190514. lajstromszámú szabadalom • Réteges felépítésű hőgát
1 190 514 2 A találmány tárgya réteges felépítésű hőgát csatorna-, cső- és tartályfalak, különösen belsőégésű erőgépek, így például Diesel-motorok égéstermékvezetőjáratainak hőszigetelésére, amely a járatfalat körülvevő, legalább egy lemezelemet és a járat nyomvonalával egyközepű, pangó levegővel, gázzal vagy más hőszigetelő tulajdonságú anyaggal kitöltött lényegében zárt tere(ke)t képező legalább egy hőszigetelő réteget tartalmaz. Ismeretes, hogy belsőégésű erőgépeknél, különösen például a különböző feltöltéses Diesel-motoroknál az égéstereket elhagyó kipufogó gázok még igen jelentős hőenergiát tartalmaznak. így ezeket a kipufogó gázokat a hengerfej égéstermékvezető csatornáiban és a kipufogó gázvezetékben is vízzel hütik, hogy a járatokat tartalmazó szerkezeti egységek höterhelését elviselhető szinten lehessen tartani. Ismert turbófeltöltéses motorok kipufogó gázvezetékeit esetenként ugyan mérsékelten hőszigetelik, de a hengerfej kipufogó csatornája és a gázturbina ház is intenzíven vízzel hűtött. A kipufogó gázok hőtartalmát a hűtővíz jelentősen elvonja, így azok utóhasznosítására figyelembe vehető hőenergiamennyisége erősen lecsökken. Felismerésünk szerint az utóhasznosítási célokra felhasználható hőenergia számottevően megnövelhető lenne, amennyiben a forró közegvezető járatokat hatékony és a bennük uralkodó üzemi és terhelési viszonyokat tartósan jól elviselhető hőszigeteléssel látnánk el, amely megakadályozná a járatok és az azokat befogadó szerkezeti egységek, így különösen öntvényházak túlzott terhelését, azaz meg nem engedhető magas hőmérsékletekre való felhevülését anélkül, hogy ehhez a távozó kipufogó gázok magas hőtartalmát az utóhasznosítás lehetőségét kizáró vagy legalábbis erősen korlátozó következménnyel intenzív vízhűtés útján csökkenteni kellene. Megállapítható, hogy a fentiekben körvonalazott felismerés a belsőégésű erőgépek körénél jóval tágabb műszaki területre is kiterjeszthető, minthogy a legkülönbözőbb hőenergetikai rendszerekben találkozunk azzal a kényszerű intézkedéssel, hogy elsődleges hasznosítási feladatukat már betöltött vagy ilyenek során melléktermékként keletkező forró közegek, különösen gázok, gőzök vagy folyadékok (még) magas hőtartalmát elvezetésük vagy közbenső tárolásuk során csak azért kell hűtés útján lecsökkenteni, hogy az ezen magas hőtartalmú közegekkel átjárt ill. érintkező szerkezeti elemek és egységek túlzott hőterhelését elkerüljék. Belátható, hogy az ilyen esetek túlnyomó többsége esetén is jelentősen növelhetők lennének a (másodlagos) utóhasznosítás esélyei és lehetőségei, ha a környezetre ható hőterhelést az érintett járatok, különösen csatorna-, cső- és tartályfalak megfelelő hatékony hőszigetelésével a mindenkori áramoltatott vagy tárolt közeg hőtartalmának lehető legjobb megőrzése mellett lehetne a megengedhető határértékek alatt tartani. A fő problémát megfigyeléseink szerint az jelenti, hogy az érintett közegvezető járatok általában bonyolult geometriai nyomvonalvezetésűek, számos kanyarulattal és elágazással rendelkeznek, öntvény- és egyéb testek belsejében vannak kialakítva, ennélfogva gyakran szűkek és nehezen vagy nem hozzáférhetőek. Áramlási gépekben és különösen robbanómotorokban ezenfelül még az áramló közegek igen gyakran pulzáló, jelentős belső nyomással jellemezhetők, így a járatokat, különösen járatfalakat dinamikusan is terhelik. Nehézséget okoz tehát mindmáig olyan hatásos, kis helyigényű és az említett dinamikus, valamint hőterheléseket is tartósan elviselő hőszigetelés ill. hőgátak kialakítása, amelyek alkalmazásával a fentiekben körvonalazott felismerésünk gyakorlatilag is széles körben kiaknázható lenne. Közismerten jó hőszigetelési tulajdonságokkal bíró réteges felépítésű hőgátak több forrásból is ismeretesek. A 99 721 lsz. magyar szabadalmi leírás például a szigetelést sejtszerű építőegységekre aprózó rekeszelemekből felépítő légréteges hő- és hangszigetelést ismertet, ahol az egyes szigetelőegységeknek legalább egy olyan fala van, amely a légburkolat rétegvastagságának irányába esik, és amely egyúttal a légréteg vastagságát biztosító távolságtartóul szolgál. Ezzel a megoldással közegvezető csővezetékek köré akár többrétegű hőszigetelő (ül. hangszigetelő) burkolat vihető fel. A 23 61 036 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírás olyan réteges kialakítású hőszigetelő elemet ismertet, amely egy közegszállító csővezeték köré felhelyezhető koncentrikus csőelemek együtteséből áll. Az egyes csőelemek közötti hengergyűrűalakú terekben pangó légrétegek vannak, a csőelemeket távolságtartók rögzítik radiális helyzetükben, míg a meghatározott hosszúságban előregyártott hőszigetelő elemek változó csőhosszak köré helyezhetőségét és a szükséges dilatációs mozgásszabadságot azzal biztosítják, hogy a hőszigetelő elemek hosszmérete teleszkópszerű kialakításuk következtében bizonyos mérethatárok között változtatható. Az 1283329 sz. brit szabadalmi leírásból olyan, elsősorban atomerőmüvek nagyátmérőjű csővezetékeinek külső felülete köré felhelyezhető hőszigetelés ismerhető meg, amely elemi méhsejt formájú egymáshoz illeszkedő csövekből álló csőkötegként van többrétegűén kialakítva. Előnye, hogy viszonylag igen kis anyagmennyiség beépítésével kiváló hőszigetelő hatást biztosít, amit még tovább fokoz, hogy a hőszigetelés elemeinek csak kisebb hányada érintkezik közvetlenül a forró falfelülettel. A fenti ismert és hivatkozott réteges högát ill. hőszigetelés kialakítások azonban rendre nem alkalmasak járatok, ill. csővezetékek iránytörések, könyökök és térbeli idomok, becsatlakozások tartományaiban történő hőszigetelésére. Ugyancsak nem alkalmazhatók viszonylag szűk járatok belső felületi hőszigeteléséhez sem, mivel egyrészt terjedelmesek, másrészt nyomás- és dinamikai terhelésekkel szemben nem ellenállók és szerelésük is helyigényes. A találmány célja az ismert megoldások hiányosságaitól mentes olyan réteges felépítésű hőgát kialakítása, amely a bevezetőben körvonalazott felismerés lehető legszélesebb területen történő hasznosítását teszi lehetővé elsősorban azáltal, hogy bonyolult nyomvonalvezetésü közegszállító járatok belsőfali hőszigetelésére alkalmas, nagyfokú mechanikai és hőterhelhetőség egyidejű biztosítása mellett. A kitűzött célt olyan tárgyi réteges felépítésű 5 10 15 2C 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
