HU209727B - Cellular drop-separator for the separation of drops from a streaming gas - Google Patents

Description

ahol az egymás melletti oldalfalak között az áramlási csatorna teljes hosszában végighúzódó folyadékelvezető árok van kialakítva, emellett az így kialakított áramlási csatornák legalább egy, a belépő áramló gáz áramlási irányához képest ferde irány törő szakasszal rendelkeznek.

A találmány lényege az, hogy az oldalfalaknak (7) a folyadékcseppeket (5) ütköztetéssel felfogó leválasztó oldalán (9) a folyadékelvezető árokhoz (e) keresztirányban csatlakoztatott, az árok (e) felé szélesedő keresztmetszetű és enyhén lefelé lejtő középvonalú folyadékelvezető vályúk (10) vannak kiképezve, amelyek alsó éle (12) enyhe hajlatként, míg felső éle (13) a vályúba (10) került folyadékcseppek (5) továbbsodródását megakadályozó meredek kiugrásként van kialakítva, és ezen vályúk (10) az oldalfalak (7) hátoldalán (11) kis áramlási ellenállású domborulatokat (29) képeznek.

A találmány tárgya sejtszerkezetű cseppleválasztó áramló gázzal elragadott folyadékcseppek leválasztására, főként légtechnikai berendezésekhez, hűtőtornyokhoz stb.

A mechanikai elven működő cseppleválasztók három legismertebb fajtáját a hálószerkezetű, a lamellás és a sejtszerkezetű cseppleválasztók képezik. Az ilyen cseppleválasztókkal szemben támasztott legfontosabb követelmények a következők:

- jó leválasztási fok

- kis áramlási ellenállás

- megfelelő alaktartás és szilárdság

- hosszú élettartam

- kis tömeg

- egyszerű beépíthetőség, tagolt alapterületre is

- egyszerű gyárthatóság

- alacsony árfekvés.

A hálószerkezetű cseppleválasztókat hűtőtornyoknál nem használják, mert általuk csak igen kis sebességeknél érhető el a megkívánt leválasztási hatékonyság, még elfogadható mértékű áramlási ellenállás mellett.

A lamellás szerkezetű cseppleválasztók párhuzamosan elhelyezett, alapvetően sík és/vagy hengerpalást felületű lapokból épülnek fel, amelyek között az áthaladó, folyadékcseppeket tartalmazó gázáram egyszeres vagy többszörös iránytörést szenved, így a tehetetlenségi erők következtében a cseppek jelentős része a lapokra kerül. A lapokon összegyűlő folyadék olyan nagyobb cseppek formájában jut vissza a cseppleválasztó előtti térbe, amelyeket a gázáram már nem tud magával ragadni. A gázáram tehát olyan csatornákban halad át az ilyen cseppleválasztóknál, amelyek szélessége a lamellák közötti szabad távolsággal, hosszúsága pedig a lamellák hosszúságával egyezik meg.

A nedves hűtőtornyoknál korábban elterjedt lamellás, fából készült cseppleválasztókat ma már főleg műanyagszerkezetek váltották fel, de a kisebb hűtőtornyoknál fémszerkezeteket is használnak. A műanyag lamellákat általában extrudálással, ritkábban vákuumformázással vagy fröccsöntéssel készítik, és távtartó elemekkel, rudakkal, csavarokkal vagy egyéb módon például merev keretszerkezetbe helyezve - tömbösítik. A cseppkihordás további mérséklésére - és esetenként a lemezek merevítése céljából - a gázáram kilépésénél gyakran alkalmaznak végigfutó visszahajtást vagy vállat, amelyek azonban jelentős ellenállásnövekedést is okoznak. A lamellákon kiváló vízcseppek illetve a képződő vízfilm gázárammal való sodródásának megakadályozására gyakran nemcsak a lamellák kilépő élénél, hanem egyéb helyein is alakítanak ki hosszirányban végigfutó kiemelkedő vállakat és/vagy különféle bemélyedő bordázatot. Ilyen megoldást mutat például a DE-PS 3 348 023 sz. német szabadalmi leírás.

A sejtszerkezetű cseppleválasztók vékony lemezből (legtöbbször műanyaglemezek vákuumformázásával) készült lapok egymás mellé helyezésével, tömbösítésével készülnek oly módon, hogy a szerkezet azonos kialakítású ferde és/vagy görbült áramlási csatornák sokaságából álljon. Ezek az áramlási csatornák a lamellás cseppleválasztók keskeny téglalapalakú keresztmetszetével szemben itt sokszög (négyszög, de leginkább hatszög) keresztmetszetűek, ahol a csatornák két felét az egymás mellé helyezett lemezeken levő kiemelkedések illetve bemélyedések alkotják. A csatornakeresztmetszetek szimmetriatengelye tehát itt az egymás mellé helyezett lemezek érintkezési síkjában fekszik.

