187016. lajstromszámú szabadalom • Szerkezet hőcserélők csöveiben áramló viszkózus folyadékok hőátadási tényezőjének javítására
1 187.016 2 A találmány tárgya: szerkezet, hőcserélők csöveiben áramló viszkózus folyadékok hőátadási tényezőjének javítására, célszerűen rossz hővezető, viszkózus folyadékok, mint például a transzformátor vagy csapágyolajak hőátadási tényezőjének javítására. Ismeretes, hogy például azok az olajak, amelyek a gőzturbinák vagy gázturbinák csapágyának kenésére és hűtésére szolgálnak, és amelyeket a csapágyakban keletkező mechanikai veszteséghő elvonása céljából olajhűtőben le kell hűteni, rossz hővezetők és a hőcserélő csöveiben laminárisán áramlanak. Fenti tulajdonságaik miatt az olajak hőátadási tényezője ismeretesen alacsony, ami azzal a hátrányos következménnyel jár, hogy hűtésükre nagy és költséges hőcserélő alkalmazása szükséges. A laminárisán áramló rossz hővezetési tényezőjű olajak rossz hőátadási tényezője, azzal magyarázható, hogy a cső felülete mentén a lehűlt kis sebességgel áramló határréteg hőszigetelőként zárjai el a hőáram útját a melegebb olajtól a csőfal irányában. Míg a lehűlt olaj a csőfalon kis sebességgel halad előre - mintegy sűrűbb réteget alkotva -, addig a cső falán a meleg olaj a cső középső részén áramlik át és alig hűl le. A ho csak hővezetés útján áramolhat. A hó'átadási tényező javítására a kialakult gyakorlat szerint a cső hossztengelye irányában elhelyezkedő belső bordát alkalmaznak. Ennek az intézkedésnek az a lényege, hogy a hőnek a bordák által felszabdalt csőkeresztmetszetben rövidebb utat kell megtennie, és ezáltal a hőellenállás értéke csökken. A bordák viszont, hogy a hőcserélő ellenállását, súlyát és ezzel együtt előállítási költségét is növeli. Találmányunk célja a fenti hátrányok kiküszöbölése olyan szerkezeti kialakítással, amely biztosítja, hogy az olaj lamináris áramlásával kialakuló hidegebb határréteget a cső faláról leválasztja és lehetővé teszi, hogy helyére a cső középső részéből melegebb olaj jusson. 4 A találmányunk szerinti szerkezetet a korábbi gyakorlatban kialakult belső bordáktól az különbözteti meg, hogy míg a hagyományos belső bordák a cső hossztengelyével párhuzamos, vagy közel párhuzamos csatornákra tagolták a cső belső terét, addig a találmányunk szerinti szerkezet a cső tengelyére haránt irányú szakaszokra osztja a cső belső terét, és közben az így elválasztott szakaszok csőfalán kialakuló határréteget a találmány szerinti szerkezet a cső közepén áramló melegebb olajjal való helycserére kényszeríti. Ilyen módon habár a cső hossztengelyével párhuzamosan áramló olajtrétegek itt is kialakulnak, azonban ezek között nincs elválasztó felület, ezért a csőben történő előrehaladásuk közben egymással többször helyet cserélnek. A hagyományos belső bordák lényeges tulajdonsága, hogy a cső belső felületével összemérhető nagyságú felülettel rendelkeznek. A találmány szerinti szerkezet újdonsága abban van, hogy a beik) bordák felülete ennél lényegesen kisebb, ezért a hőátadás szempontjából a bordáknak nincs szerepük. A hagyományos belső bordák anyaga jó hővezető fém. A találmány szerinti szerkezetnél a hővezetésnek nincs szerepe, ezért az műanyagból is készülhet. A találmány tárgya: szerkezet hőcserélők csöveiben áramló viszkózus folyadékok hőátadási tényezőjének javítására, amely a cső belsejében kialakított terelőelemekkel rendelkezik. A találmány lényege abban van, hogy a szerkezet a cső belső falán áramló határréteget a cső belseje irányába terelő terelőcsatornákkal ellátott, a cső belső terét a cső tengelyére merőleges szakaszokra osztó terelőelemekkel rendelkezik. A találmány egy előnyös kiviteli alakja szerint a terelőelemek rögzítőhuzalhoz vannak rögzítve, melyek tögzítőelemek útján vannak a csőhöz kötve. A találmány egy másik előnyös kiviteli alakja szerint a terelőelemek a rögzítőhuzalokhoz kapcsolódó, periodikus mozgás végzésére alkalmas önmagában ismert szerkezethez vannak kötve. A találmány másik előnyös kiviteli alakja szerint a rögzítőhuzalok rugóhoz csatlakoznak, és a cső a közeget perodikusan áramoltató önmagában ismert szerkezethez csatlakozik. A találmány újabb kiviteli alakja szerint a közeget periodikusan áramoltató szerkezet egy külső energiaforráshoz csatlakoztatott elzárószerkezet. A találmány másik előnyös kiviteli alakja szerint a közeget periodikusan áramoltató szerkezet az áramló közeg energiája által működtethető önmagában ismert elzárószerkezet. A hőcserélők csöveiben áramló viszkózus folyadékok hőátadási tényezőjének javítására szolgáló találmány szerinti szerkezet legfontosabb előnye az ismert hasonló rendeltetésű bordás szerkezetéhez képest, hogy a hőcserélő ellenállását, súlyát és ezzel az előállítási költséget is növelő cső-hossztengely irányú bordázat helyett olyan szerkezetet javasolunk alkalmazni, amely az olaj lamináris áramlásával kialakuló határréteget leválasztja a cső faláról és ennek helyére a cső középső részéről melegebb olaj odaáramlását biztosítja. A találmány szerinti szerkezet egyszerű, olcsó elemekből készíthető, amelyek sem a berendezés súlyát, sem az előállítás költségráfordítását jelentősen nem növelik. A találmány szerinti szerkezet alkalmazásának legfontosabb előnye végeredményben a hőcserélő hőátadási tényezőjének hatékony növelésében van. A találmány szerinti szerkezet példakénti kiviteli alakját rajz alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti szerkezet egy lehetséges kiviteli alakját szemlélteti oldalnézetben csőbe szerelve, a 2a. ábra és 2b. ábra a terelőelem egy további kiviteli alakját szemlélteti perspektivikus, illetve feiülnézetben, a 3. ábra a találmány szerinti szerkezetnek egy további kiviteli alakját ábrázolja csőbe szerelt üzemállapotban. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
