194389. lajstromszámú szabadalom • Rotációs hőcserélő
1 194.389 2 nek a 4 térből történő elvezetésére 6 csőcsonk szolgál. Mindkét 5 és 6 csőcsonk az 1 házon van rögzítve. A 2 forgórészt 7 szfjtárcsa segítségével hozzuk forgásba. A 2 forgórész forgástengelye mentén 8 állórész van beszerelve, amely a 2 forgórész belső felületével gyűrűalakú 9 teret alkot a viszkózus folyadék, például butadién kaucsuknak benzolvan való oldata átáramoltatása számára. A 9 tér az oldat bevezetésére szolgáló 10 kamrával és az oldat elvezetését szolgáló 12 kamrával van összeköttetésben, ahol az előbbi 11 csőcsonkkal, az utóbbi pedig 13 csőcsonkkal van ellátva. Mindkét 11 és 13 csőcsonk a házon van rögzítve. A 10 kamra 14 tömítéssel, a 4 tér pedig 15 tömítéssel van a 3 csapágyhoz képest tömítve. A 8 állórész hossztengelye mentén hengeres 18 doboz van elrendezve, amelynek külső felületén csavarmenet alakú 19 borda van kialakítva a vízáram sebességének növelése érdekében, ami egyúttal a hőátadási tényező növeléséhez vezet. A 18 doboz a 8 állórész belső felületével együtt átvezető 20 teret képez a víz számára. A víznek a 20 térbe történő bejuttatása 21 cső segítségével történik, ami a vízáramot bejuttató 22 csőcsonkkal van ellátva, és a 18 dobozon van rögzítve. Az elhasznált vízáramnak a 20 térből történő kivezetése üreges, a 8 állórészen rögzített 23 csőcsonkon és erre erősített 24 csőcsonkon keresztül történik. A gyűrűalakú 9 térben a 8 állórész hossztengelyéhez képest szabadon elfordítható 25 keret van elrendezve. Ahogy a 2. ábrán látható, a 25 keret mindegyik 28 rúdján 26 és 27 kaparók vannak csuklósán elhelyezve, ahol a 26 kaparók a 8 állórész külső felületével, míg a 27 kaparók a 2 forgórész belső felületével állnak érintkezésben. A 25 keret szabad forgását 29 és 29a tengelyagy teszi lehetővé. Az utóbbiak a 23 csőcsonkon és 29b tengelyen szabadon vannak elrendezve. A 25 keret a 29 és 29a tengely agyra van rögzítve. A találmány értelmében a rotációs hőcserélőben a 25 keretet fékező 30 készülék van elrendezve, aminek a 25 keret 32 talprészén a 8 állórész hossztengelyéhez képest koncentrikusan körben futó 31, 31a, 31b és 31c peremei, valamint a 8 állórész hossztengelyéhez képest szintén koncentrikusan a 8 állórész homlokfelületein körben futó 33,33a és 33b peremei vannak, ahol ez utóbbiak a 31, 3la, 31b és 31c peremek közötti térbe nyúlnak' bele. Ilyen módon labirint-elrendezés jön létre, amin a viszkózus folyadék, például a butadién kaucsuknak benzolvan való oldata átáramlík. A 31, 31a, 31b és 31c, valamint 33, 33a és 33b peremeket célszerű lyuggatott kivitelben elkészíteni, de átmenő 35 és 36 réseket is elkészíthetünk rajtuk, ahogy ez a 3. ábrán látható. A találmány szerinti rotációs hőcserélő ismertetett kiviteli alakja a következőképpen működik. Az 5 csőcsonkon keresztül az 1 ház belső felülete és a 2 forgórész külső felülete által határolt gyűrűalakú 4 térbe jut a vízáram. Az elhasznált vizet a 6 csőcsonkon át vezetjük el a 4 térből. A második vízáram a 22 csőcsonkon és a 21 csövön át a 20 térbe tut, innen az elhasznált vízáramot a 23 és 24 csőcson- Lon keresztül vezetjük el. Eközben a csavarmenet alakú 19 bordán való áthaladás közben a vizáram sebessége megnövekszik, aminek révén nagyobb lesz a hőátadási tényező is. A butadién kaucsuknak benzolban való oldata