A sejtszerkezetű cseppleválasztók előnyei a lamellás rendszerekkel szemben az alábbiak:

- Mivel a sejtszerkezetű cseppleválasztóknál a lemezek sűrűn érintkeznek és így például ragasztással kis távolságonként vannak összeerősítve, ezért vékonyabb lemezek alkalmazhatók, így a létrejövő szerkezet anyagtakarékosabb a lamellás cseppleválasztókénál.

- A kisebb lemezvastagságok miatt nagyobbak lehetnek a gázáramlási keresztmetszetek, így a sejtszerkezetű cseppleválasztókkal kisebb áramlási ellenállás mellett is jó leválasztási fok érhető el.

- A sejtszerkezetben sűrűn elhelyezkedő, a gázárammal párhuzamos válaszfalak a gázáramhoz képest ferdén érkező folyadékcseppeket rögtön leválasztják, így nemcsak a gázáramot eltérítő felületek, hanem az azzal párhuzamos falak is részt vesznek a leválasztásban.

- A például ragasztással tömbösített sejtszerkezetű cseppleválasztók a beépítéshez tetszőleges formára vághatok (fűrészelhetők) anélkül, hogy utólagos megerősítésükre lenne szükség. A lamellás szerkezetek darabolása után ezzel szemben pótlólagosan rudakat, távtartókat kell beépíteni vagy pótlólagos keretszerkezetet kell készíteni.

A sejtszerkezetű cseppleválasztók számos előnyös tulajdonsága miatt olyan lamellás cseppleválasztókat is

HU 209 727 B kifejlesztettek, amelyek lamellái a sejtszerkezetű leválasztókhoz hasonlóan vékony lemezből készülnek, és a lamellákat viszonylag sűrűn elhelyezett, a lamellákkal együtt zárt áramlási csatornákat képező távtartók fogják össze. Egy ilyen megoldást ismertet például az 1 446 604 sz. brit szabadalmi leírás. A távtartók funkcióját itt a gázárammal párhuzamos falak töltik be. (Szemben a sejtszerkezetű cseppleválasztókkal, ahol az egyes lapok közti távolságtartást nem a gázárammal párhuzamos falak, hanem a gázáram iránytörését is létrehozó falak biztosítják.) Az ilyen típusú szerkezetek tömbösítése a kellő szilárdság biztosításához azonban bonyolultabb illetve anyagigényesebb, mint a sejtszerkezetű leválasztóké. A folyadékkiválás helyein egyébként e lamellás szerkezeteket is el szokták látni különféle bordázattal, hullámosítással és bemélyedésekkel, részben a vízcseppek és a vízfilm gázárammal való sodródásának megakadályozása, de részben a lemezek merevítése céljából is.

Az ismert sejtszerkezetű cseppleválasztók egyik legjellemzőbb megoldása a DE-PS 2 738 257 sz. német szabadalmi leírásból ismerhető meg. Ez a cseppleválasztó trapézalakú hullámhegyekkel és hullámvölgyekkel kiformázott lemezek egymáshoz illesztett sorozatából áll, ahol a mindenkori lemez hullámhegyei a szomszédos lemez hozzárendelt hullámvölgyeivel vannak például ragasztással összeerősítve és azokkal hatszögkeresztmetszetű áramlási csatornákat képeznek. Az áramlási csatornák egymással szomszédos oldalfalai között az összeillesztés síkjában folyadékelvezető árkok vannak kialakítva az áramlási csatornák teljes hosszában. Az így kialakított áramlási csatornák legalább egy, a belépő áramló gáz irányához képest ferde iránytörő szakasszal rendelkeznek, amelyek leválasztó falfelülete általában sima, de adott esetben különböző barázdákkal, hullámosítással van ellátva.

A fenti megoldás, vagyis a leválasztó falfelületek hullámosításának vagy barázdálásának hátránya az, hogy egyrészt nem igazán hatékony cseppelfogás mellett jelentős ellenállásnövekedést okoz, továbbá növeli a fal melletti turbulenciát, aminek következtében a leválasztó oldalfal felé haladó apró cseppek visszajuthatnak a fő gázáramba és így ronthatják a leválasztás hatékonyságát. A barázdás, hullámosított felületre csapódó cseppek tömegének egy része könnyebben viszszaverődik, mintha a becsapódás sima felületen kialakult folyadékfilmbe történik. Ezen megoldás további hátránya abban van, hogy a barázdált felület következtében többszörös iránytörést biztosító lemezek formázásánál alámetszés vagy önzáródás alakul ki, így az ilyen elemek nem állíthatók elő egy darabban.

A találmány által megoldandó feladat olyan sejtszerkezetű cseppleválasztó létrehozása, amelynek révén kis nyomáseséssel igen jó leválasztási fok érhető el, ugyanakkor a szerkezet egyszerűen, alacsony költséggel gyártható.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a legjobb leválasztási fok olyan sejtszerkezetű, vékonyfalú cseppleválasztóval biztosítható, amelynek olyan speciális folyadékelvezető vályúi és e vályúkhoz csatlakozó folyadékelvezető árkai vannak, amelyek gyakorlatilag nem okoznak többletellenállást az áramlási csatornákban, viszont a falra kivált, a gázárammal sodródó folyadékcseppeket illetve folyadékfilmet hatékonyan összegyűjtik és visszavezetik a cseppleválasztó elé.

