HU214723B - Légfűtő berendezés - Google Patents

Abstract

A találmány légfűtő berendezés kisebb terekhez, különösen mőzgóterekhez, mint lakókőcsikhőz, hajók kabinjaihőz vagy hasőnlókhőz,extrűdált prőfilként kialakítőtt hőcserélő betéttel (2), ame y egyhengeres lángcső (1) által alkőtőtt, főleg gáznemű fűtőanyag számáraszőlgáló égőkamra (5) és a lángcsövet (1) körülvevő külső köpeny (3)között van elrendezve, ezen hőcserélő betétnek (2) egy első bőrdákkal(8) és külső bőrdákkal (10) ellátőtt belső köpenye (4) van, és azégővel ellentétes végén az égőgázőknak az égőkamrából (5) a lángcső(1) és belső köpeny (4) közötti fűtőtérbe (6) veze ését biztősítóan levan zárva, míg a belső köpeny (4) és a külső köpeny (3) a melegítendőlégáram számára egy gyűrűs teret (7) alkőtnak, és mindegyiksűgárirányú külső bőrda (10) a belső köpenyen (4) egy sűgárirányúbelső bőrdával (8) szembefekvően van elrendezve. A találmány lényege,hőgy a külső bőrdák (10) a külső éleiken (12) legalább egy őldalőnkiálló keresztbőrdákkal (13) vannak ellátva, amelyeknek külsőfelületei a külső köpenynél (3) kisebb átmérőn va nak elrendezve. ŕ

Description

A találmány légfűtő berendezés kisebb terekhez, különösen mozgó terekhez, lakókocsikhoz, hajók kabinjaihoz vagy hasonlókhoz, extrudált profilként kialakított hőcserélő betéttel, amely egy hengeres lángcső által alkotott, főleg gáznemű fűtőanyag számára szolgáló égőkamra és a lángcsövet körülvevő külső köpeny között van elrendezve, ezen hőcserélő betétnek egy belső bordákkal és külső bordákkal ellátott belső köpenye van, és az égővel ellentétes végén az égőgázoknak az égőkamrából a lángcső és belső köpeny közötti fíítőtérbe vezetését biztosítóan le van zárva, míg a belső köpeny és a külső köpeny a melegítendő légáram számára egy gyűrűs teret alkotnak, és mindegyik sugárirányú külső borda a belső köpenyen egy sugárirányú belső bordával szembefekvően van elrendezve.

Az előzőekben ismertetett típusú légfűtő berendezés ismeretes a 3.639.222 számú német szabadalmi leírásból, ahol egy cső alakú égőkamrát két oldalt bordázott, belső köpenyből álló hőcserélő betét vesz körül. Egy égőtérhez történő csatlakozás céljából ez a betét egyik oldalán nyitott, míg a másik oldalán egy, a belső köpenyre felhelyezett zárólappal le van zárva, amelynek feladata, hogy a láng- illetve égőtérből felszálló füstgázokat a lángcső és a betét belső köpenye által alkotott fütőtérbe vezesse, ahol azután a füstgázok lefelé és egy füstgázelvezetőn keresztül a szabadba áramolnak. Egy további, a belső köpeny és a külső köpeny között alkotott gyűrűs tér szolgál az átáramló levegő melegítésére. Ez az ismert hőcserélő betét a belső bordáival és külső bordáival extrudált profilként van kialakítva. A sugárirányban a belső köpenyből kiálló és az egész hosszán elnyúló belső és külső bordák szárny alakúan vannak kialakítva, sík felülettel. Egy másik légfűtő berendezésnél, amely a 3.808.061 számú német szabadalmi leírásból vált ismeretessé, a hőcserélő betét belső és külső bordákkal rendelkezik, amelyek a belső köpenyen egymással szembefekvően vannak elrendezve, és ahol a belső bordák váltakozva szélesebbek és keskenyebbek. Ezt a hőcserélő betétet öntési eljárással, formában állítják elő, amely azonban csak egy meghatározott készüléknagyság esetén alkalmazható, és ezenkívül nagyon nagy ráfordítást igényel és drága. Ezeknél az ismert légfűtő berendezéseknél a külső bordák legtöbbször hegyes külső éleikkel nagyobb távolságban végződnek a külső köpenytől, hogy ily módon megakadályozzák a külső köpeny túlhevítését. Másrészt ezáltal a külső köpeny és a külső bordák között szabad tér alakul ki, ahol az átáramló levegő nem érintkezik a fűtőfelületekkel. Egy, a 3.416.878 számú német szabadalmi leírásból ismeretessé vált vízfűtő berendezésnél olyan hőcserélőt alkalmaznak, amely belső bordákkal ellátott belső köpennyel és heveder révén ezekkel összekapcsolt, kerületén zárt külső köpennyel rendelkezik, hogy így a belső és külső köpeny között egy gyűrűs tér alakuljon ki a felfűtendő víz számára. Amellett a külső és belső köpenyből álló hőcserélő betét egydarabosan kerül extrudálással előállításra. Ez az ismert hőcserélő betét azonban csak folyékony közegek melegítésénél nyerhet alkalmazást, mert csak itt lehet biztosítani, hogy az extrudált profilok túlhevítésre ne kerüljenek.