a 9 térbe, azaz a két hőcserélő felület közötti térbe jut, méghozzá a vízáramokhoz képest ellenáramban. Az oldat bevezetése a 11 csőcsonkon át a 10 kamrába történik, amely homlokoldalán 14 tömítéssel van ellátva, innen a gyűrűalakú 9 térbe jut, ahol* lejátszódik a hőcsere az oldat árama és a vizáram között, amely utóbbi a 4 és 20 tereken áramlik át. A végtermék elvezetése a 12 kamrán és a 13 csőcsonkon keresztül történik. A 7 szíjtárcsa által forgásba hozott 2 forgórész a 25 keretet is forgatja a létrejövő forgatónyomaték következtében, amely a 27 kapar óknak a 2 forgórész belső felületén való érintkezése következtében keletkezik. Ennek a forgatónyomatéknak hat ellene a 25 keret fékezőnyomatéka, ami a 26 kaparóknak a 8 állórész külső felületén való érintkezése következtében keletkezik. Ez a fékezőnyomaték azonban viszonylag kicsi, ehhez járul az a lényegesen nagyobb nyomaték, ami az oldatnak a 31,31a, 31b, 3Ív, valamint 33, 33a és 33b peremek által alkotott labirint-elrendezésen történő kiáramláskor keletkezik. Az oldat viszonylag nagy viszkozitása esetén itt tekintélyes fékezőnyomaték keletkezik. További növekedését okozzák ennek a nyomatúknak az átmenő 3 5 és 36 rések, amik az oldat áramában hidrodinamikus pulzációt okoznak, ez pedig tekintélyes energiamennyiséget emészt fel. Ezen a módon a 26 és 27 kaparókkal ellátott 25 keret szögsebessége lényegesen kisebb, mint a 2 forgórész szögsebessége. Ezért a 27 kaparóval való lehúzás sebessége a 2 forgórész belső felületén igen nagy lesz. Minthogy a gyűrűalakú 9 tér viszonylag szűk, a 27 kaparónak a 2 forgórész belső felületével való együttműködése miatti turbulencia és makroörvények olyannyira intenzívek, hogy nagy hőátadási tényező adódik nemcsak a 2 forgórész felületén, hanem a 8 állórész felületén is. A nagy hőátadási tényező eléréshez természetesen nagy hőátadási tényezőnek kell lenni a vízárammal érintkező felületen keresztül is. A találmány szerinti rotációs hőcserélőben olyan hidrodinamikus szituációt hozunk létre, ami ennek a követelménynek maradéktalanul eleget tesz. Az 1 ház és a 2 forgórész közötti gyűrűtérben keletkező Tylor-örvények miatt rendkívül nagy hőátadási tényező jön létre a 2 forgórész felületén át a vízáram felé is. A 8 állórész felületén való nagy hőátadási tényezőt erősíti a vízáramnak a 8 állórész terében spirál alakban, nagy sebességgel történő kényszermozgása is, amit a csavarmenet alakú 19 borda hoz létre. Nagy hőátadási tényezők létrehozásához másik lehetőség a párolgó hűtőközeg vagy kondenzálódó hővivő alkalmazása. Ebben az esetben nincsen szükség a csavarmenet alakú 19 bordára. Szabadalmi igénypontok 1. Rotációs hőcserélő, amelynek házában a ház belső felületével együtt hűtőfolyadékot áramoltató teret képező koaxiális forgórész és ezen belül a forgórész belső felületével együtt viszkózus folyadékot áramoltató teret képező állórész van, ez utóbbi térben a középtengelyhez képest szabadon forgó, kaparókkal ellátott keret van,.ahol a kaparók egyik része az állórész külső felületével, másik része a forgórész belső felületével van érintkezőben, az állórésznek pedig vele egytengelyű, belső felületével együtt a hűtőfolyadékot áramoltató teret képező doboza van, amelynek kívül csavarmenet alakú bordája van, azzal jelle-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