A kitűzött feladatot az előbbiekben ismertetett sejtszerkezetű cseppleválasztóból kiindulva a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy az áramlási csatornák oldalfalainak a folyadékcseppeket ütköztetéssel felfogó leválasztó oldalán a folyadékelvezető árokhoz keresztirányban csatlakoztatott, az árok felé szélesedő keresztmetszetű és enyhén lefelé lejtő középvonalú folyadékelvezető vályúk vannak kiképezve, amelyek alsó éle enyhe hajlatként, míg felső éle a vályúba került folyadékcseppek továbbsodródását megakadályozó meredek kiugrásként van kialakítva, és ezen vályúk az oldalfalak hátoldalán kis áramlási ellenállású domborulatokat képeznek.

A találmány szerinti kialakítás következtében a leválasztó oldalon a gázáram minimális iránytöréssel sodorja be a kivált cseppeket illetve a belőlük kialakult folyadékfilmet a folyadékelvezető árokba csatlakozó folyadékelvezető vályúkba, így ott nem lép fel turbulencia vagy leválásos áramlás, mint a korábbi megoldások éles sarkú bemélyedéseinél, ahol a gázáramlás a folyadékfilmből vagy a folyadékcseppek közül apróbb cseppeket képes kiszakítani, ami rontja a leválasztási hatékonyságot. A vályúk felső éle viszont olyan kialakítású, hogy feltétlenül meggátolja a folyadékfilm vagy a folyadékcseppek továbbsodródását és az összegyűlt folyadék nagyobb cseppek formájában a vályúk lejtős kialakítása következtében biztosan a folyadékelvezető árkokba jut, amelyekből a cseppleválasztó alján távozik. Ez a vályúkialakítás ugyanakkor az oldalfalak hátoldalán, amely nem vesz részt a cseppleválasztásban, olyan kis áramlási ellenállású domborulatokat eredményez, amelyek alig befolyásolják a gáz áramlását, így megnövelt leválasztási hatékonyság mellett nincs szükség a ventilációs teljesítmény növelésére, tehát a szerkezet energiatakarékosán működik.

A találmány értelmében célszerű, ha a vályúk felső éle vízszintes, alsó éle pedig lefelé lejt, mert ez a kialakítás elősegíti a folyadék könnyebb kifolyását a vályúból az árokba.

A találmány egy további célszerű kiviteli alakjára az jellemző, hogy a vályúk alsó éle a vályúmélységnek az árok mélységéig való folyamatos csökkentése mellett belesimul a folyadékelvezető árok szélébe, ugyanakkor a vályúk felső éle az árokban keresztirányban húzódó bemélyedésbe megy át.

Ennek a kialakításnak az az előnye, hogy a vályú folytatódik az árokban is, ezáltal a folyadék a folyadékelvezető árokban sem tud felfelé sodródni. Ennél a kiviteli alaknál előnyös, ha a vályú lefelé lejtő alsó élének alsó végénél folyadékkivezető orr van kialakítva, mert így jobban irányított folyadékkilépést tudunk biztosítani.

A vályú keresztmetszete célszerűen vagy olyan lekerekített háromszög, amelynek egyik szöge nagyobb 90°-nál vagy félcsepp alakú. Ezek a keresztmetszetek

HU 209 727 Β legalkalmasabbak ugyanis a találmány alapgondolatában megfogalmazottak optimális megvalósítására, vagyis a folyadékcseppek hatékony, továbbsodródásukat megakadályozó felfogására és a hátoldalon a gázárammal szemben kis ellenállást jelentő domborulatok létrehozására.

A találmány egy további célszerű kiviteli alakja értelmében a vályú előtt a leválasztó oldal úgy van megtörve, hogy a belépő áramló gáz áramlási irányához képesti iránytörési szög nagyobb legyen, mint a törés előtti eredeti iránytörési szög. Ezen kialakítás egyrészt merevíti az áramlási csatorna falát, másrészt a megnövelt iránytörésű részen hatékonyabb is a cseppkiválás közvetlenül a folyadékelvezető vályú előtt. További előnyt jelent, hogy a gázáramlás kicsit elterelődik a vályú elől, ezáltal tovább csökken az a veszély, hogy a gázáram cseppeket ragadjon el a vályúból.

Ugyancsak célszerű a cseppleválasztót úgy kiképezni, hogy az áramló gáz belépési helye és/vagy kilépési helye közelében a belépő gáz áramlási irányával megegyező irányú belépő szakasz és/vagy kilépő szakasz legyen kialakítva.

Ennek a kialakításnak az előnye az, hogy csökkenti az áramlási ellenállást, mivel a belépésnél és a kilépésnél nincs iránytörés.

A találmány egyik igen előnyös kiviteli változatára az jellemző, hogy az áramlási csatornák egymás fölött elhelyezkedő, a belépő gáz áramlási irányától két ellentétes irányban ferdén eltérő alsó iránytörő szakasszal és felső iránytörő szakasszal vannak kialakítva.

