192473. lajstromszámú szabadalom • Gázüzemű melegvíz kazán
1 192473 2 A találmány gázüzemű melegvízkazán fűtési célra és használati melegvíz termelésére, amelynek gázégővel fűtött tűztere, valamint a víz fölmelegítésére szolgáló víztere van, a kazántest táskaelemből fölépített táskákat tartalmazó hőcserélő, a hőcserélő táskák 5 egymással összeköttetésben vannak. A tfíztér oldalfalai kettős határoló fallal rendelkeznek, a kazán vízterét a táskák belső tere és a tűztér kettős oldalfalai közötti tér, míg a kettős határoló falat célszerűen a szélső táskák nyúlványa alkotja. A víztér a fölmelegíten- 10 dő vizet bejuttató vízbevezető csonkkal és a már fölmelegített víz eltávozására szolgáló vízelvezető csonkkal rendelkezik. A vízbevezető és vízelvezető csonkok a kettős határoló falhoz kapcsolódnak, a táskaelemek pedig a táskaelemek közötti összeköttetést szolgáló 15 nyílásokkal vannak ellátva. A gáz energiahordozók előnyös tulajdonságai miatt a gáztüzelés egyre inkább terjed, mind az iparban, mind pedig a lakossági felhasználás körében. Hasonló célokra lemezes, öntött és füstcsöves 20 rendszerű gázkazánok ismertek. Utóbbiak fajlagos anyagfelhasználása, mérete és szállítási jellemzői, valamint hatásfoka lényegesen kedvezőtlenebbek, mint a megfelelő kialakítású lemezkazánoké. Az előzőektől eltérő a 163.971 lajstromszámú ma- 25 gyár szabadalmi leírásban ismertetett örvényzónás rendszerű lemezkazán. E kazánnak két közel egytengelyűén elhelyezett forgástest alakú víztere van, és a két víztér között alakul ki a füstjárata. E füstjáratban az áramlás terelésére füstgáz terelők kerülnek elhelye- 30 zésre (ebből csak az elvi jelölés látszik a leírásban). E megoldás hátránya, hogy a hengeres víztér a táskás víztérhez képest kedvezőtlen, lényegesen kisebb fajlagos hőátadó felület beépítését teszi csak lehetővé, amit az áramlásterelő elemek nem tudnak ellensúlyoz- 35 ni. Kedvezőtlen az is, hogy ezek az elemek éppen a hőátadás szempontjából legintenzívebb lehetőséget adó tűztérben nem helyezkednek el, továbbá az, hogy csak speciális funkciót látnak el, nem szolgálnak a hőátadás és a szerkezeti szilárdság egyidejű növelésére. 40 Ugyancsak táskaelemekből van felépítve a 185.529 lsz.-ú magyar szabadalmi leírásban ismertetett kazántest. Ez az előzőekben említett kazán kazántestének kialakításától elsősorban abban különbözik, hogy a tűztér és füsttér minden oldalról víztérrel van körül- 45 véve. A hőátadás a füstgáz és a víztér között ez esetben is a táskákat alkotó „sima”, peremes lemezfelületek mentén történik. A hőátadás intenzitását fokozó, szilárdsági jellemzőket javító szerkezeti kialakítást nem tartalmaz. 50 A 3,756.202 lsz.-ú USA szabadalmi leírás füstcsöves kazán, amelyben az égéstermékek a hagyományos hengeres csövek helyett téglalap keresztmetszetű csőkötegen áramlanak keresztül. A lapos lemezcsövek kívülről rájuk ható víznyomásnak vannak kitéve. 55 Ennek kivédésére egymáshoz támaszkodó, sűrű kinyomásokra van szükség, ami áramlási és tisztíthatósági szempontból egyaránt kedvezőtlen. A számos ismert gázkazán között fejlettsége, műszakilag jó hatásfoka és gazdaságossága folytán egyér- 60 telműen kedvezőek azok a tapasztalatok, amelyet a 153.489 lsz.