Pierwszenstwo: Opublikowano: 22.1.1965 (P 107 085) 20.X.1967 54000 KI. 31 a, 1/40 MKP -R-3L h W&tlOTEKAl Twórca wynalazku: mgr inz. Alojzy Jankowski Wlasciciel patentu: Fabryka Urzadzen Budowlanych w Lodzi, Lódz (Pol¬ ska) Wymiennik ciepla radiacyjno-konwekcyjny do zeliwiaka z grzanym dmuchem z automatyczna regulacja temperatury grzanego powietrza Przedmiotem wynalazku jest wymiennik ciepla radiacyjno-konwekcyjny do zeliwiaka z grzanym dmuchem z automatyczna regulacja temperatury grzanego powietrza dmuchu. W obecnym stanie rozwoju procesu zeliwiakowego, przewiduje sie stosowanie glównie grzanego dmuchu do topienia.Urzadzenia sluzace do podgrzania powietrza pra¬ cuja na zasadzie wykorzystania ciepla jawnego, ciepla jawnego i utajonego spalin zeliwiakowych lub ciepla pobieranego z innego zródla.Przedmiot wynalazku dotyczy wymiennika ciepla opartego na zasadzie wykorzystania ciepla jaw¬ nego i utajonego gazów zeliwiakowych, która po¬ równac mozna z wymiennikiem ciepla zastosowa¬ nym do zeliwiaka systemu Frauenknechta. Reku- perator Frauenknechta jest najprostsza kon¬ strukcja nagrzewnicy spotykana przy zeliwiakach.Rekuperator ten sklada sie z elementów rurowych przytwierdzonych wprost do plaszcza zeliwiaka.Spaliny pobierane ponad strefa wysokich tempe¬ ratur przeplywaja wewnatrz rur, uchodzac do zeliwiaka ponizej okna wsadowego. Powietrze przechodzace przez rury grzewcze uzebrowane zewnatrz, nagrzewa sie do temperatury okolo 150° C. Poniewaz w nagrzewnicach Frauenknechta nie stosuje sie wtórnego spalania, do nagrzewania powietrza wykorzystuje sie jedynie cieplo jawne spalin.Uzyskane korzysci technologiczne w zeliwiaku Frauenknechta, przez nagrzanie dmuchu do 150° C 15 20 25 30 byly niewspólmiernie male. Rekuperator wymagal stalych napraw, zwlaszcza stalego uszczelniania polaczen. Brak bylo rozwiazan dylatacyjnych.Stosunkowo mala powierzchnia nagrzewania, krótki przebieg spalin, nie pozwolily na uzyska¬ nie wysokich temperatur. Praca rekuperatora byla krótkotrwala, rury zapylaly sie po 2—3 godz. pracy zeliwiaka. W celu usuniecia tych nieprawidlo¬ wosci w wymienniku wedlug wynalazku zastoso¬ wano komore odpylacza, która umozliwia wymie¬ szanie i odpylenie goracych spalin pobieranych znad strefy spalania oraz dopalenie resztek CO, dodatkowym powietrzem doprowadzonym do ko¬ mory regulowana szczelina.Rury zebrowe bedace glównym elementem wy¬ miennika ciepla wyposazone w spiralne zebra po stronie zewnetrznej i proste po stronie wewnetrz¬ nej, posiadaja 3-krotnie dluzszy przebieg spalin, przy czym na 2/3 swojej dlugosci, liczac od strony wylotu spalin z wymiennika, wykonane sa jako odlewy aluminiowe. Automatyczna regulacja prze¬ plywu spalin wiaze sie z utrzymaniem stalej tem¬ peratury grzanego dmuchu na ustalonym pozio¬ mie, co z kolei zapewnia trwala stabilizacje pro¬ cesu topienia w zeliwiaku.System dzwigowy równowazy ciezar rur zebro¬ wych a rozwiazania dylatacyjne zapewniaja szczelnosc i trwalosc rekuperatorów. Dzieki wpro¬ wadzeniu podanych elementów konstrukcyjnych uzyskano