Ez a kialakítás egyrészt növeli a cseppleválasztó hatékonyságát, ugyanakkor meggátolja, hogy a napsugárzás áthatoljon a szerkezeten, miáltal meggátolható vagy jelentősen csökkenthető a cseppleválasztó alatt elhelyezett, vízzel permetezett hűtőtorony-betéteken az algásodás, ami rontja a rendszer működését és például eltömődéseket okozhat. Ennél a kiviteli alaknál célszerű, ha a vályúk lejtése az alsó iránytörő szakaszon és a felső iránytörő szakaszon egymással ellentétes irányú. Ezáltal a folyadék nemcsak könnyen folyik be a folyadékelvezető árkokba, hanem így a gyártásnál a formázott lemez könnyű kiemelése is biztosítható a szerszámból. Önzáródás vagy alámetszés így még akkor sem alakul ki, ha a vályúk például tompaszögű háromszög keresztmetszetűek. Ugyancsak célszerű ennél a kiviteli alaknál, ha a nagyobb cseppterhelésű alsó iránytörő szakaszon több és/vagy nagyobb keresztmetszetű vályú van kialakítva, mint a felső iránytörő szakaszon.

Ilyen kialakítás mellett egy-egy vályúban csak annyi folyadék gyűlik össze, ami még nem gátolja az optimális működést.

Célszerű továbbá ezen kiviteli alaknál, ha a nagyobb cseppterhelésű alsó iránytörő szakasznak a belépő gáz áramlási irányához képesti iránytörési szöge kisebb, mint a felső iránytörő szakasz iránytörési szöge. Ennek a kialakításnak az értelme az, hogy a nagyobb méretű cseppek leválasztásához kisebb iránytörés is elegendő és miután az iránytörés növeli az ellenállást, ezért csak az éppen szükséges mértékű iránytörést célszerű alkalmazni.

A találmány szerinti cseppleválasztó könnyebb gyárthatósága és jobb szerelhetősége érdekében célszerű, ha az áramlási csatornákat képező lemezek önmagában ismert módon tömbökké vannak egyesítve, amelyekben az áramlási csatornák oldalfalain a vályúk a lemezek anyagából vannak kiformázva, ugyanakkor a folyadékelvezető árkok az egymáshoz csatlakozó lemezek sokszögalakú hullámhegyeinek és hullámvölgyeinek lekerekítésével és/vagy lesarkításával vannak kiképezve. A nagyobb stabilitás érdekében előnyös, ha ennél a kiviteli alaknál a tömbökbe meghatározott távolságokban, például méterenként 2-5 darab merevítő lemez van beépítve.

A cseppleválasztó hűtőtornyok vízelosztó csöveire való felszereléséhez előnyös, ha a merevítő lemez a tömböt alkotó többi lemeznél nagyobbra van méretezve és a tömb alsó síkjából lefelé kiálló módon van a tömbhöz rögzítve, emellett a merevítő lemez végein a tömbnek vízelosztó csöveken való felfekvését és helyzetének rögzítését elősegítő ívelt kivágások vannak kiképezve. Ezen kialakításnak köszönhetően nincs szükség külön alátámasztó szerkezetre, mivel az alátámasztást maguk a vízelosztó csövek biztosítják. Másrészt ily módon a tömbök csatlakoztatásakor sem alakulnak ki olyan rések, ahol a cseppek a cseppleválasztót megkerülve ki tudnának jutni a berendezésből.

Adott esetben ennél a kiviteli alaknál célszerű lehet, hogy a tömbökhöz a tömbök rögzítését elősegítő és a tömbök közötti réseket lezáró nehezék van hozzárendelve.

Igen kis tömegű, vékonyfalú cseppleválasztóknál szükség lehet a tömbök külön rögzítésére is. Ez olyan nehezékekkel oldható meg legcélszerűbben, amelyek az esetleg mégis kialakuló kisebb réseket is lezárják, ezáltal tovább javítják a leválasztás hatékonyságát. A nehezékeket egyébként is a csövek fölé célszerű helyezni, nemcsak statikai okokból, hanem azért is, hogy az áramlási ellenállást csak minimális mértékben növeljék.

Elképzelhető a hűtőtornyok vízelosztó csöveire felszerelhető cseppleválasztó olyan kialakítása is, ahol a tömbök szélére felerősített véglemezek a tömböt alkotó többi lemeznél nagyobbra vannak méretezve és a tömb felső síkjából fölfelé kiálló módon vannak a tömbhöz rögzítve, emellett a véglemezek kiálló része a vízelosztó csövek közé történő beépítésnél kialakuló rés lezárására alkalmas módon van visszahajtva.

Ennél a kiviteli alaknál a cseppleválasztó tulajdonképpen nem a vízelosztó csövekre, hanem a csövek közé van felhelyezve. A cseppleválasztó tömbök és a csövek közti rés lezárására szolgálnak a visszahajtások. Ez a kiviteli alak akkor előnyös, ha a vízelosztó csövekre valamilyen (például szilárdsági) okból nem célszerű közvetlenül ráhelyezni a cseppleválasztó tömböket.

