193970. lajstromszámú szabadalom • Kazánberendezések kényszeráramoltatású hőcserélővel
193970 1 A találmány tárgya kazánberendezések kényszeráramoltatású hőcserélővel, amely révén a hőátadási ciklus meghosszabbítható, a berendezés energiahasznosítási hatásfoka javítható és egyes részeinek élettartama növelhető. Az ismert kényszeráramoltatású kazánberendezések víztere igen kis térfogatú, kevés vizet tud befogadni, minek eredményeként az ilyen rendszerű kazánberendezéseknek a hőtehetetlensége is kicsi. A kis vízmennyiség, illetve kis hőtehetetlenség azzal a hátrányos következménnyel jár, hogy az ismert kazánberendezések sűrűn ki- és bekapcsolnak, ami az automatikák gyors kopását, elhasználódását okozza. Az ismert kényszeráramoltatású kazánberendezések hibája az is, hogy a hőcserélőknek aránylag kis méretei és a szerkezeti kialakítása következtében a hőcserében résztvevő szerkezeti elemek nem érintkeznek eléggé a tüzelőanyag elégetésénél keletkező lánggal, illetve égéstermékekkel ahhoz, hogy a hőcsere és ennek eredményeként a tüzelési hatásfok jó legyen. A találmány feladata kényszeráramoltatású kazánberendezésekhez használható olyan hőcserélő létrehozása, amely kis méretei ellenére biztosítja a hőcserélő szerkezeti elemeknek és a lángnak, illetve az égéstermékeknek egymással való intenzív érintkezését, a kis vízmennyiség ellenére növeli a kazánberendezés hőtehetetlenségét, továbbá az ismert kazánberendezésekhez viszonyítva meghoszszabbítja a hőátadási ciklust és ezáltal csökkenti az időegységenkénti ki- és bekapcsolások számát, amivel az automaták élettartamát megnöveli. A találmány a kitűzött feladatot olyan hőcserélő létrehozása révén oldja meg, amelynek jellemzője, hogy hőálló lemezből levő palást belsejébe erősített, a láng és égéstermékek útjában előbb egyre csökkenő átmérőjű képzelt kúp palástja mentén, majd az elért legkisebb átmérőtől kezdve egyre növekvő átmérőjű képzelt kúp palástja mentén, végül a legnagyobb átmérő elérésétől kezdve hengeres palást mentén kialakított, spirál alakban hajlított csőkígyója, valamint a hengeres palást mentén levő csőkígyó szakasz és az ehhez csatlakozó, növő átmérőjű kúpos csőkígyó szakasz belsejébe erősített, hőtároló kerámia teste van. A találmány szerinti hőcserélő további jellemzője, hogy a csőkígyó hengeres szakasza lamellázva van, és hogy a csőkígyónak a hengeres szakasszal ellentétes végén lévő, legnagyobb átmérőjű két menete hozzáfekszik a hőálló lemezből lévő palást belső felületéhez. A hőcserélő jellemzője az is, hogy a hőtároló kerámia test a hengeres és a növően kúpos csőkígyó szakaszokban ezekkel egytengelyűén van elhelyezve és a kerámia test belső vége kúposra van kialakítva. A találmány szerinti, kényszeráramoltatású kazánberendezésekhez használható hőcserélőt részleteiben a hőcserélőnek egy az áb-2 2 rán vázolt példaképpeni kiviteli alakjával kapcsolatban ismertetjük. Az 1. ábra a hőcserélő egy példaképpeni kiviteli alakjának elvi, vázlatos metszete, részben nézete. Az ábrán látható hőcserélő külső burkolatát hőálló lemezből készített 1 palást képezi, amelybe a hőcserét végző 2 csőkígyó lényegében ismert módon van erősítve. A 2 csőkígyó a be- és kivezető csonkoktól eltekintve három fő szakaszból áll. A tüzelőanyag az 1 palást alatt, gyakorlatilag középen ég és a láng, illetve égéstermékek áramlásának irányában nézve a 2 csőkígyó első szakasza egy képzelt kúppalást mentén kialakított, folyamatosan csökkenő átmérőjű 3 szakasz, a második szakasza a folyamatosan növő átmérőjű kúppalást mentén kialakított 4 szakasz, a harmadik szakasza pedig a 4 szakasz legnagyobb átmérőjű végéhez csatlakozó, ezzel azonos átmérőjű 5 szakasz, amely hengerpalást mentén van kiképezve. A 2 csőkígyó 5 szakaszának spirál alakú meneteire jó hővezető lemezanyagból lévő 6 lamellák vannak felfűzve, amelyek a hőcserélő közepe felé lévő széleiken a hőcserélő belsejébe az 1 palásttal egytengelyűén erősített 7 kerámia test oldalával érintkeznek. A 7 kerámia testnek a 2 csőkígyó 5 szakaszában levő része előnyösen hengeres, a csőkígyó 4 szakaszában levő része pedig kúpos. A kúpos rész kúpszöge gyakorlatilag egyforma a 4 szakasz kúpszögével és a kúpos rész csúcsa a 2 csőkígyó legkisebb átmérőjű részének közelében van. A 2 csőkígyó 3 szakaszának alsó, legnagyobb átmérőjű végén egy vagy több olyan csőkígyó menet van, amely hozzáfekszik az 1 palást belső felületéhez. A kazánberendezés üzemelése közben az ehhez tartozó, vizet keringtető szivattyú állandóan dolgozik, azaz a 2 csőkígyóban a víz folyamatosan áramlik. A tüzelőanyag elégetésekor keletkező láng, illetve égéstermékek a 8 nyíl irányában, fölfelé áramlanak és ütköznek a 2 csőkígyó meneteivel, a 6 lamellákkal és a 7 kerámia testtel, amelyeknek hőtartalmuk jelentős részét átadják. A 2 csőkígyó 3 és 4 szakaszainak menetei egymáshoz viszonyítva úgy vannak kiképezve, hogy minél nagyobb mennyiségű égéstermékkel kerüljenek érintkezésbe és az égéstermékek áramlása közben ezekben örvényléseket hozzanak létre, az átáramlást bizonyos mértékben fojtsák, alkalmat adjanak a nagyobb mértékű hőátadás elérésére. A 6 lamellák szokásos módon a hőcsere növelésére szolgálnak. A 7 kerámia testnek kettős szerepe van. Egyrészt az égéstermékek áramlási útjában növeli a fojtást és az égéstermékeket, főként a 2 csőkígyó 4 és 5 szakaszaiban lévő menetekre tereli, másrészt hőtárolóként magába fogadja a tüzelőanyag elégetésénél keletkező hő egy részét. A hő egy részét részben a felülete mentén áramló égéstermékekből, részben a felületével érintkező 6 lamelláktól veszi át. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
