193594. lajstromszámú szabadalom • Forgó hőcserélő
193594 A találmány a vegyi gépgyártás területére vonatkozik és tárgya forgó hőcserélő. A jelen találmány alkalmazása elsősorban viszkózus folyadékoknak, mint például polimeroldatoknak, nagymolekulájú anyagok, például szintetikus kaucsuk előállítása során történő feldolgozásánál célszerű. Viszkózus folyadékok feldolgozásánál komoly problémát jelent a hőcsere intenzívebbé tétele. A hőátbocsátási tényezők az ilyenfajta folyadékok nagyobb sebességgel való áramoltatásának nehézségei következtében és a hőcserélőfelületeken létrejövő lerakódás nagy vastagsága miatt igen alacsonyak. Az ismertetett probléma megoldására irányuló kísérletek vezettek azoknak a forgó hőcserélő berendezéseknek a kifejlesztéséhez, amelyek jelenleg igen elterjedtek. A 2 001 083 sz. USA-beli szabadalmi leírásban ismertetett hőcserélőnek egy hengeralakú háza van, amit egy köpeny vesz körül a hűtőközeg számára. A ház belsejében, azzal koaxiálisán egy forgó hengeralakú elem van beépítve, amely szintén a hűtőközeg átáramlását segíti elő. A ház belső fala és a hengeralakú elem külső fala közötti gyűrűalakú tér a feldolgozandó, jelen esetben a lehűtendő folyadék áramoltatására szolgál. Ily módon a hőcsere egyrészt a ház belső falán, másrészt a hengeralakú elem külső falán keresztül megy végbe. A szóbanforgó hőcserélő azonban nem biztosítja nagyobb hőátbocsátási tényezők elérését amiatt, hogy a viszkózus folyadékok lehűtésekor a gyűrűalakú teret határoló hőcserélőfelületeken jelentős vastagságú lamináris határréteg rakódik le, ami megakadályozza a hőcsere intenzívebbé válását. Polimeroldatok feldolgozásánál ez pl. oda vezet, hogy ezeken a felületeken egy idővel mindinkább vastagabbá váló polimerréteg rakódik le, ami a hőcserélő felületek időszakos megtisztítása céljából a berendezés nagy ráfordítást igénylő szétszerelését teszi szükségessé. A hőcserélési folyamat intenzívebbé tételére sikerült egy forgó hőcserélő-konstrukciót kifejleszteni, amit az 1 064 735 sz. szovjet szerzői tanúsítvány ír le. Ennek az ismert hőcserélőnek van egy háza, amelynek belsejébe olyan rotort szereltek be koaxiálisán, amely a ház belső falával egy teret képez a hűtőközeg átáramlásához, emellett a hőcserélőben egy, a rotor fogótengelyének hosszában beszerelt állórész található, amely a rotor belső falával egy másik teret képez valamely hőhordozó viszkózus folyadékának áramoltatására. Az állórész hossztengelyének mentén hengeres dob található, külső felén spirálisan futó éllel. Az állórész belső fala és a hengeralakú dob külső fala gyűrűalakú teret képeznek a hűtőközeg áramlásához. A viszkózus folyadék áramoltatására szolgáló gyűrűalakú térben hántolókkal ellátott keret van beszerelve, amely szabadon felfekszik az állórész csap1 2 jaira. A hántolok csuklósán vannak ehhez a lengőkerethez rögzítve. ‘Xmint a rotor forogni kezd, a keret a hántolckkal szabadon elfordul. Tehetetlensége következtében a keretnek kisebb a szögsebessége, mint a rotornak, így egyidejűleg mindkét hőcserélőfelület megtisztul. \z ismertetett hőcserélő nagy hatékonyságú hőcserét tesz lehetővé a feldolgozandó viszkózus folyadék és a hűtőközeg között a hőcserefelületnek a berendezés térfogatához viszonyított kielégítő mértékű aránya mellett. A forgó hőcserélőnek ilyenfajta konstrukciója azonban nem teszi lehetővé, hogy a viszkózus folyadék és a hűtőközeg közötti hőcserét intenzívebbé tegye, mivel a hántolókkal ellátott keret és a rotor szögsebessége közötti különbség állandó. Ennélfogva a kerületi sebesség növelését célzó feltételeket a rotor belső falának hántolókkal történő lekaparása által nem sikerült elérni. Célunk a találmánnyal a viszkózus folyadékok hőcseréjének intenzívebbé tétele. A találmány által megoldandó feladat olyan forgó hőcserélő létrehozása, amelynél a keret és az állórész szerkezeti megváltoztatása által a hántolókkal ellátott keret forgási sebességének csökkentését érjük el, ami a hőcserefolyamat intenzívebbé válását eredményezi. \ kitűzött feladatot azáltal érjük el, hogy egy forgó hőcserélőben, amelynek házában koaxiálisán egy, a ház belső falával hűtőközeg átáramlására szolgáló teret képező rotor és egy, a rotor forgástengelye mentén felszerelt állórész van elrendezve, amely a rotor belső falával szintén egy teret képez valamely viszkózus folyadék átáramoltatására, és ezen térben az állórész hossztengelyéhez viszonyítva szabadon elforduló, hántolókkal ellátott keret van felszerelve, ahol a hántolok egy része az állórész külső falával, míg a másik része a rotor belső falával érintkezik, és emellett a hőcserélőnek, egy, az állórész hossztengelye mentén felszerelt és annak belső falával a hűtőközeg áramoltatására szolgáló teret képező, spirálalakú éllel ellátott hengeres dobja van, a találmány értelmében egy, a keretet fékező szerkezet van beépítve, amelyet legalább egy, önmagában ismert folyadékkapcsoló képez, amelynek szivattyúkereke a keret állórész felé néző homlokold Pára van felerősítve,és az állórész homlokoldalára a folyadékkapcsoló turbinakereke var felerősítve. Az ilyenfajta konstrukcióban kialakított forgó hőcserélő hatékonyabbá teszi a hőcserét a viszkózus folyadék és a hűtőközeg között a hántolókkal felszerelt keret forgási sebességének fékezéssel való csökkentése révén, amelyet a hidrodinamikus nyomaték vált ki. Ez a nyomaték a rögzített turbinakerekek és a folyadékkapcsoló forgó szivattyúkerekeinek együttműködéséből származik és iránya ellentétes a hántolókkal felszerelt keret forgónyomaté-2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
