199979. lajstromszámú szabadalom • Eljárás, valamint hőcserélő-betét hőcserélő csöveiben áramló inhomogén összetételű és/vagy inhomogén fizikai állapotú közegek hőátadásának javítására
11 in: 199979 B 12 resztmetszetben a 2’-2" és 3’-3” spirál alakú élek találkozási pontjainál, tehat három helyen érintkezik egymással. A betéteket az 1 csőben úgy lehet rögzíteni, hogy az f metszetben az érintkezési éleknél az 1 cső tengelyében haladó huzalra, vagy szalagra erősítjük őket pl, ponthegesztéssel, vagy ragasztással. Más lehetőség lehet az, ha a 2’-2” és 3’-3” élek találkozásánál erősítjük a huzalokhoz a 2-5 részekből álló szegmenseket. Megoldás lehet még az is, ha a betétek külső átmérője, kissé nagyobb, mint az l cső belső átmérője, és így a betétek rugalmasságuknál fogva maradnak az 1 csőben. A 7a, 7b, 7c ábrák a találmány szerinti ún. zárt szelvényű betétet mutatnak be elöl-, oldal- ès felülnézetben, a 7d ábra az a-f szelvényekben, melynél az a szelvényben az 1 cső fala mellett áramló réteget továbbvezető csatorna az f szelvényben mar egyáltalán nem érintkezik az 1 cső belső falával. A hőcserélőkben alkalmazott csövek hosszúsága általában sokkal nagyobb, mint az átmérője, ezért minden esetben több betétet célszerű elhelyezni bennük. Ez nem teszi feltétlenül szükségessé, hogy az 1 cső fala melletti réteget egyetlen betéttel teljes egészében leválasszuk az 1 cső faláról. Az a rész, ami egyetlen betéten áthaladva a falon marad, a következővel leválasztható. Egyszerűbb olyan ún. nyílt szelvényű betétet gyártani, melynél a korábbi 1 cső fala niellett áramló réteget továbbvezető csatorna körül az f szelvényben nem záródik be a válaszfal 4 része hanem a csatorna egyik határoló felülete az 1 cső belső fala. Erre mutat példát a 8a, 8b, 8c ábrák elöl-, oldal- és felülnézetben. A 8d ábra az a-f szelvényekben ugyancsak két 2-5 részekből álló szegmens esetén. Ez nem távolítja el az 1 cső falától a mellette áramló közeg teljes egészét, viszont ha a következő betétet a hossztengely körül ÖO^-kal elforgatva helyezzük a csőbe, akkor az leválasztja az 1 cső faláról, amit az előző betét rajtahagyott. A 8a, 8b, 8c, 8d ábrákon bemutatott találmány szerinti kiviteli alak szerkezetileg nagyon hasonlít a 7a, 7b, 7c, 7d ábrák szerinti megoldáshoz, csupán itt a csavarvonal alakú kiperemezett élek (a felső szegmensnél 2’ és 3’, az alsó szegmensnél pedig 2” és 3”) ílO^nál kisebb tartományt járnak körül, így az f metszetben nem érnek össze. Ennek az a jelentősége, hogy az ilyen szegmensek gyártása egyszerűbb. A 8. ábrán is feltüntettük nyilakkal az áramlás irányát. Előfordul kétfázisú közeg áramlásánál, hogy a változó üzemviszonyok miatt az 1 csőben az áramlás hol gyűrűs, hol hullámos. Mivel a 4. ábra szerinti betét a hullámos áramlásra jó, az 5-8 ábra szerinti betét viszont a gyűrűs áramlásra, ezek külön-külon történő alkalmazása nem minden esetben eleg hatásos. Ilyenkor célszerű ezeket a különböző típusú betéteket felváltva helyezni az 1 csőbe. Egy másik megoldás, hogy olyan konstrukciót alkalmazunk, amely mindkét típusú áramlásnál hatásos. Ilyen megoldást mutat a 9. ábra. Ennél a 8. ábra szerinti kivitelű betétet a hossztengelye mentén elcsavartuk. Az 1 cső’ fala melletti rétegek és az áramlás magjának a felcserélése gyűrűs áramlásnál ugyanúgy létrejön, mint a 8. ábrán latható kivitelben, emellett azonban hullámos áramlásnál a betét egyrészt felemeli az 1 cső alján áramló folyadékot a középvonalig, másrészt perdületet ad neki, amivel elősegíti a további emelkedést. A 9. ábrán látható találmány szerinti betét az 1 cső tengelye körül 90°-kal van elforgatva, de hosszabb betétnél ennél nagyobb, akár 180°-os elforgatás is lehetséges. Az is elképzelhető, hogy a nagyobb mértékű elforgatást két közvetlenül egymáshoz csatlakozó betéttel érjük el. A találmányi gondolat alapján elkészített betéteknél a válaszfalak 4 része és az 1 cső fala közötti csatornák keresztmetszetének nagysága az 1 cső tengelye mentén különböző módon alakulhat. A legkisebb áramlási ellenállást általában akkor érjük el, ha a csatornák keresztmetszete állandó vagy közelítőleg állandó. Vannak esetek azonban, amikor ettől érdemes eltérni. Ilyen eset lehet pl. viszkózus közegek hűtésénél, araikor a határréteget továbbvezető csatorna bővül. Emiatt az áramlás magját vezető csatorna szűkül, benne a közeg gyorsul, nyomása csökken, igy a betét után szívóhatást gyakorol a határréteget vezető csatornái-a, amivel elősegíti a határréteg leválasztását. Ennek a fordítottja áll fenn a viszkózus közegek melegítésénél, ahol a határréteg a melegebb, ezért ezt a csatornát érdemes szűkíteni. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás hőcserélő csöveiben áramló inhomogén összetételű és/vagy inhomogén fizikai állapotú közegek hőátadásának javítására, különösen kétfázisú vagy nagy viszkozitású közegek részére, azzal jellemezve, hogy a cső fala közelében áramló közegrészeket részben vagy egészben a cső tengelyének közelébe vezetjük, az áramlás magjában haladó közegrészeket pedig a csófaL közelébe vezetjük és/vagy a vízszintes vagy ferde cső alján áramló közegi'észeket részben vagy egészben a cső felső részébe vezetjük, míg a cső felső részében áramló közegrészeket a cső aljára oly módon vezetjük, hogy eközben változtatjuk a közegrészeknek a cső tengelyétől való távolságát, továbbá hogy a közeg átterelését éles iránytörések nélküli folyamatos görbületü kényszerpályán végezzük; majd végül ezt az eljárást a cső mentén szakaszosan többször megismételjük, miáltal az egymással párhuzamosan aramló, de különböző összetételű vagy fizikai állapotú kö-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