-ú magyar szabadalmi leírásban ismertetett berendezéssel szereztek. A kedvező tapasztalatok ellenére sem lehet azonban azt állítani, hogy a szóban forgó ismert berendezéssel megtörtént volna a 65 lehetőségek maximális kiaknázása. Az említett gázkazán ún. táskaelemekből van fölépítve, amelynél a hőhordozó szerepet az egyes táskák között áramló füstgáz, valamint a táskákon belül áramló melegvíz töltik be. A két közeg között hőcsere zajlik le, mégpedig a nagyobb hőmérsékletű füstgáztól a víz irányába. A hőcsere hatásfoka többek között a két közeg hőmérsékletkülönbségén, a közöttük lévő elválasztó felületek méretén és anyagán múlik, de jelentős mértékben befolyásolja az elválasztó felületek és a közegek közötti ún. hőátadási tényező is. Azonos körülmények között - mint az közismert - a vízoldali hőátadási tényező esetenként nagyságrendileg is kedvezőbb a füstgázoldali hőátadási tényezőnél. A jelenleg ismert lemezkazánok jelentősen továbbfejleszthetők a kazántestnek a hőátadási viszonyokat segítő speciális kialakításával, melynek révén nő a hőátadásban részt vevő felületek részaránya, megvalósítható a hőhordó közegek kedvező áramlási iránya és javítható azok turbulencia foka, elkerülhető vagy csökkenthető a káros páralecsapódás a hőátadó felületeken, javulnak a szilárdsági jellemzők, továbbá az élettartam, az üzembiztonság és a geometriai méretek tűrésének pontossága. Mindezek hatására nő a kazán hatásfoka, javulnak üzemi jellemzői, csökken az energia- és anyagfelhasználás, valamint az üzemeltetési és a szállítási költségek. A találmány célja olyan gáztüzelésű kazán kifejlesztése, amely megtartja a már említett legkedvezőbb ismert gázkazánok előnyös szerkezeti és működésbeli tulajdonságait, továbbfejleszti és megjavítja a hőcsere intenzitását, a felületek menti eloszlását, a fajlagos anyagfelhasználását és a szerkezet szilárdságát, és így a befektetett energia még kedvezőbb kihasználását eredményezi a fűtés és a használati melegvíz előállításában egyaránt. A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy a célul kitűzött hatékonyság növelés legegyszerűbben azáltal hajtható végre, ha a már említett lényegesen kisebb füstgázoldali hőátadási tényezőt tesszük kedvezőbbé és/vagy a füstgázoldali hőátadási felületet növeljük meg. Mindkét intézkedés ugyanis a kazán ún. fajlagos hőteljesítményét, másszóval hatásfokát javítja. Része a találmányi gondolatnak az is, hogy a kazán fajlagos hőteljesítményének növelésére sajátságosán kialakított bordázatot és/vagy felületérdesítést célszerű alkalmazni, amely a hőteljesítmény javításán túlmenően segíti a kondenzáció elkerülését, és egyidejűleg szilárdsági és szerkezetkialakítási előnyökkel is járhat. Ez az intézkedés még tovább szuperponálható az áramlási keresztmetszetek kedvező kialakításával, ami ugyancsak a hőteljesítmény és a kondenzáció elkerülésének javára szolgál. A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti gázüzemű melegvízkazán fűtési célra és használati melegvíz termelésére - amelynek gázégővel fűtött tűztere, valamint a víz fölmelegítésére szolgáló víztere van, a kazántest táskaelemekből fölépített táskákat tartalmazó hőcserélő, a hőcserélő táskák egymással összeköttetésben vannak, a tűztér oldalfala kettős határoló fallal rendelkeznek, a kazán vízterét a táskák belső tere és a tűztér kettős oldalfalai közötti tér, míg a kettős határoló falat célszerűen a szélső tás-2