Végül a találmány értelmében a cseppleválasztó a vízelosztó csövekre való felszereléshez úgy is kialakítható, hogy a tömb szélein a tömbnek a vízelosztó csöveken való felfekvését és helyzetének rögzítését elősegítő kivágások vannak kiképezve. Amennyiben szilárdsági szempontok nem teszik szükségessé a töm4

HU 209 727 Β bök alsó síkjából lefelé kiálló merevítő lemezek alkalmazását, a vízelosztó csövekre helyezett cseppleválasztóknál ez a kiviteli alak egy anyagtakarékosabb megoldást jelent.

A találmányt részletesebben kiviteli példák kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetjük.

A rajzon az 1. ábra egy találmány szerinti sejtszerkezetű cseppleválasztó részletének axonometrikus rajza, a 2. ábra egy találmány szerinti, két iránytörő szakasszal rendelkező cseppleválasztó hosszmetszete, a 3. ábra B-B vonala szerinti metszetben, a 3. ábra a 2. ábra szerinti cseppleválasztó A-A vonal szerinti keresztmetszete, a 4. ábra egy folyadékelvezető vályú és egy folyadékelvezető árok egyik lehetséges csatlakoztatási módját tünteti fel, felnagyítva, az 5a-c ábrák a folyadékelvezető vályú különféle lehetséges kiviteli alakjait tüntetik fel, axonometrikus ábrázolással, a 6. ábra egy merevítő lemezzel ellátott, két iránytörő szakasszal rendelkező tömbösített cseppleválasztó axonometrikus rajza, a 7. ábra a 2. ábra A-A vonala szerinti metszet, de a 3.

ábrán bemutatottól eltérő kialakítású folyadékelvezető árkokkal, a 8. ábra egy hűtőtorony vízelosztó csöveire ráépített találmány szerinti cseppleválasztót tüntet fel, részben elölnézetben, részben metszetben, a 9. ábra a 8. ábra C-C vonala szerinti metszet, a 10. ábra egy vízelosztó csövekre ráépített találmány szerinti cseppleválasztó egy másik kiviteli változatát tünteti fel, felfelé kiálló, visszahajtott véglemezekkel, míg all. ábra egy vízelosztó csövekre ráépített találmány szerinti cseppleválasztó újabb kiviteli változatát tünteti fel, a vízelosztó csöveknél a tömbben kiképzett kivágásokkal.

Az 1. ábrán látható találmány szerinti sejtszerkezetű 1 cseppleválasztó önmagában ismert módon sokszögalakú, adott esetben trapézalakú hullámhegyekkel és hullámvölgyekkel kiformázott 3 lemezek egymáshoz illesztett sorozatából áll, ahol a mindenkori 3 lemez hullámhegyei a 3. ábrán különösen jól látható módon a szomszédos 3 lemez szimmetrikusan hozzárendelt hullámvölgyeivel vannak például ragasztással összeerősítve és azokkal sokszögkeresztmetszetű, adott esetben hatszögkeresztmetszetű 2 áramlási csatornákat képeznek, amelyekben a 4 áramló gázzal elragadott 5 folyadékcseppek leválasztásra kerülnek. Mindegyik 2 áramlási csatornát egymással párhuzamos 6 sík falak, valamint ezeket összekötő, térbeli felületként kiképzett 7 oldalfalak határolják, ahol az egymás melletti 7 oldalfalak között a 2 áramlási csatorna teljes hosszában végighúzódó folyadékelvezető 8 árok van kialakítva. Az így kialakított 2 áramlási csatornák legalább egy, a belépő 4 áramló gáz 25 áramlási irányához képest ferde (egyenes vagy ívelt) 26 iránytörő szakasszal rendelkeznek, ugyanakkor a 4 áramló gáz belépési helye és/vagy kilépési helye közelében célszerűen a belépő gáz 25 áramlási irányával megegyező irányú 27 belépő szakasz és 30 kilépő szakasz van kialakítva.

A találmány szerinti 1 cseppleválasztó leglényegesebb újdonsága abban van, hogy a 7 oldalfalaknak az 5 folyadékcseppeket ütköztetéssel felfogó 9 leválasztó oldalán a folyadékelvezető 8 árokhoz keresztirányban csatlakoztatott, a 8 árok felé szélesedő keresztmetszetű és enyhén lefelé lejtő középvonalú folyadékelvezető 10 vályúk vannak kiképezve. Ezen 10 vályúk alsó 12 éle enyhe hajlatként, míg felső 13 éle a 10 vályúba került 5 folyadékcseppek vagy folyadékfilm továbbsodródását megakadályozó meredek kiugrásként van kialakítva. Az így kialakított 10 vályúk a 7 oldalfalak 11 hátoldalán kis áramlási ellenállású 29 domborulatokat képeznek.

