189116. lajstromszámú szabadalom • Alsóégésű atmoszférikus vízmelegítő kazán, különösen gáztüzelésre
1 189 116 2 A találmány tárgya alsóégésű atmoszferikus vízmelegítő kazán, különösen gáztüzelésre, amellyel a levegőt szennyező égéstermékek mennyisége csökkenthető, a hatásfok növelhető, és a kazán előállítási módja, vagyis a gyártási technológia a hagyományos kazánok gyártási technológiájához viszonyítva lényegesen olcsóbbá és egyszerűbbé tehető. Ismeretes, hogy a különböző fűtőrendszerekben elégetett fűtőanyagok elsősorban a tökéletlen égés következtében jelentős mennyiségű környezetszennyező anyagot juttatnak a levegőbe. A „szmogénak nevezett légszennyező anyagok mennyisége a fűtési időszakokban egyes nagyvárosokban riasztó méreteket öltött. Ennek okai között jelentős szerepet játszanak az elavult fűtőrendszerek, köztük a rossz hatásfokkal üzemelő kazánok is. A szakirodalom számos atmoszferikus vízmelegítő kazánfajtát ismertet, amelyek általában szén, koksz, olaj vagy gáz elégetésével szolgáltatják a vizet melegítő hőenergiát. Az ismert kazánok felépítésüket tekintve két nagy csoportba sorolhatók. Az első csoportba a táskás kazánok, a másodikba pedig az álló füstcsöves kazánok tartoznak. Mindkét kazántípus közös jellemzője, hogy tüzelőterükben fűtőanyagokat égetnek el, a fűtőanyagok lángját vízköpenyekből - táskákból - vagy vízzel telített csövekből kialakított víztér mellett vezetik el, majd az égéstermékeket füstjáratokon át a kéménybe juttatják. Táskás rendszerű kazánt ismertet a 153 484 sz. magyar szabadalmi leírás, amely szerint a vízteret szemkiképzéssel és hegesztéssel egymáshoz rögzített táskák alkotják. Az egyes táskák falai között 2-3 mm-es rések vannak az égéstermékek elvezetésére. A két szélső táska egyben a kazán két oldalát is képezi, a többi oldal pedig sík lapokkal van határolva. Ezt a kazántípust kifejezetten gáztüzelésre fejlesztették ki fűtés és használati melegvíz előállítása céljából. Ennek a kazántípusnak szembetűnő hiányossága, hogy a táskák összehegesztése - a köztük levő keskeny rések miatt - csak kezdetleges technológiával belülről végezhető el. Ugyancsak a rések közötti kicsiny távolság idézi elő azt a további hátrányt is, hogy az áramló égéstermékek korom formájában a táskák oldallapjain lerakódnak, aminek következtében a rések eltömődnek, a huzat útja elzáródik. A táskák meghibásodása, pl. megfolyósodás esetén a kazán javíthatatlanná válik, mivel a táskák cseréjét éppen a hegesztési varratok elhelyezkedése miatt elvégezni nem lehet. Hasonló kazánt ismertet a 171 720 sz. magyar szabadalmi leírás is, amely szerint a vízteret a kazánban több füstjáratot határoló vízköpeny alkotja, és a tüztér, amelyet lemezfal vesz körül, a vízköpenyen kívül van elrendezve. A vízköpenyt alkotó falakat kisajtolt szemekből és hegesztési varratokból álló távtartók támasztják ki. A víztérben több zárt és egymással párhuzamos füstjárat helyezkedik el, amelyek metszete négyzet vagy téglalap ala7 kú. Ezeken a füstjáratokon át távoznak az égéstermékek. Ennek a kazántípusnak is mind összeépítés, mind javíthatóság szempontjából a korábban leírtakéval azonos hiányosságai vannak. Az álló füstcsöves kazánok köpenydobban függőlegesen, vagy közel függőlegesen álló füstcsövei vannak, egymás mellett, egymással párhuzamosan elrendezve, és azok csőkötegfallemezzel vannak alul és felül összeerősítve. A füstgáz a csövek belsejében áramlik fölfelé, a víz pedig a köpennyel körülvett csövek közötti térben van. Hogy az égéstermékek ne jussanak könnyen a kéménybe, mindegyik füstcsőbe áramlást késleltető láncszerkezetet bocsátanak le, amely az égéstermékek gyors eltávozását hivatott megakadályozni. Ezzel a kazántípussal lassítható ugyan az égéstermékek távozása, de a láncszerkezetre lerakódó korom a füstjáratokat esetenként teljesen elzárhatja-Az ismert kazántípusok használata esetén közös hátrányként jelentkezik, hogy az égéstermékek - két okból kifolyólag - jelentős mennyiségű elégetlen tüzelőanyaggal együtt távoznak a levegőbe. Az egyik ok az, hogy a lemezekkel határolt víztér homlokfelületeibe ütköző láng ott, - a meleg vizet határoló, de a lánghoz képest „hideg” felületen - annyira lehűl, hogy alkotói nem tudnak kiégni, vagyis elégetlenek maradnak, korom formájában a tűztér falára lerakódnak, vagy a füstjáratokon át a kazánból elégetlenül távoznak. A tüzelőanyag csupán részleges elégésének másik oka, hogy a tüzelőanyagnak a homlokfelületeken lehűlt és el nem égett részei a füstjáratokban nem képesek újra annyira felmelegedni, hogy a teljes égés bekövetkezzék, hanem a füstjáratokon gyorsan átjutva a levegőbe kerülnek. Ezek az elégetlen részecskék okozzák egyrészt a hatásfokromlást, másrészt pedig a légszennyezést. A találmánnyal az a célunk, hogy a fenti hiányosságokat kiküszöböljük. Olyan alsóégésű, atmoszferikus vízmelegítő kazánt kívánunk kidolgozni, amely könnyen szerelhető, könnyen javítható és az égés tökéletesítésével a környezet szennyezése gyakorlatilag megszüntethető. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy az ismert kazánok használata esetén csak részben van biztosítva az égés ismert három alapfeltétele. Az éghető anyag és a levegő oxigénje adva van ugyan, de a gyulladási hőmérséklet, amelynek a teljes égéséhez nemcsak kezdetben, hanem mindvégig meg kellene maradnia, a vízzel érintkező homlokfelületeken nem marad meg. Ha megakadályozzuk, hogy a láng a vízzel érintkező homlokfelületekbe ütközzön és lehűljön, továbbá, ha megakadályozzuk, hogy az égéstermékek gyorsan eltávozzanak, és lehetővé tesszük, hogy az el nem égett lángalkotók újra felmelegedve eléghessenek, akkor megnövekedett hatásfokot és gyakorlatilag tökéletes, légszennyezés nélküli égést tudunk elérni. Felismerésünk alapján a könnyű szerelhetőséget és javíthatóságot, valamint a légszennyezés kiküszöbölését olyan alsóégésű, atmoszferikus vízmelegítő kazánnal tudjuk biztosítani, amelynek legalább két víztere van, a vízterek mindegyike kon5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