A 4.657.074 számú US szabadalmi leírás szintén a bevezetőben említett típusú légfutő berendezést ismertet, azonban ez a megoldás is a fenti hiányosságokkal rendelkezik. A fűtőfelületek elégtelen volta miatt nem kielégítő a hőátadás a levegő felé, ami egyrészt a teljesítményben, másrészt az egyik oldali hőtorlódásban és túlhevülésben jelentkezik. A fűtőfelületek hagyományos növelésének határt szab a légoldali áramlási ellenállás növekedése.

A találmány feladata olyan légfűtő berendezés létesítése megfelelő hőcserélő betéttel, amely egy egyszerű formarészből áll, amelynek megnövelt és optimális légvezetést biztosító hőátadó felülete van.

A találmány tehát légfutő berendezés kisebb terekhez, különösen mozgó terekhez, mint lakókocsikhoz, hajók kabinjaihoz vagy hasonlókhoz, extrudált profilként kialakított hőcserélő betéttel, amely egy hengeres lángcső által alkotott, főleg gáznemű fűtőanyag számára szolgáló égőkamra, és az égőkamrát körülvevő külső köpeny között van elrendezve, ezen hőcserélő betétnek egy belső bordákkal és külső bordákkal ellátott belső köpenye van, és az égővel ellentétes végén az égőgázoknak az égőkamrából a lángcső és a belső köpeny közötti fűtőtérbe vezetését biztosítóan le van zárva, míg a belső köpeny és külső köpeny egy, a melegítendő légáram számára egy gyűrűs teret alkotnak.

A találmány szerint a kitűzött feladatot azáltal oldjuk meg, hogy a hőcserélő betét külső bordáinak külső élein legalább egy oldalon kiálló keresztbordákkal vannak ellátva, amelyeknek külső felületei a külső köpenynél kisebb átmérőn vannak elrendezve.

A találmány további fejlesztett változatait az aligénypontok ismertetik.

A találmány szerinti légfütő berendezéssel - amelynek hőcserélő betétje kedvezően kialakított belső és külső bordákkal ellátott belső köpennyel rendelkezik különösen nagy fűtőfelületet kapunk anélkül, hogy ezáltal az extrudálással történő kialakítás megnehezülne. A belső bordáknak a sűrítése révén, váltakozva széles és keskeny bordáknak a kerületen történő elrendezésével, a füstgázok messzemenő szétosztását lehet elérni a fűtőtérben anélkül, hogy a bordák szabad belső éleinél az átáramló tér túlzott szűkítése következne be. Az anyagfeszültségeket és a meleg áramlási útját a belső köpenyen a belső és külső bordák egymással szemben azonos helyen történő kiképzésével csökkentettük, és a külső bordák külső élein legalább egy oldalra kiálló keresztbordák járulékosan a kifelé ható sugárzó felületet növelik, és így a külső bordák a külső keresztbordákkal egészen a külső köpeny közeiéig nyúlhatnak anélkül, hogy a külső köpeny helyenkénti túlhevítése következne be. Különösen nagy sugárzófelületet kapunk, ha a keresztbordák a külső bordák mindkét oldala felé elnyúlnak és széleikkel egymáshoz közelednek, vagy akár összeérve egy zárt külső köpenyt alkotnak. így a külső köpeny révén még egy járulékos leválasztott légáramlás keletkezik, amely szemben a külső bordák között vezetett fő légáramhoz kifelé szigetelőén hat.

A külső bordákon kialakított járulékos keresztbordák előnyösnek mutatkoztak, mert így a hőátadó felület

HU 214 723 Β megnő. A bordák felületei extrudálással a legkülönbözőbb módon kialakíthatók. Különösen előnyösnek mutatkozott a bordák felületeinek hullámos profilú vagy cikcakk alakú kialakítása. A bordák teljes szélességükben azonos kialakításúak lehetnek, vagy szabad élük felé keskenyedő keresztmetszettel rendelkezhetnek. A hőátadó felület további növelése érhető el, ha a belső és külső bordákat kígyóvonal alakú keresztmetszettel készítjük.