A 4. ábrán látható, hogy a 10 vályúk alsó 12 éle a vályúmélységnek a 8 árok mélységéig való folyamatos csökkentése mellett belesimul a folyadékelvezető 8 árok szélébe, míg a 10 vályúk felső 13 éle a 8 árokban keresztirányban húzódó bemélyedésbe megy át. A 4. ábrán az is látható, hogy a 10 vályú felső 13 éle (lényegében függőleges irányú belépő gázáramot feltételezve) előnyösen vízszintes, míg alsó 12 éle lefelé lejt, mely utóbbi alsó végénél célszerűen folyadékkivezető 14 orr van kialakítva.

Az 5a-c. ábrákból kitűnik, hogy a 10 vályúk keresztmetszete előnyösen vagy egy olyan lekerekített háromszög, amelynek egyik γ szöge nagyobb 90-nál vagy félcsepp alakú, amint az az 5a illetve 5b ábrán látható. Az 5c ábrán egy olyan előnyös kiviteli változat van feltüntetve, ahol a 10 vályú előtt a 9 leválasztó oldal úgy van megtörve, hogy a belépő 4 áramló gáz 25 áramlási irányához képesti a’ iránytörési szög nagyobb legyen, mint a törés előtti eredeti a iránytörési szög a belépő 4 áramló gáz és a 26 irány törő szakaszon haladó 4’ áramló gáz között.

A 2. ábra a találmány szerinti sejtszerkezetű cseppleválasztó olyan előnyös kiviteli alakját tünteti fel, ahol a 2 áramlási csatornák egymás fölött elhelyezkedő, a belépő 4 áramló gáz 25 áramlási irányától két különböző (ellentétes) irányban ferdén eltérő alsó 26’ irány törő szakasszal és felső 26 iránytörő szakasszal vannak kialakítva. A 10 vályúk lejtése az alsó 26’ iránytörő szakaszon és a felső 26 iránytörő szakaszon egymással ellentétes irányú. Az ábrán jól látható, hogy a nagyobb cseppterhelésű alsó 26’ iránytörő szakaszon több és nagyobb keresztmetszetű 10 vályú van kialakítva, mint a felső 26 iránytörő szakaszon. Az ábrából az is kitűnik, hogy a nagyobb cseppterhelésű alsó 26’ iránytörő szakasznak a belépő gáz 25 áramlási irányához képesti a iránytörési szöge kisebb, mint a felső 26 iránytörő szakasz β iránytörési szöge.

A 6. ábrán jól látható, hogy a találmány szerinti sejtszerkezetű cseppleválasztó 2 áramlási csatornáit képező, például hőformázással kialakított 3 lemezek önmagában ismert módon, például ragasztással 17 tömbökké vannak egyesítve, amelyekben a 2 áramlási csatornák 7 oldalfalain a 10 vályúk a 3 lemezek anyagából vannak kiformázva. Itt célszerű lehet, ha a folya5

HU 209 727 Β dékelvezető 8 árkok a 7. ábrán látható módon az egymáshoz csatlakozó 3 lemezek sokszögalakú, például trapézalakú hullámhegyeinek és hullámvölgyeinek lekerekítésével, esetleg lesarkításával vannak kiképezve. A17 tömbök szerkezetének kellő merevségét meghatározott távolságokban beépített 18 merevítő lemezek révén biztosítjuk. A 17 tömbökbe célszerűen méterenként 2-5 darab 18 merevítő lemez van beépítve. A 17 tömbök végét célszerűen a 18 merevítő lemezekre merőleges 18’ véglemezek határolják.

A találmány szerinti cseppleválasztó leginkább hűtőtornyokban kerül felhasználásra és ezek 20 vízelosztó csöveire van felszerelve. Ennek egyik lehetséges megvalósítási módja látható a 8. és 9. ábrán, ahol a 18 merevítő lemez a 17 tömböt alkotó többi 3 lemeznél nagyobbra van méretezve és a 17 tömb alsó 19 síkjából lefelé kiálló módon van a 17 tömbhöz rögzítve. A 18 merevítő lemez alsó végein ívelt 21 kivágások vannak kiképezve, amelyek elősegítik a 17 tömb felfekvését és helyzetének rögzítését a hűtőtorony 20 vízelosztó csövein, vagyis azokra való helyzetrögzítő ráültetését. A 17 tömbök közötti rések lezárására ezen rések fölé 22 nehezék van a 17 tömbökre fektetve.

A cseppleválasztó 20 vízelosztó csövekre való felszerelésének egy másik lehetséges változata látható a 10. ábrán. Itt a 17 tömbök szélére felerősített 18’ véglemezek a 17 tömböt alkotó többi 3 lemeznél nagyobbra vannak méretezve és a 17 tömb felső 23 síkjából fölfelé kiálló módon vannak a 17 tömbhöz rögzítve. A 18’ véglemezek 24 kiálló része a 20 vízelosztó csövek közé történő beépítésnél kialakuló rés lezárására alkalmas módon, lényegében vízszintesre vannak visszahajtva.

