199007. lajstromszámú szabadalom • Biztonsági hőcserélő, különösen mérgező anyagokat tartalmazó közegek hulladékhőjének hasznositására.
1 HU 199007 B 2 A találmány tárgya biztonsági hőcserélő, különösen mérgező anyagokat tartalmazó közegek huiladékhőjének hasznosítására, amely könnyen, olcsón, kevés anyagból, egyszerű technolóviávaí állítható elő, jó hatásfokúi, kis helyigényű és bármely részének esetleges meghibásodása esetén is megakadályozza a primer oldali szennyezet — mérgezett - közegnek a szekunder oldali, emberi felhasználásra szánt közegbe - meleg vízbe — történő bejutását. Ismeretes, hogy az iparban, mezőgazdaságban, vagy a háztartásokban keletkező hulladékhőt különféle hőcserélőkkel hasznosítani próbálják. Az ismert hőcserélők általában úgy hasznosítják a hulladékhőz, hogy a hőhordozó primer oldali közeget zárt rendszerben jó hővezető folyékony közegbe — vízbe — vezetik, és abból másik zárt rendszerben áramoltatott szekunder oldali közeggel vonják el a hőt. Ez a megoldás nem elégíti ki a biztonsági hőcserélőkkel szemben támasztott követelményeket, mivel a szekunder oldali rendszer meghibásodása esetén azt a hőközvetítő közeg szennyezheti. Dolgoztak ki biztonsági hőcserélőket is, amelyekkel megakadályozható, hogy szennyeződés jusson a szekunder oldali, emberi fogyasztásra szánt használati meleg vízbe. Ilyen hőcserélő többekközött a belga PACKO cég közös tengelyű három csőből álló hőcserélője, amely manométerrel jelzi, ha a szennyezett primer oldali közeg a középső csőben áramló hőközvetítő közegbe kerül. A hőcserélő hatásfokát jelentősen rontja a kétszeres hőlépcső, ezért ezzel a módszerrel a rendelkezésre álló hőnek csak egy kis része hasznosítható, nagyobbik része pedig — különösen nagyobb sebességgel áramló közegek esetén — változatlanul veszendőbe megy. Hasonló hátránya van a japán HITACHI cég biztonsági hőcserélőjének is, amely hőcserélő belső csövének külső falára hosszanti hornyokkal ellátott köpenyt préselnek, és azzal próbálják elérni a közvetlen hőcserét. Ez a megoldás kiküszöböli ugyan a folyékony közvetítő közeget, de költséges és nehéz technológiával valósítható meg, és hosszabb használat után jelentős hatásfokromlást eredményez a gyakori felmelegedési — lehűlést követő elmozdulás és kontaktusromlás a belső cső és a köpeny között. Nagyobb hőmennyiségek cseréjére éppen a halásfokromlás miatt ez a rendszer sem alkalmas. Jobb hatásfokkal kisebb hőmennyiségek cseréjéhez használható a 197.438. számú magyar szabadalmi leírással ismertetett hőcserélő, amely lényegében közös síkban elhelyezkedő párhuzamos tengelyű csővezetékekből áll, amelyeket áthidaló kötések fognak fémesen össze, és amelyekben hosszanti bordák vannak kialakítva. Ez a napjainkban is legkorszerűbbnek tekinthető megoldás jó hatásfokkal hasznosítja ugyan a hulladékhőket, különösen a hűtőgépek hulladékbőit, de hátránya egyrészt a kis csőátmérőkkel meghatározott kis teljesítmény, másrészt pedig — spirálisba hajlított csőrendszer esetén — a nagy helyigény és a csőfalakra használat közben lerakódott vízkő eltávolításának nehézkessége. A találmánnyal az a célunk, hogy az ismert biztonsági hőcserélők hiányosságait kiküszöböljük, vagyis kis helyen elférő, jó hőáladásű, nagy teljesítményű, szétszerelhető és tisztítható hőcserélőt dolgozzunk ki. A találmány alapja az a felismerés, hogy az ismert hőcserélők hiányosságai kiküszöbölhetők, ha a primer és szekunder oldali csővezetékeket jó hővezető fémmel vesszük körül, és a csőrendszereket egyenes szakaszokból építjük össze, amelyekbe bonthatóan a közegek gyors, hőközlés nélküli áthaladását akadályozó és a hőátadást segítő elemeket helyezünk el. A találmány értelmében hulladékhők, különösen mérgező anyagokat tartalmazó közegek hulladékhőjének hasznosítására olyan biztonsági hőcserélőket használunk, amelynek höátadó közeget szállító primer oldali csővezetéke és hőfelvevö közeget szállító szekunder oldali csővezetéke van. A primer oldali, illetve a szekunder oldali csővezetékeknek egymással párhuzamos tengelyű csőszakaszai vannak, amelyek egymással párhuzamos síkokban helyezkednek el. Legalább az egyik sík csőszakszaiba egymás után elhelyezett és azokat legalább két részre osztó, ellenetétes menetű csigavonalban hajlított, az áramló közegeket a csőszakaszok tengelyire merőleges irányú radiális mozgásra kényszerítő torlóelemek vannak beépítve. A szomszédos primer oldali csőszakaszok, illetve a szekunder oldali csőszakaszok "u" alakú összekötő csőelemekkel legalább két csőkígyóvá vannak alakítva. A csőkígyóknak legalább az egyenes csőszakaszait hővezető fémöntvény fogja össze. Az összekötő csőelemek karimás, célszerűen hegesztett ülőkarimás csőkötéssel vagy hollandi anyával lehetnek a csőszakaszhoz rögzítve. Ezek bontásával a csőszakszokba helyezett torlóelemek kiszerelhetők, tisztíthatók, cserélhetők, majd újra csőkígyóvá összecsavrozhatók. A csőszakaszok előnyösen acélból alakíthatók ki, és a fémöntvénnyel érintkező külső felületeiken a hőátadást segítő felületnövelés céljából célszerű azokat érdesítéssel ellátni. A hőcserélő súlya és anyagszükséglete előnyösen úgy csökkenthető, hogy a fémöntvényben — ami előnyösen 99,5% tisztaságú alumínium — a szomszédos csőszakaszok között légmagvakat alakítunk ki. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük. A rajz, amelynek azonos hivatkozási számai azonos részleteket jelölnek, a találmány szerinti biztonsági hőcserélő egy lehetséges példaként kiviteli alakja. A rajzon az 1. ábra a hőcserélő felülnéezte, a 2. ill. 3. ábra pedig az 1. ábra szerinti hőcserélő A-B, ill. C-D metszete. Amint az 1. ábrán látható, primer oldali la, lb...ln csőszakaszok párhuzamos tengelyeikkel meghatározott síkban helyezkednek el. Ezzel a síkkal párhuzamos síkban vannak elrendezve az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