A találmányt részletesen kiviteli példák kapcsán, a rajzok alapján ismertetjük, melyek a találmányt sematikusan ábrázolják. Az

1. ábra a légfütő berendezés egy kiviteli példájának tengelymetszete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti hőcserélő betét felülnézete, a

3. ábra egy belső borda nagyobb léptékű felülnézete, a

4. ábra egy részlet metszete a borda egy másik kiviteli változatával, az

5. ábra hullámosított felületű bordát szemléltet nagyobb léptékben, míg a

6. ábra kígyóvonal alakú bordát, és a

7. ábra zárt kerületi köpennyel rendelkező hőcserélő betét felülnézetét szemlélteti.

Megfelelő anyagból készített 1 lángcső és 3 külső köpeny között egy találmány szerinti 2 hőcserélő betét van elrendezve (lásd 1. ábra). Ez a 2 hőcserélő betét (lásd 2. ábra) egy 8 belső bordákkal és 10 külső bordákkal rendelkező 4 belső köpenyből áll. A 4 belső köpeny az 1 lángcsővel együtt egy 6 fütőteret határol, amelyen keresztül az 5 égőkamrából érkező füstgázok átáramolnak, míg a 4 belső köpeny és 3 külső köpeny 7 gyűrűs teret határolnak a felmelegítendő légáram számára. A 8 belső és 10 külső bordák ismert módon (US 4.657.074) egymással szemben fekvőén vannak a 4 belső köpenyen elrendezve, és sugárirányú szélességeik megközelítően azonosak és a 4 belső köpeny teljes hosszán elnyúlnak. Abból a célból, hogy lehetőleg sok 8 belső bordát lehessen elhelyezni, váltakozva széles 8 belső bordákat és keskeny 9 belső bordákat alakítunk ki (4. ábra). Másrészt a keskeny 9 belső bordák rövid 9’ bordatoldatokkal helyettesíthetők (2. ábra). A fent vázolt sűrű bordaelrendezés lehetővé teszi a gázáram jelentős felosztását anélkül azonban, hogy a 8 belső bordák 11 belső élei erős csatomaszűkítést idéznének elő. Az 1 lángcső ezen 11 belső élekre közvetlenül felfekhet úgy, hogy a hő az 1 lángcsőből közvetlenül a 2 hőcserélő betétre kerülhet átadásra. Az 1 lángcső a 2 hőcserélő betét belsejében nyúlik felfelé, ahol felső kilépő nyílásával röviddel a 2 hőcserélő betétet, illetve annak 4 belső köpenyét sapkaszerűen lezáró 14 fedősapkával végzőik, amely célszerűen fel van rá hegesztve. Ezen 14 fedősapka révén az 1 lángcsőben felszálló égőgázok a 6 fütőtérbe kerülnek átirányításra, amelyből a füstgázok a 2 hőcserélő betét égő felőli oldalán egy 22 füstgázcsatlakozón és egy kéményen keresztül a szabadba jutnak. A 7 gyűrűs térben a melegítendő levegő ellenáramban áramlik a füstgázokhoz képest. Ehhez a melegítendő levegő égővel ellentétes oldalon nem ábrázolt fuvókán keresztül kerül bevezetésre a 7 gyűrűstérbe és a másik végén közvetlenül vagy egy léghevítő rendszeren keresztül jut a melegítendő helyiségbe. A 7 gyűrűstérben a kerületen ugyancsak egyenletesen elosztott 10 külső bordák 12 külső éleiken 13 keresztbordákat hordanak, amelyek legalább egy oldalt a 10 külső bordákból kiállnak. Célszerűen még további 15 keresztbordák vannak a 10 külső bordákon kialakítva. A 8 belső bordákon is lehetnek 13 keresztbordák kialakítva. Mint ahogy az 1. ábra mutatja, a 10 külső bordák 13 keresztbordáikkal a 3 külső köpenytől távolságban végződnek, és így legtöbbször acéllemezből vagy alumíniumlemezből kialakított 3 külső köpeny és a 10 külső bordák között nincs közvetlen hőátadás, amelynek következtében a 3 külső köpeny túlhevítése bekövetkezhetne. Másrészt a 13 keresztbordák járulékos sugárzó felületet alkotnak és így a 13 keresztbordák és a 3 külső köpeny között is még járulékos hatásos hűtőterek alakulnak ki. A 10 külső bordák a légáram erős felosztásához is hozzájárulnak és előidézik a légáram gyors és intenzív felmelegedését, különösen a légáramba benyúló 13 keresztbordák és 15 keresztbordák révén. Az extrudálással történő előállítás messzemenően lehetővé teszi, hogy a bordák felületeit és különösen a 9 belső bordák felületeit hullámosra vagy cikcakkosra alakítsuk ki. Hullámos 9 belső bordák például az 5. ábrán láthatók nagyobb léptékben, míg járulékosan ezen bordák 17 szabad véggel rendelkeznek, és így a 16 hosszprofilokkal ellátott bordák a fellépő anyagfeszültségekhez tudnak igazodni. A 3. ábrán ezzel szemben egy cikcakk felületű 8 belső borda látható nagyobb léptékben. Mint ahogy a 6. ábra szemlélteti, a 8 bordák keresztmetszetüket tekintve kígyó alakúak is lehetnek, amely kialakítás különösen a 8 belső bordákon valósítható meg. A 10 külső bordákon 21 csavarcsatornák lehetnek kiformálva, amelybe a 2 hőcserélő betétek csavarmeneteit lehet bevágni, és így történhet a 2 hőcserélő betétnek egy 25 bázisblokkon való rögzítése.

