196258. lajstromszámú szabadalom • Előregyártott elemekből álló tetszőleges helyzetben, alakban és méretben összeszerelhető hőcserélő
1 196 258 2 Az alakzatok kivágások, lyukak, kinyomások, illetve domborítások. A találmány szerinti hőcserélő hátránya, hogy rendkívül sokrétű turbulencia fokozó eleme nagy áramlási veszteséget okoz. A találmány célkitűzése olyan hőcserélő létrehozása, mely az áramlási terek célszerű kialakításával optimális áramlási viszonyokat létesít, s ezzel a hóteljesítmény maximális értékét biztosítja. A találmány elóregyárott elemekből álló tetszőleges helyzetben, alakban és méretben összeszerelhető hőcserélő, melynél az azt felépítő soros, párhuzamos vagy vegyes elrendezésű elemeinek csövei külső oldalukon elrendezett egybefüggő, vagy szerelt kivitelű hőleadó bordákkal a hőleadó bordák folytatásaként, részeként vagy folytonosságának megszakításával kialakított terelóelcmekkel és csőben elhelyezett perdító elemmel vannak ellátva, melynek a höleadó közeget hordozó csövei kiképzett, a hőleadó bordával áramlási függvény szerint meghatározott növekedő szöget bezáró síkú vagy ériniójű terelő elemei a hőleadó bordák között lévő áramlási csatornákat két oldalról részben vagy egészben lehatároló íves kiképzésű, vagy a hóleadó cső közeget hordozó középvonalával szöget bezáró, célszerűen a hóleadó bordákból annak részeként kialakított terelófalai vannak. A hóleadó közeget hordozó cső belsó felületéhez illeszkedő spirál alakú perdító elem menetemelkedése az áramlás irányában csökken. A találmányt ábráink segítségével ismertetjük, ahol az 1. ábra a hőcserélő elem példaképpeni kiviteli alakjának elölnézeti képe, a 2. ábra a hőcserélő elem metszete felülnézetben, í» a 3. ábra a hőcserélő elem metszete oldalnézetben, a 4. ábra a hőcserélő soros összeépítés! formája, az 5. ábra a kör alakú bordás hőcserélő oldalnézeti képe,-a 7. ábra a kör alakú bordás hőcserélő elölnézeti képe. Az 1 hóleadó közeget hordozó cső külső részén vannak elrendezve a párhuzamosan vagy spirál alakban a 2 hőleadó bordák. Ezek a 2 hőleadó bordák az 1 höleadó közeget hordozó csővel egybefüggöek, azaz öntött, mángorolt, stb. kivitelűek, vagy minden egyes 2 hőledó borda külön készül és kerül összeszerelésre pl. a 3 távtartó segítségével. A 2 hőleadó bordákon alakítjuk ki a 4 terelóelemeket, mely a bodák alakjából függően más és máskivitelű. Négyszögletű síkbordák esetében pl. kivágószerszámmal hozzuk létre az. 1—3 ábrákon látható módon, vagy öntött kivitelben a folytonosság megtartásával, míg kör alakú bordák esetében azok folytonosságát pl. az 5 hasítékkal megszüntetjük (6. és 7. ábra) és a bordák végeit hajtva alakítjuk ki a 4 terelőelemeket, mintegy a 2 hőleadó bordák folytatásaként. A 6 áramlási csatornákban lévő höfelvevő közeg haladási irányát a 7 terelófallal befolyásoljuk, mely négyszögletes kialakítás esetén a 2 hőleadó bordák két oldalán helyezkedik el és áramlási irányban ß hegyes szöget zár be a 2 hőleadó borda középvonalával, (1. ábra) kör alakú bordák esetében íves kialakítású (7.ábra). Az 1 hóleadó közegét hordozó csőben történő hőleadást a cső belsejébe helyezett 8 perdítőelcinmel fokozzuk (1. és 7. ábra) kialakításánál, — mely legegyszerűbb alakban drót-spirál — azonban figyelembe vesszük a hőleadó közeg hőfokesését is, ezért a cső mentén annak kilépő szelvénye irányában a 8 perdítőelem menetemelkedését célszerű módon álladóan csökkentjük (6. ábra). A 4 terelőelemek 2 hőleadó bordával bezárt belépésének körzetében kisebb, kilépésének körzetében nagyobb legyen, tehát ab(.<aki fokozatosan növekvő értékben (3. és 6. ábra) azaz abe< <a,<<X2<.........<aa........<<%. A 4 terelóelem felületi kiképzése íves is lehet, ez esetben a értéke a felület érintősíkjára vonatkozik. Az a értékét 5—15 ° között célszerű felvenni. A 3 távtartót célszerű úgy kialakítani, hogy az egyben a 2 hóleadó bordák „tájolását”, pontos leállítását is eszközölje (1. ábra), és az áramlási holttereket kiküszöbölje. Sík kialakítású 2 hóleadó borda esetében a 7 terelőfalat célszerű a 2 höleadó borda részekéni annak anyagából kialakítani, így összeszerelés után azok zárt (esetleg átlapolt) felületeket alkotnak (2. ábra). A találmány szerinti hőcserélő az építőkocka elv alapján tetszőleges hosszméretben pl. a 4. ábrán 'átható soros felépítésben, szélességben, vagy az 5. ábra szerinti vegyes elrendezésben igény szerinti teljesítményben állítható össze. A hócserélő elemeinek kiképzése lehetővé teszi, hogy bármilyen alakban — pl. változó szelvényű térben — beépíthető legyen. Az elemek egyenletes hőterhelése érdekében a 4. ábra látható módon, burkolat nélkül is összeszerelhetjük az elemeket, így a belépő és kilépő keresztmetszetek egyenlőtlensége miatt a nyilakkal jelzett hideg szekunder levegő beáramlása, ezzel az elem egyenletes hóterhelése lehetséges. A találmány létrehozása azon fizikai törvényszerűségen alapszik, hogy az átadott hó mennyisége (az általános jelölések zárójelben való feltüntetésével) a közegek áramlási sebességétől (v), dinamikus viszkozitásától (r\), sűrűségétől (g), fajhőjétől ($), a hővezetési tényezőtől (X), közös hótágulási együtthatójától (ßt), a hóátadó felület geometriai alakjától (d), a fal érdességétől (e), áramlási formájától (F) függ. Adott hóleadó és hőfelvevó közeg, adott hócserélő anyag mellett is a hőcserélő geometriai és áramlási kiképzése (v, d, F) alapvetően meghatározza a hőcsere viszonyokat. A hőcserélő áramlási és hötani tulajdonságai a 6 áramlási csatornák keresztmetszetétől függően optimaíizálhatók. A hőátadási tényezó közegáramlási sebességtől függő fizikai törvényszerűségére alapozva a találmány a helyi közeggyorsító elemekkel a hőfelvevó közeg sebességét maximalizálja. Ezt úgy étjük el, hogy a 6. áramlási csatornában kialakított az áramló közeg számára irányváltoztatást okozó apró 4. terelőelemeket helyezünk el, melyek változó intenzitású áramlást biztosítanak, ezáltal a közeget irányítjuk és nagysebességű áramlásra kényszerítjük. A terelő elemek alkalmazásával az áramló közeg viszkozitás! határréteg vastagságát minimálisra csökkentjük, a hőtani tulajdonságokat 5 TO 15 20 25 30 35 10 45 50 55 60 65 4
