befűzéséről van szó. A találmány célja olyan megoldás biztosítása, melynél az üvegcsöves hőcserélő - a hőátadás, ill. a hatásfok romlása nélkül - különleges szerkezeti anyagok igénye nélkül, egyszerű gyártástechnológiával és az ismert megoldásnál lényegesen olcsóbban v belezhető ki, A találmány alapja az a felsimerés, hogy üvegcsövek helyett a korróziós és hőhatásoktól függően más szerkezeti anyagú csövek is felhasználhatók, így acélötvözct, alumínium, titán, kerámia, műanyag stb. anyagú csövek is. A fentiek alapján találmány hőcserélő, mely egymással párhuzamosan elrendezett, előnyösen üvegcsövekből áll és amelynek az üvegcsövek végeit összefogó és rögzítő, folyadékállapotban az üvegcsövekre öntött és azokon térhálósított, célszerűen töltőanyagokkal ellátott műanyagból képzett csőfala, dl. csőfalai vannak. A találmány szerinti hőcserélő egy előnyös kiviteli alakjánál az üvegcsövek a rajuk öntött csőfallal érintkező felületein az üvegcsövek hosszirányában történő elmozdulását biztoító hüvellyel vannak ellátva. Egy további előnyös kiviteli alak csőfalába felerősítés célját szolgáló menetes vagy menet nélküli hüvely van elhelyezve, és a csöveket befoglaló csőfal külső kerületén tömítő gyűrű van elhelyezve. A találmány egyik további előnyös változatánál a hőcserélő csőfalai az egymáshoz való illeszkedés célját szolgáló horony, szád kiképzéssel rendelkeznek. A találmány szerinti hőcserélőnél a csövek keresztmetszete négyszög, csepp vagy tetszőleges formájú lehet. A találmány tárgya továbbá eljárás hőcserélő előállítására, ahol az adott méretű üvegcsöveket egymással párhuzamosan, befogó sablonba helyezzük, az így elrendezett csőköteget függőlegesen a csőfal külső kerületét és vastagságát meghatározó öntőszerszámba állítjuk, az üvegcsövek végeit kivehető anyagból képzett dugókkal lezárjuk, majd a szerszám terét térhálósodó műgyanta keverékkel egy vagy több lépésben kitöltjük, a műgyanta keveréket előzőleg bekevert térhálósító anyagok segítségével szobahőfokon vagy nagyobb hőmérsékleten téihálósítjuk, a csőköteget a térhálósodott csőfallal együtt a szerszámból kiemeljük, ebhez adott esetben a szerszámkerete! bontjuk, a befogó sablont a csőköteg szabad végei felé lehúzzuk, a csőköteget átfordítjuk, és az előzőekben leírt módon rögzítjük a második csőfalat a csőköteg másik végére. Az így elkészült hőcserélő csöveiből a dugókat eltávolítjuk. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint a szerszám üregbe olvadt paraffint öntünk olyan magasságba, hogy az a csövek végeit lezárja, ezután az elrendezett csőköteget a még folyékony paraffinba állítjuk, a paraffint elhűtjük és annak felületére öntjük a csőfal anyagát, majd utóbbit a paraffin olvadáspontjánál kisebb hőmérsékleten térhálósítjuk. A szerszám bontása után a csövek másik végénél az eljárást megismételjük. A találmány szerinti eljárás egy másik foganatosítás! módja szerint az öntőszerszámot állandó hőmérsékleten tartjuk, az öntőszerszámba alacsony olvadáspontú pl. Wood-fémet öntünk, ezt a szerszám fűtésével állandó hőmérsékleten tartjuk, majd a már ismertetett módon elrendezett üvegcsöveket az olvadt fémbe állítjuk. A fémréteg vastagságát olyannak választjuk, hogy a ráöntött folyékony műgyanta keverék hidrosztatikai nyomásának hatására megakadályozza a műanyagnak az üvegcsőbe való jutását, majd a műgyanta keveréket az olvadt fémiétegre öntjük, ezen a hőmérsékleten térhálósítjuk, ül. az olvadt fémréteg felületé nil leemlejük, majd hasonló módon a csőköteg másik végére is ráöntjük a csőfalat. A találmány szerinti hőcserélőnél a csőfalakat poliészter, epoxi, fenol-formaldehid, furán, poliimid, szilikon gyantákból és térhálósítóbói készítjük, melyhez adott esetben töltőanyagokat és/vagy szálas erősítő anyagot keverünk, ahol töltőanyagként célszerűen kvarclisztet, talkumot, üveggolyókat éf egyéb szervetlen szemcsés anyagokat, grafitport 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