nastepujace efekty techniczne — wzrost 5400654000 temperatury dmuchu do 350—400°C, — wzrost temperatury plynnego zeliwa w granicach 1440—1460°C (temp. rzeczywista), przy zastosowa¬ niu paliwa zastepczego, to jest koksu formowanego zamiast klasycznego koksu odlewniczego, — wzrost wydajnosci topienia o 25%.Poza tym rekuperator wedlug wynalazku prze- . wyzsza znane 'rozwiazania, prosta konstrukcja, dluzsza trwaloscia w eksploatacji, mozliwoscia zastosowania do kazdego zeliwiaka pracujacego na zimnym dmuchu i w zwiazku z tym jest urza¬ dzeniem ekonomicznym w zastosowaniu. Sposób dzialania rekuperatora oparty jest na zasadzie . wykorzystania ciepla jawnego i utajonego spalin.Spaliny oczyszczone z czesci stalych jak pyl i zuzel w komorze osadnika, przypuszcza sie przez uzebrowane rury wymiennika dopalajac w ko¬ morze odpylacza zawarty w nich tlenek wegla.Zimne powietrze w przeciwpradzie nagrzewa sie do temperatury okolo 400°C i przez dysze wpro¬ wadza sie do zeliwiaka. Przeplyw ilosci spalin oraz temperature powietrza dmuchu reguluje sie automatycznie za pomoca przepustnicy.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na ry¬ sunku, ~na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdluzny, fig. 2 — przekrój poprzeczny wymienni¬ ka ciepla, fig. 3 — regulowana szczeline dopalacza, fig. 4 — automatyczna regulacje temperatury przeplywajacego powietrza i spalin.Wymiennik ciepla sklada sie z komory odpyla¬ cza 1 polaczonej kanalem bocznym 2 z zeliwia¬ kiem, ponizej strefy redukcji CO oraz wylotem pionowym z uzebrowana rura 3, która zakonczona jest przepustnica 4, regulujaca automatycznie przeplyw spalin. Spaliny wychodzace z kanalu 2 zostaja czesciowo oswobodzone z czesci stalych jak pyl i zuzel i dopalane powietrzem grzanego dmuchu, które wpada do komory odyplacza przez szczeline 5. Goracy dmuch doprowadzony szczelina 5 do komory 1, hamuje szybkosc przeplywu spalin doprowadzanych kanalem 2 i przez to zapobiega nadmiernemu zapyleniu komory. Sposób regulacji cisnienia w komorze 1 polega na zmianie prze¬ kroju szczeliny 5 przez zastosowanie dwóch wy¬ miennych wkladek redukcyjnych 15. Szerokosc a szczeliny 5 reguluje sie gruboscia.b wkladki 15.Komora odpylacza 1, uzebrowana od strony ze¬ wnetrznej, wymurowana jest wykladzina szamo¬ towa. Przegroda 14 zmieniajac gruntownie kieru¬ nek przeplywu spalin w komorze 1 umozliwia odpylanie spalin i dokladne wymieszanie z po¬ wietrzem przed dopaleniem CO.Do oczyszczania komory sluzy otwór wyczystny zamykany pokrywa. Rura zebrowa 3 wymiennika ciepla laczy sie z komora odpylacza, za pomoca lacznika 13, który narazony jest na niszczace dzialanie spalin o najwyzszej temperaturze w mo¬ mencie kiedy zwieksza sie ich szybkosc przeplywu.Lacznik 13 podlega okresowej wymianie bez ko¬ niecznosci demontazu rury zebrowej 3. Rura ze¬ browa 3 posiada spiralne zebra 7 na obwodzie zewnetrznym oraz zebra proste 6 od strony prze¬ plywu spalin. Hura zebrowa bedaca zasadniczym elementem wymiennika ciepla sklada sie z odcin¬ ków dlugosci 0,8 m skreconych z soba. Dolna partia rury nad komora odpylacza dlugosci trzech od¬ cinków (2,4 m) wykonana jest z zeliwa zaroodpor¬ nego, pozostala czesc rury zebrowej jako odlew aluminiowy.