186791. lajstromszámú szabadalom • Hőcserélő
1 186.791 % A találmány tárgya hőcserélő, előnyösen folyadék és/vagy gáz halmazállapotú közegek hőcseréjére, amelynek a hőcseiében résztvevő közegeket befogadó hengeres térrésze és a hengeres térrészben csavarvonal mentén elrendezett terelőelemei vannak. A gyakorlatban az energiaellátás illetve energiaátalakítás területén, különösen a vegyiparban általánosan alkalmazottak a különféle hőcserélők. Mint ismeretes, a hőcserélők üzemi tulajdonságait, így alkalmazási területeiketi is igen sokféle paraméter befolyásolja. A hőcserélő készülékekben a hőátadás a két- a hőcserében résztvevő - közeget elválasztó fal mentén megy végbe, így a hőátadást nagy mértékben befolyásolja az elválasztó fal vastagsága, hővezető képessége, továbbá a fal kétoldalánkialakuló hőátadási tényezők nagysága is. A hőátadás hatásfokát rontja, ha a hőátadó felületek valamelyikén rossz hővezető tulajdonsággal bíró lerakódás keletkezik. Egyes közegek esetén az ilyen lerakódások kialakulása teljes miétékben nem akadályozható meg, de a hőcserélő megfelelő áramlástechnikai kialakításával a lerakódások mértéke lényegesen csökkenthető. A hőátadást befolyásolja továbbá a hőcserében résztvevő közeg anyagi minősége, összetétele, valamint annak áramlási viszonya is. A gyakorlatban széles körű felhasználást nyertek az úgynevezett csőköteges hőcserélők, amelyek számos feladat megoldására alkalmazhatók. Működésük lényege, hogy a csőköteg belsejében áramoltatják a hőcserében résztvevő egyik közeget, míg a másik közeg a csőköteg körül helyezkedik el Az áramlás sebessége széles határok között változtatható. A minél kisebb méret, valamint a leggazdaságosabb felületkihasználás érdekében kis átmérőjű csöveket alkalmaznak, ami azonban a hőcserélő ezen oldali ellenállásának megnövekedésével jár együtt. A hőátadás szempontjából a csövön belüli áramlás ugyan kedvezőbb, mint a csőkötegen kívüli áramlás, azonban a fellépő ütközések miatt az áramlási ellenállás jelentősen megnő. A csőköteges hőcserélők ezért nagy sebességű áramlások esetén általában nem alkalmazhatók. Kondenzátorként alkalmazott berendezések esetén az ismert csepphatás, a kondenzálódott anyag elpárologtatása következtében a hőátadás hatásfoka csökken. A lerakódásra hajlamos közegeket általában a csöveken belül áramoltatják és a csöveket átfúvással vagy vegyi úton meghatározott időközönként tisztítják. A csőköteges hőcserélők hátrányos tulajdonságainak kiküszöbölésére szolgálnak az ún, spirál hőcserélők, amelyekben a közegek csavarvonal alakú kényszerpályán haladnak egymás mellett, célszerűen ellenáramban. Az ilyen hőcserélőknél a hőátadás kedvező alakulásával szemben egyéb hátrányokkal, így a nehéz hegeszthetőséggel és tisztíthatósággal kell számolni. Ilyen ismert spirál hőcserélőt ismertet a 148,508 sz. magyar szabadalmi leírás is, amely egy olyan, sugárzó hőt hasznosító, előnyösen gáz- levegő hőcseréjét biztosító hőcserélőt ír le, amely lényegében két részből tevődik .össze és levegőterelő lemezekkel van ellátva. A megfelelő áramlási viszonyok biztosítására a hengerparláston határréteg megszakító bordák találhatók. Hátránya, hogy felhasználási területe korlátozott, teljesítménye kicsi, továbbá a fellépő turbulens áramlás következtében az áramlási ellenállás viszonylag nagy ésígy alkalmazása gazdaságtalan. Jelen találmunyk célkitűzése, hogy olyan hőcserélőt alakítunk ki, amely kiküszöböli az eddig ismert hőcserölék hátrányos tulajdonságait, és amelynél kis áramlási ellenállás, kisebb tömeg és jó hatásfoka mellett a hőcserőlő tisztítása és karbantartása is könynyen elvégezhető. A találmány szerinti célkitűzést olyan hőcserélővel valósítjuk meg, amelynek több, koncentrikus hengerpalástokkal határolt térrésze van, és ezen térrészeken belül meghatározott menetemelkedésű csavarvonal mentén szakaszonként periodikusan ismétlődően elrendezett, ívelt, - előnyösen szárnypalástszerűen kiképzett — merevítő és áramlásterelő bordái vannak. A találmány szerinti hőcserélő egy előnyös kiviteli alakja esetén a hengeres palástok által határolt térrészek páronként hőcserélő elemeket alkotnak oly módon, hogy minden második térrész alulról és felülről egy-egy határológyűrűvel van lezárva, és a határológyűrűkben meghatározott térközzel elrendezett, a zárótárcsán keresztülhaladó csőtoldattal a zárótárcsa és a fedél közötti kamrával, minden határológyűrú'nélküli hengeres térrész pedig közvetlenül a zárótárcsa által határolt kamrával van összekötve. A találmány szerinti hőcserélő valamennyi előnyös kiviteli alakja esetén a zárótárcsa és a csőtoldat, valamint a cső toldatok és a határológyűrű közötti célszerűen tömszelencés tömítés van. A találmány szerinti hőcserélő egyik célszerű kiviteli alakja esetén a hőcserélő elemek ellenáramúak, azaz párhuzamosan kapcsoltak A találmány szerinti hőcserélő egy további előnyös kiviteli alakja esetén a hőcserélő elemek egyenáramúak, azaz sorba vannak kapcsolva. A "találmány szerinti hőcserélő előnyös kiviteli alakjait a csatolt ábrák alapján részleteiben ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti hőcserélő egy példaképpel ellenáramú kiviteli alakjának részbeni metszete, míg a 2. ábra a találmány serin ti hőcserélő egy példaképpen! keresztáramú kiviteli alakjának részbeni metszete. Az 1. ábra szerinti hőcserélőt két peremmel ellátott 1 köpeny veszi körük Magát a hőcserélőt 2 hőcserélő elemek alkotják, amelyet rendre lényegében koncentrikus 3 hengerpalástok által határolt 19 és 20 térrészek alkotnak, ahol minden második 20 térrészt alulról és felülről egy-egy 4 határológyűrű zár le. A 19 térrészben 6 külső „merevítő és áramlás terelő bor5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