A 2 hőcserélő betét természetesen nincs az ábrákon bemutatott kivitelekre korlátozva. Lehetséges a 2 hőcserélő betétnél a 10 külső bordák 13 keresztbordáit oly módon egymáshoz közelíteni vagy akár egy összefüggő zárt 40 kerületi résszé, illetve köpennyé egyesíteni, amely a 7 gyűrűs teret kifelé lezárja (7. ábra). Ez a köpeny a 3 külső köpennyel egy járulékos 41 légátáramlási teret alkot, amely a 7 gyűrűs teret kifelé körülveszi, és mintegy szigetelő burkolatot alkot, mivel az átáramló levegő nem képes olyan nagy mértékben felmelegedni, mint a 7 gyűrűs térben. A 7. ábra szerinti hőcserélő betét 10 külső bordái nagyobb távolságban vannak egymástól, mint a 2. ábrán a 4 belső köpeny kerületén elrendezett bordák, és valamivel hosszabb 15 keresztbordákkal vannak ellátva. Ezáltal kedvezőbb légáramlás jön létre a 7 gyűrűs térben, egyszerűbb présforma alkalmazása mellett. Abból a célból, hogy az 1 lángcső felől, illetve a 6 futőtérből történő hőátvitelt kifelé, a 4 belső köpeny felé és a 7 gyűrűs tér felé erősítsük, járulékos 9 belső bordákat alkalmazhatunk a 10 külső bordákkal egy vonalba eső 8 belső bordák között. Ez a megoldás is, a hőátadást tekintve, igen előnyösnek mutatkozott. Amellett azonban - mint ahogy a 7. ábra szemlélteti - egy középső széles 8’ bordát alkalmazhatunk a keskeny 9 bordákkal váltakozva.

HU 214 723 Β

A találmány szerinti 2 hőcserélő betét - mint extrudált profil - különösen előnyösen egy 25 bázisblokkal kapcsolható össze, amely két koncentrikusan elrendezett gyűrűs csatornával rendelkezik, mégpedig 26 füstgázcsatomával és egy külső 27 légbevezető csatornával. A 27 légbevezető csatornán egy helyen egy sugárirányban kiálló 22 füstgáz csatlakozó hatol keresztül, amelyet 28 köpenycső vesz körül 29 lég-előmelegítő csatorna alkotása céljából. A 25 bázisblokk 30 közgyűrű falával 31 talpazatot alkot a 2 hőcserélő betét 4 belső köpenye számára egy 32 tömítőgyűrű közbeiktatásával. A 25 bázisblokkot befelé lezáró 35 központi csodarabra lehet az 1 lángcső feldugva, míg egy 35 lángcső a maga gáz- és légbevezetéseivel ezen 35 központi csodarabba van behelyezve. 26 füstgázcsatoma és 27 légbevezető csatorna a 6 fűtőtérhez és 7 gyűrűs térhez úgy vannak hozzáigazítva, hogy tömített áramlási terek keletkeznek. A 2 hőcserélő betét másik - legtöbbször felső - végén a 7 gyűrűs térben felmelegített levegő vagy közvetlenül léphet a fűtendő helyiségbe, vagy egy légfűtő berendezés 36 csatlakozójához vezethető.