Végül a 11. ábrán a találmány szerinti cseppleválasztó olyan felszerelési változata látható, ahol a 17 tömb szélein magában a 17 tömbben vannak a 20 vízelosztó csöveken való felfekvését és helyzetének rögzítését elősegítő 28 kivágások kiképezve.

A találmány szerinti sejtszerkezetű cseppleválasztó működésmódja a következő:

A 4 áramló gázzal elragadott 5 folyadékcseppek a 25 áramlási irányban (a bemutatott példák esetében függőlegesen) lépnek be az 1 cseppleválasztó 2 áramlási csatornáiba, ahol azok 26 illetve 26’ és 26 iránytörő szakaszain a 9 leválasztó oldalra csapódnak, ahol a folyadékelvezető 10 vályúk vannak kialakítva. Mivel a 10 vályúk alsó 12 éle enyhe hajlatként van kialakítva, a gázáramlás a 9 leválasztó oldalra kerülő 5 folyadékcseppeket és a belőlük képződő folyadékfilmet (vízfilmet) minimális iránytöréssel, turbulencia kiváltása nélkül sodoqa a folyadékelvezető 10 vályúkba. Mivel ugyanakkor a 10 vályúk felső 13 éle meredek kiszögellésként van kialakítva, ez megakadályozza a vízfilm vagy a cseppek továbbsodródását. A10 vályúk ezen kialakítása a 2 áramlási csatornák 7 oldalfalainak a 9 leválasztó oldallal ellentétes 11 hátoldalán kis áramlási ellenállású, főként ént félcsepp alakú 29 domborulatként jelenik meg, és az így elért kisebb áramlási ellenállás biztosítja a leválasztó hatékony, de energiatakarékos működését.

Bizonyos vízmennyiség összegyűlése után a folyadékelvezető 10 vályúkból a víz a folyadékelvezető 8 árkokon keresztül olyan nagyméretű cseppek formájában jut vissza az 1 cseppleválasztó előtti térbe, amelyeket a 4 áramló gáz már nem tud magával ragadni.

A10 vályúk 12 és 13 éleinek széttartó kialakítása és egymással ellentétes irányú lejtése az alsó illetve felső 26’ és 26 iránytörő szakaszon egyrészt azt segíti elő, hogy a víz könnyebben folyjon ki a 10 vályúkból a 8 árkokba, másrészt pedig azt biztosítja, hogy a gyártásnál a formázott 3 lemez a szerszámból önzáródás és alámetszés nélkül, könnyen kiemelhető legyen.

A találmány szerinti sejtszerkezetű cseppleválasztó főbb előnyei a következők:

a) Az ismert cseppleválasztó szerkezetekével azonos leválasztási fokot biztosító kialakítás mellett a találmány szerinti cseppleválasztó kisebb áramlási ellenállású, ami egyrészt arra vezethető vissza, hogy a speciális folyadékelvezető rendszernek köszönhetően az ismert cseppleválasztókkal azonos leválasztási hatékonyság eléréséhez a gázáram számára kisebb iránytörési szögre van csak szükség, így a gázáramot terelő csatornák alakja áramlástanilag kedvezőbb lehet, másrészt ugyanakkor a folyadékgyűjtő és -elvezető vályúk találmány szerinti kialakítása elenyésző ellenállásnövekedést okoz a sima, vályú nélküli megoldásokhoz képest. Mindez végsősoron kisebb ventilációs energia befektetését teszi szükségessé.

b) A találmány szerinti cseppleválasztó műanyaglemezek vákuumformázásával is gyártható, akár kétszeres vagy többszörös iránytörést megvalósító kialakításban is, így lényegesen egyszerűbben és anyagtakarékosabban állítható elő, mint a vízgyűjtő csatornákkal ellátott lamellás cseppleválasztók.

Claims (19)

1. Sejtszerkezetű cseppleválasztó áramló gázzal elragadott folyadékcseppek leválasztására, amely sokszögalakú, célszerűen trapézalakú hullámhegyekkel és hullámvölgyekkel kiformázott lemezek egymáshoz illesztett sorozatából áll, ahol a mindenkori lemez hullámhegyei a szomszédos lemez szimmetrikusan hozzárendelt hullámvölgyeivel vannak összeerősítve és azokkal sokszögkeresztmetszetű, főként hatszögkeresztmetszetű áramlási csatornákat képeznek, ahol mindegyik áramlási csatornát egymással párhuzamos sík falak, valamint ezeket összekötő, térbeli felületként kiképzett oldalfalak határolják és ahol az egymás melletti oldalfalak között az áramlási csatorna teljes hoszszában végighúzódó folyadékelvezető árok van kialakítva, emellett az így kialakított áramlási csatornák legalább egy, a belépő áramló gáz áramlási irányához képest ferde iránytörő szakasszal rendelkeznek, azzal jellemezve, hogy az oldalfalaknak (7) a folyadékcseppeket (5) ütköztetéssel felfogó leválasztó oldalán (9) a folyadékelvezető árokhoz (8) keresztirányban csatlakoztatott, az árok (8) felé szélesedő keresztmetszetű és lefelé lejtő középvonalú folyadékelvezető vályúk (10) vannak kiképezve, amelyek üzemi helyzet szerinti alsó

HU 209 727 B éle (12) enyhe hajlatként, míg felső éle (13) a vályúba (10) került folyadékcseppek (5) továbbsodródását megakadályozó kiugrásként van kialakítva, és ezen vályúk (10) az oldalfalak (7) hátoldalán (11) domborulatokat (29) képeznek.

