198332. lajstromszámú szabadalom • Hőcserélő
1 2 A találmány tárgya hőcserélő, különösen víz-víz hőcserélő, főleg használati melegvizet előállító gázkazánokhoz. Ismeretes a Fegyver és Gázkészülék Gyár FÉG-SP1REC K jelű hőcserélője, amely domborításokkal ellátott lemezből készül. Ezt a lemezt összehajtják, majd az így kialakult szendvicslemezt feltekercselik. A fűtőközeg tengelyirányban, a fűtött közeg pedig spirálisan, ellenáramban halad át a hőcserélőn. Ez a megoldás, látszólag egyszerű felépítése ellenére, költséges, mivel gyártása bonyolult. Ugyanakkor a hőcsere nem eléggé intenzív, mivel míg az egyik közeg viszonylag hosszú úton spirálisan áramlik, a másik tengelyirányban hamar távozik. Ugyancsak ismeretes a FUTŐBER SKRX típusú használati melegvíztermelő hőcserélője. Ennél a megoldásnál az egyik közeg két koaxiális, nagy átmérőjű spirális csövekben, a másik közeg magában a gyűrűs térben áramlik. Ez a hőcserélő gyárthatóság szempontjából kedvezőbb az előbbinél, de ennek is meg van az a hiányossága, hogy az egyik közeg a gyűrűs térben axiális irányban áramolva viszonylag hamar távozik, tehát a hőcsere nem elég intenzív. A találmány célja ezen hiányosság kiküszöbölése. A találmány feladata olyan hőcserélő létrehozása, amelyben mindkét közeg lényegében azonos pálya mentén, azonos úhossz mellett, spirálisan áramlik, miáltal a hőcsere intenzívebbé válik. A találmány alapja az a felismerés, hogy ha a FUTÖBER SKRX típusú hőcserélőknél alkalmazott két koaxiális, nagy átmérőjű cső falát nem simára, hanem bordázatra alakítjuk ki, éspedig oly módon, hogy a bordázat azonos menetemelkedéssel követi a kis átmérőjű spirális csöve(ke)t, és menetei annak (azoknak) menetei közötti szinten helyezkednek el, a koaxiális, nagy átmérőjű csövek közötti gyűrűs térben olyan spirális járat(ok) alakul(nak) ki, amely(ek) koaxiálisán vesz(k) körül a kis átmérőjű spirális csöve(ke)t, és ez(ek) pályáját követő pályára kényszerítik a nagy átmérőjű csövek közötti gyűrűs térben áramló közeget. Ezen felismerés alapján a kitűzött feladat megoldása olyan hőcserélő, amelynek két, egymással koaxiális, nagyobb átmérőjű cső által közrezárt gyűrűs térben elrendezett, mindkét csővel koaxiális, de azoknál kisebb átmérőjű csőből készült csőspirálja van, és amelynél a találmány értelmében az egymással koaxiális, nagyobb átmérőjű csövek csőspirál felé néző oldala csavarmenetként kialakított bordázattal van ellátva, amelynek menetemelkedése azonos a csőspirál menetemelkedésével. A találmány szerinti hőcserélő egy előnyös kiviteli alakjánál a bordázat menetei a csőspirál két szomszédos menete közötti szinten helyezkednek el. Egyes esetekben előnyös, ha a csőspirál és a csövek bordázata több bekezdésű menetként van kialakítva. Előnyös lehet az is, ha a találmány szerinti hőcserélőnek legalább két, egymással koaxiális csőspirálja van, amelyek között a nagyobb átmérőjű csövekkel koaxiális cső lehet elrendezve. A közbenső csövet ugyancsak célszerű csavarmenetként kialakított bordázattal ellátni. Végül előnyös, ha a belső cső két végének egy-egy szakasza lemezkoronggal le van választva, és a leválasztott szakaszok külső vége csatlakozóelemmel, oldalfala pedig legalább egy ablakkal van ellátva. Á találmányt a következőkben a csatolt rajzokon vázolt kiviteli példák kapcsán ismertetjük. Az 1. ábra az első példa szerinti, egy