- 5 Szybkosc przeplywu spalin przez rury zebrowe wymiennika ciepla regulowana jest przepustnica 4, umieszczona w kanale doprowadzajacym spaliny do czesci kominowej zeliwiaka. Regulacja prze¬ plywu odbywa sie automatycznie systemem po- 10 laczonych dzwigni, przedstawionych na rysunku fig. 4.Regulacja przeplywu spalin odbywa sie od mo¬ mentu spoczynkowego klapy 16, to jest w poloze¬ niu nieznacznie otwartym, pozwalajacym na swo- 15 bodny przeplyw spalin. W polozeniu tym linka 17 przechodzaca przez rolke 18 naciagnieta jest za pomoca nakretki regulacyjnej 19, która utrzymuje system dwóch dzwigni 20 i 21, przyciagany spre¬ zyna 22, w stanie równowagi. 20 Po uruchomieniu zeliwiaka, rura 3 wydluza sie nagrzana strumieniem przeplywajacych spalin.Nastepuje zwolnienie, a jednoczesnie naciagniecie linki 17 za pomoca dzwigni 20 i sprezyny 22 Czopik 23 dzwigni 20, przesuwajac sie w kanale 25 dzwigni 21 przymyka klape 16 przepustnicy, za¬ mocowanej na osi 26 dzwigni 21.Stabilizacje poczatkowa temperatury przeplywu spalin ustala sie regulowana przesuwka 24, zamo¬ cowana w wycieciach dzwigni 20. W miare wy- 30 dluzenia i kurczenia rur 3, przebieg regulacji przeplywu spalin przy zachowaniu stalej tempe¬ ratury powietrza dmuchu odbywa sie automa¬ tycznie.Rozszerzalnosc cieplna rury zebrowej reguluje 35 kompensator talerzowy 8, a rury zewnetrznej kompensator 9. Obciazenie statyczne komory od¬ pylacza 1, spowodowane ciezarem rury zebrowej 3, przenosi równowazacy system dzwigniowy 10 i przeciwciezar 11. Wymiennik ciepla zabezpieczo- 40 ny jest przed stratami ciepla izolacja 12, która wypelnia przestrzen miedzy elementami wymien¬ nika ciepla a blaszana oslona zewnetrzna. Dziala¬ nie wymiennika polega na przeplywie spalin ka¬ nalem 2 przez komore odpylacza 1, rury zebrowe 45 3, przepustnice 4 do komina.W przeciwpradzie zimne powietrze wtlaczane do pierscienia powietrznego górnego, nagrzewa sie w przestrzeni spiralnie ulozonych zeber rur 3, w zewnetrznej czesci 27 komory odpylacza 1, a na- 50 stepnie wpada do dolnego pierscienia powietrzne¬ go, skad przedostaje sie do dysz i zeliwiaka.Czesc nagrzanego powietrza przedostaje sie przez szczeline 5 z zewnetrznej czesci 27 do we¬ wnatrz komory 1 i dopala nadmiar CO w spali- 55 nach. Wymiana ciepla w dolnej czesci wymien¬ nika ma przebieg radiacyjny, w górnej konwek¬ cyjny. Temperatura grzanego dmuchu zalezna jest od dlugosci rury 3 wymiennika ciepla oraz szybkosci i temperatury przeplywu spalin regulo- 60 wanej przepustnica 4. Dlugosc rury zebrowej 3 przy temperaturze odlotu spalin okolo 350°C oraz grzanego powietrza okolo 400°C wynosi minimum 5,5 m.Na obwodzie zeliwiaka zamocowanych jest kilka 65 wymienników ciepla. Liczba ich uzalezniona jest54000 5 od czynnego przekroju zeliwiaka. Trwalosc eks¬ ploatacyjna wymiennika przewyzsza znane roz¬ wiazania instalacji grzanego dmuchu 2-=-3 krotnie. PL