153968. lajstromszámú szabadalom • Folyadék kigőzölögtető berendezés

153985; Az eddig alkalmazott berendezések közös hibája az volt, hogy a folyadék folytásakor felszabaduló energiát a folyadéksugár apró cseppekké történő szétrobbantásával felemésztette, s így a folyadék- és a gőzfázis szétválasztása csak vagy rendkívül nagy, s emiatt drága, vagy a nyert gőz nyomását (és egyben telítési hőfokát) a fojtóedényben kialakult érték alá csökkentő (tehát külön energiát fogyasztó) berendezésben történhetett. A fentiekkel ellentétben berendezésünk éppen a nyomás csökkenése közben felszabaduló energiát hasznosítja a kigőzölgés során keletkező fázisok, felgyorsítására és szétválasztására, ill. egyes kiviteli alakoknál ezen kívül a nyert gőzt is kismértékben komprimáljuk vele. A találmány szerinti berendezés működési elve a következő: A kigőzölögtetendő folyadékot a kívánt kigőzölögtetési nyomásig expandáltatjuk a célnak megfelelően kialakított fúvókában, s az ezáltal nyert nagysebességű, jól irányított apró cseppeket alig tartalmazó folyadék-gőz sugarat minden közbenső művelet nélkül irányváltoztatásra, ill. egyes kiviteli alakoknál célszerűen kör vagy spirális pályára kényszerítve a két fázis tökéletesen elkülönül és külön-külön elvezethető. Ennek megfelelően a találmány szerinti folyadék kigőzölögtető berendezés olyan készülék, amely vegyes fázisú közeg expandáltatására alkalmas fúvókából és centrifugál cseppleválaszíőből áll. melyeket vagy közvetlenül, vagy irányelterelő lap közvetítésével építünk össze úgy, hogy a fúvókából érkező sugárminden része 45°~osnál kisebb szöggel ütődjék fel az irányelterelő lapra ill. a cseppleválasztó falára. Az expanziós fúvóka az 1. ábrán látható. Helyes kialakítására az előbb szűkölő, majd bővülő keresztmetszet a jellemző, a fúvóka 4 bővülő szakaszának tágulási szöge 30°-nál kisebb (célszerűen 8—15°), hogy jól rendezett folyadék-gőz sugarat nyerjünk. A fúvóka működése, amint az az áramlástanból is ismert, a következő: a lefojtandó folyadékot az 1 vezetékből egy fúvókába vezetjük, melynek legszűkebb 2 keresztmetszetéig a folyadék telítési nyomásáig expandál. Gyakorlatilag itt jelennek meg az első gőzbuborékok. A 2 keresztmetszetben uralkodó nyomásról a kívánt nyomásra történő expanzió közben történik meg a folyadék kigőzölgése, tehát az áramló közeg térfogata megsokszorozódik. Közben a. nyomás csökkenése miatt a közeg sebessége is megnő ugyan, de az áramló térfogat a sebességnél gyorsabban nő és ezért a fúvóka ezen 3 szakasza bővül. Ez úgy méretezendő, hogy a közeg nyomása benne gyakorlatilag a kívánt kigőzölögtetési nyomásig csökkenjen. A fúvókában előállított nagy sebességű irányított folyadék-gőz sugarat ezután irányelterelésnek vetjük alá. Ennek következtében a folyadék nagyobb impulzusa miatt irányát megtartva az irányelterelő falra „felkenődik", 10 15 20 40 és ezáltal a gőztől elkülönül. A fúvókához csatlakozó tér célszerűen olyan, hogy benne a gőz nagy intenzitású örvényteret, alkot. Ennek fenntartásához az energiát a belépő nagysebességű sugár (vagyis a fúvókában történt expanzió energiája) szolgáltatja. Az örvénytér azt a célt szolgálja, hogy a gőzben esetleg még benne levő folyadékcseppek is kicentrifugálödjanak. A 2. ábrán látható pl. egy a fentieknek megfelelő elrendezés. Az 5 fúvókán expandáló folyadék-gőz sugár a 6 irányelterelő lapon irányt vált és eközben a lapra a folyadék ..felkenődik", a gőz pedig- a 7 henger középvonala felé a folyadéktól elválik. Mivel a 6 lap a 7 hengerhez érintőlegesen (vagy közel érintőlegesen), az eltérés kisebb, mint 10° csatlakozik, a 7 hengerben az óramutató járásával ellenkező forgásirányú örvény képződik. Az örvénytérbe jutó gőzből a még bennemaradt folyadék így kicentrifugálódik. Lényeges, hogy a folyadék sugár ne csapódjék túlságosan meredek szöggel az irányeltereiő lapra, mert akkor visszaverődés, fröcskölés lép fel. Ugyanezért fontos, hogy a 6 lap érintőlegesen vagy közel érintőlegesen csatlakozzék a 7 henger palástjához. A fent leírt berendezés különbözőképpen alakiihaló ki aszerint, hogy hogyan oldjuk meg a folyadék elvezetését. Az egyik lehetséges elrendezést a 2. ábra mutatja. Itt. a folyadék csak egyetlen fordulatot, ill. szerkezeti okok miatt még ennél is kevesebbet tesz meg a hengerben, utána a 9 lemezzel elhatárolt folyadékfelfogó térbe kerül. ahonnan a 10 csonkon keresztül távozik. A 3. ábrán a másik lehetséges elrendezés található. Itt az 5 fúvóka ferdén a 11 hengerpalástra illeszkedő spirális pályára fújja a folyadékot, amely a. henger alján kialakuló folyadék-örvénytérbe jut, ahonnan a 12 csonkon keresztül elvezethető. Az örvénytérben áramló gőz jelentős kine<-5 tikai energiával rendelkezik. Célszerű ezt az energiát a távozó gőz nyomásának emelésére fordítani. Ebből a célból a találmány szerinti elrendezésnél az örvénytérből távozó gőzt egy, egyébként az áramlástanból ismert ún. 8 ve-5C zetőkerékkel. örvénymentessé tesszük, s így a gőz nyomása megnövekszik. Mivel a távozó gőzt többnyire kondenzálják, a berendezés utáni kondenzátorban vagy a hőfokkülönbség növekszik, vagy jobban felmelegíthető a hűtő-55 közeg. Mivel azok a berendezések, amelyekben a találmány felhasználást nyerhet, általában a maximális gazdaságosságra igen nagy súlyt helyező konstrukciók, az így nyerhető néhány tized C° hőfoknyereség igen jelentős. 60 Végül megjegyezzük, hogy bár a fenti leírás mindenütt egy fúvókát említ, természetesen semmi akadálya sincs annak, hogy egyetlen irányelterelő laphoz több fúvóka, vagy egyetlen örvényhengerhez több irányelterelő lap ill. C5 több fúvóka csatlakozzék.