spirálcsövet tartalmazó hőcserélő hosszmetszete, a 2. ábra az 1. ábrán jelölt Il-II síkban vett metszet, 3. ábra a második példa szerinti, két koaxiális csőspirált tartalmazó hőcserélő hosszmetszete, és a 4. ábra a 3. ábrán jelölt IV-IV síkban vett metszet. Az 1-2. ábrák szerinti hőcserélőnek képzeletbeli henger palástjára csavarvonal mentén, állandó menetemelkedéssel feltekercselt 1 csőspirálja van, amely két végén axiális irányú kivezetéssel (csatlakozócsonkkal) rendelkezik. Az 1 csőspirál által határolt hengeres térben az 1 csőspirált alkotó csőnél lényegesen nagyobb átmérőjű egyenes 2 cső van az 1 csőspirál hossztengelyével egytengelyűén elrendezve, míg az 1 csőspirálon kívül a 2 csővel koaxiálisán további egyenes 3 cső foglal helyet. A nagyobb átmérőjű 2, 3 csövek az 1 esőspirál felé néző oldalukon 12 bordázattal vannak ellátva. A 12 bordázat csavarmenetként van kialakítva, amelynek menetemelkedése megegyezik az 1 csőspirál menetemelkedésével. A bordák mindig az 1 csőspirál két szomszédos menete közötti szinten helyezkednek el. A külső 3 cső körül 7 hőszigetelés van elrendezve, amelyet hengeres 8 burkolat vesz körül. A hőcserélő alsó és felső vége egy-egy 5, 6 fedéllel van lezárva, amelyek az 1 csőspirál csatlakozócsonkjai, valamint a 2, 3 csövek közötti gyűrűs tér 1.0 csatlakozóelemei számára áttörésekkel vannak ellátva. A beslő 2 cső alsó és felső vége egy-egy, az 5, 6 fedelekkel párhuzamos, azoktól térközzel elválasztott 4 lemezkoronggal le van zárva, a 4 lemezkorong az 5 vagy 6 fedél közötti oldalfalrész pedig négy-négy 9 ablakkal van ellátva. Ily módon a 2, 3 csövek közötti gyűrűs tér a 9 ablakokon és a belső 2 cső 4 lemezkorongok által leválasztott végein át kommunikál az 5,6 fedeleken átvezetett 10 csatlakozóelemekkel. Az egyik közeg az 1 csőspirálban, a másik közeg a 2, 3 csövek közöti gyűrűs térben áramlik. Mivel a külső 3 és belső 2 cső csavarmenetszerű 12 bordázata az 1 csőspirált alkotó csövet követő és azt végig körülvevő, vele azonos menetemelkedésű, csavarmenetszerű járatot alkot, a 2,3 csövek közé vezetett közeg (a járat nem teljesen zárt volta miatt fellépő szivárgásoktól eltekintve) az 1 csőspirálban áramlóval azonos spiláris pályát követően halad végig a hőcserélőn. így a hőcsere sokkal intenzívebb lesz ahhoz az esethez viszonyítva, amikor a külső és belső cső közötti gyűrűs térben axiális irányban áramlik a közeg. A 3-4. ábrák szerinti hőcserélő csupán annyiban tér el az 1-2. ábrák szerintitől, hogy 1 csőspirálja két koaxiális (egy kisebb és egy nagyobb átmérőjű) részből áll, amelyek az adott esetben áramlástechnikailag sorba vannak kapcsolva egymással, és közöttük közbenső nagy átmérőjű 11 cső van elrendezve. A közbenső 11 cső koaxiális a 2, 3 csövekkel és szintén el van látva 12 bordázattal, ennek profilja azonban nem félkör, hanem egyenlőszárú háromszög alakú. Természetesen a közbenső 11 cső is el van látva a megfelelő végén (az adott esetben az 5 fedél alatt) a közeg átvezetéséhez szükséges 9 ablakokkal. Mivel az 1 csőspirálban áramló közeg az S fedélen át kivezetett csonkok összekötésével vissza van fordítva, a kiömlés és a beömlés is az alsó 6 fedél tartományában biztosítandó. Ezért a külső 3 cső és a közbenső 11 cső közötti tér a 7 hőszigetelésen és a 8 burkolaton átveze-198.332 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