2. Az 1. igénypont szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a vályúk (10) felső éle (13) vízszintes, alsó éle (12) pedig lefelé lejt.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a vályúk (10) alsó éle (12) a vályúmélységnek az árok (8) mélységéig való folyamatos csökkentése mellett belesimul a folyadékelvezető árok (8) szélébe, ugyanakkor a vályúk (10) felső éle az árokban (8) keresztirányban húzódó bemélyedésbe megy át.

4. Az 3. igénypont szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a vályú (10) lefelé lejtő alsó élének (12) alsó végénél folyadékkivezető orr (14) van kialakítva.

5. Az 1^4. igénypontok bármelyike szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a vályú (10) keresztmetszete olyan lekerekített háromszög, amelynek egyik szöge nagyobb 90°-nál.

6. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a vályú (10) keresztmetszete félcsepp alakú.

7. Az l-ő. igénypontok bármelyike szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a vályú (10) előtt a leválasztó oldal (9) úgy van megtörve, hogy a belépő áramló gáz (4) áramlási irányához (25) képesti iránytörési szög (a’) nagyobb legyen, mint a törés előtti eredeti iránytörési szög (a).

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy az áramló gáz (4) belépési helye és/vagy kilépési helye közelében a belépő gáz (4) áramlási irányával (25) megegyező irányú belépő szakasz (27) és/vagy kilépő szakasz (30) van kialakítva.

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy az áramlási csatornák (2) egymás fölött elhelyezkedő, a belépő gáz (4) áramlási irányától (25) két ellentétes irányban ferdén eltérő alsó iránytörő szakasszal (26’) és felső iránytörő szakasszal (26) vannak kialakítva.

10. A 9. igénypont szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a vályúk (10) lejtése az alsó irány törő szakaszon (26’) és a felső iránytörő szakaszon (26) egymással ellentétes irányú.

11. A 9. vagy 10. igénypont szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a nagyobb cseppterhelésű alsó irány törő szakaszon (26’) több és/vagy nagyobb keresztmetszetű vályú (10) van kialakítva, mint a felső iránytörő szakaszon (26).

12. A 9-11. igénypontok bármelyike szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a nagyobb cseppterhelésű alsó iránytörő szakasznak (26’) a belépő gáz (4) áramlási irányához (25) képesti iránytörési szöge (a) kisebb, mint a felső iránytörő szakasz (26) iránytörési szöge (β)

13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy az áramlási csatornákat (2) képező lemezek (3) önmagában ismert módon tömbökké (17) vannak egyesítve, amelyekben az áramlási csatornák (2) oldalfalain (7) a vályúk (10) a lemezek (3) anyagából vannak kiformázva, ugyanakkor a folyadékelvezető árkok (8) az egymáshoz csatlakozó lemezek (3) sokszögalakú hullámhegyeinek és hullámvölgyeinek lekerekítésével és/vagy lesarkításával vannak kiképezve.

14. A 13. igénypont szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a tömbökbe (17) meghatározott távolságokban a szerkezet merevségét biztosító merevítő lemezek (18) vannak beépítve.

15. A 14. igénypont szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a tömbökbe (17) méterenként 2-5 darab merevítő lemez (18) van beépítve.

16. A 14. vagy 15. igénypont szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a merevítő lemez (18) a tömböt (17) alkotó többi lemeznél (3) nagyobbra van méretezve és a tömb (17) alsó síkjából (19) lefelé kiálló módon van a tömbhöz (17) rögzítve, emellett a merevítő lemez (18) végein a tömbnek (17) vízelosztó csöveken (20) való felfekvését és helyzetének rögzítését elősegítő ívelt kivágások (21) vannak kiképezve.

17. A 16. igénypont szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a tömbökhöz (17) a tömbök (17) rögzítését elősegítő és a tömbök (17) közötti réseket lezáró nehezék (22) van hozzárendelve.

18. A14. vagy 15. igénypont szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a tömbök (17) szélére felerősített véglemezek (18’) a tömböt (17) alkotó többi lemeznél (3) nagyobbra vannak méretezve és a tömb (17) felső síkjából (23) fölfelé kiálló módon vannak a tömbhöz (17) rögzítve, emellett a véglemezek (18’) kiálló része (24) a vízelosztó csövek (20) közé történő beépítésnél kialakuló rés lezárására alkalmas módon van visszahajtva.

19. A 14. vagy 15. igénypontok bármelyike szerinti cseppleválasztó, azzal jellemezve, hogy a tömb (17) szélein a tömbnek (17) a vízelosztó csöveken (20) való felfekvését és helyzetének rögzítését elősegítő kivágások (28) vannak kiképezve.