Célszerű lehet továbbá, ha 13, 15 keresztbordákat a 8 belső bordákon is kialakítunk.

Claims (13)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Légfutő berendezés kisebb terekhez, különösen mozgó terekhez, mint lakókocsikhoz, hajók kabinjaihoz vagy hasonlókhoz, extrudált profilként kialakított hőcserélő betéttel (2), amely egy hengeres lángcső (1) által alkotott, főleg gáznemű fűtőanyag számára szolgáló égőkamra (5) és a lángcsövet (1) körülvevő külső köpeny (3) között van rendezve, ezen hőcserélő betétnek (2) egy belső bordákkal (8, 9) és külső bordákkal (10) ellátott belső köpenye (4) van, és az égővel ellentétes végén az égőgázoknak az égőkamrából (5) a lángcső (1) és belső köpeny (4) közötti fűtőtérbe (6) vezetését biztosítóan le van zárva, míg a belső köpeny (4) és a külső köpeny (3) a melegítendő légáram számára egy gyűrűs teret (7) alkotnak, és mindegyik sugárirányú külső borda (10) a belső köpenyen (4) egy sugárirányú belső bordával (8) szembefekvően van elrendezve, azzal jellemezve, hogy a külső bordák (10) a külső éleiken (12) legalább egy oldalon kiálló keresztbordákkal (13) vannak ellátva, amelyeknek külső felületei a külső köpenynél (3) kisebb átmérőn vannak elrendezve.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti légfűtő berendezés, azzal jellemezve, hogy a külső bordákon (10) a külső keresztbordákon (13) kívül további keresztbordák (15) vannak kialakítva.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti légfűtő berendezés, azzal jellemezve, hogy a belső köpenyen (4) szélesebb és keskenyebb belső bordák (8, 9) vannak váltakozva elrendezve.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti légfűtő berendezés, azzal jellemezve, hogy a keresztbordák (13) és/vagy a járulékos keresztbordák (15) járulékosan a belső bordákon (8, 9) is ki vannak alakítva.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti légfűtő berendezés, azzal jellemezve, hogy a belső és/vagy külső bordák (8, 9, 10) felületei hullámos vagy cikcakkos hosszprofillal rendelkeznek.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti légfűtő berendezés, azzaljellemezve, hogy a belső bordák (8,9) és/vagy a külső bordák (10) a belső éleik (11) vagy külső éleik (12) felé keskenyedően vannak kialakítva.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti légfűtő berendezés, azzaljellemezve, hogy a belső bordák (8, 9) és/vagy külső bordák (10) keresztmetszetükben kígyóvonalban vannak kialakítva.
8. 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti légfűtő berendezés, azzal jellemezve, hogy a belső köpeny (4) belső bordái (8) a lángcsőre (1) felfekvően vannak kialakítva.
9. 9. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti légfűtő berendezés, azzal jellemezve, hogy az összes vagy néhány külső borda (10) külső kereszthevederei (13) egy, a kerület egy részére vagy az egész kerületre elnyúló kerületi résszé (40) vannak összekapcsolva.
10. 10. Az 1. igénypont szerinti légfűtő berendezés, azzal jellemezve, hogy az extrudált profilból kialakított hőcserélő betét (2) egy zárt, belső köpenyből (4) és attól a külső bordák (10) által meghatározott távolságban lévő kerületi részből (40) áll, a külső bordáknak (10) legalább egy, két oldalra elnyúló kereszthevedere (15) van, mindegyik külső bordához (10) sugárirányú belső borda (8) van hozzárendelve, és ezen belső bordák (8) között mindig két keskeny belső borda (9) van elrendezve, közöttük fekvő széles belső bordával (8).
11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti légfűtő berendezés, azzal jellemezve, hogy valamelyik külső bordán (10) csavarcsatoma (21) van kialakítva.
12. 12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti légfűtő berendezés, azzal jellemezve, hogy a belső köpeny (4) egy bázisblokkra (25) van felhelyezve, amelynek a koncentrikus füstgáz csatornája (26) és a légbevezető csatornája (27) a fűtőtérhez (6) és a gyűrűs térhez (7) egymástól elválasztva van csatlakoztatva.
13. 13. A 12. igénypont szerinti légfűtő berendezés, azzal jellemezve, hogy a füstgáz csatorna (26) és a légbevezető csatorna (27) egymástól közgyűrű fallal (30) el van választva, amely a belső köpeny (4) számára talpazatot (31) alkot.