175319. lajstromszámú szabadalom • Betétszerkezet gáz vagy gőz és folyadék között közvetlen érintkezés révén hő és/vagy anyagátadást biztosító berendezésekhez, elsősorban hűtőtornyokhoz
3 175319 4 egyenletes elosztása igen nagyszámú szórószerkezetet, csepegtetőszerkezetet vagy csurgatószerkezetet igényel. Az említett szerkezetek számát azonban nem gazdaságos növelni egy meghatározott érték fölé, így viszont a rácsozat egyes részeire nem jut megfelelő mennyiségű víz, ezért a hűtőtorony keresztmetszetének egyes helyei hatástalanokká válnak. Az említett folyadékközvetítő szerkezetek és a rácsozat fölső síkja közti távolsággal is lehet változtatni a rácsozat folyadékellátásának egyenletességét. Optimumként adódott, hogy a természetes huzaté nedves hűtőtornyokban a szórószerkezet és rácsozat felső síkja közti távolság általában 1 méter, vagy ennél több. Mérésekkel igazolt tény, hogy az ismert betétszerkezetekkel rendelkező hűtőtornyoknál a folyadékközvetítő szerkezet — szórószerkezet, csepegtető szerkezet vagy csuTgatószerkezet — gondos elkészítése ellenére is a rácsozaton, illetve a rácsozat mentén jelentős holtmezők, azaz kellően nem nedvesített felületek alakulnak ki. Emellett a beszórás intenzitásában tízszeres vagy ennél nagyobb eltérések is adódnak. A rácsozat felületén értelmezett, tökéletes nedvesítés elvileg egyenértékű lenne olyan megoldással, amelynél több vagy nagyobb összfelületű rácsrúd van alkalmazva, vagyis egy nagyobb hűtőtoronnyal. A hűtőtornyoknál ismeretes körülmény, hogy a rácsozat nedvesítése során tekintélyes mennyiségű víz kerül csepp alakjában a felfelé áramló levegőbe és ezek a cseppek légárammal együtt a hűtőtorony felső részén kilépnek az atmoszférába. A légárammal elragadott vízcseppeket veszteségnek kell tekinteni, mert ezek a tulajdonképpeni hő- és/vagy anyagcsere szempontjából hatástalanok. Végső fokon a már említett cseppveszteség növeli a hűtőtoronyban visszahűtött víz költségét. A közvetlen költségkihatás káros körülménye mellett környezetvédelmi szempontból is kedvezőtlen a cseppveszteség. A cseppveszteség azzal magyarázható, hogy a szórószerkezetet elhagyó vízcseppeknek vagy a rácsrudakra szabadeséssel érkező víz szétfröccsenése folytán keletkezett vízcseppeknek a levegőáram haladási irányába eső komponensű sebességük van. A cseppveszteség csökkentése érdekében az ismert hűtőtornyoknál a betétszerkezet fölött cseppleválasztó szerkezetet iktattak be. A cseppleválasztó szerkezet tulajdonképpen a hűtőtorony valamely keresztmetszetében kialakított újabb rácsozat, ami a hűtőtorony gázáramlással szembeni ellenállását nagymértékben megnöveli és ennek folytán a víz visszahűtési költségét növeli. A röviden vázolt problémák alapján látható, hogy a hűtőtornyoknál a betétszerkezet szempontjából kétféle törekvés indokolt. Egyrészt a folyadékközvetítő szerkezetet kell úgy kialakítani, hogy a rácsozat egyenletes nedvesítését biztosítsa, továbbá hogy ne szolgálja, illetve ne segítse elő a folyadékcseppeknek a gázáramba jutását vagyis csökkentse a cseppveszteséget, másrészt pedig a rácsozatot kell úgy kialakítani, hogy maga is elősegítse, hogy a rácsozatra juttatott folyadék azon egyenletesen eloszoljék. A találmány szerinti betétszerkezetnél a folyadékközvetítő szerkezet és a rácsozat tekintetében van eltérés az ismert betétszerkezetekhez képest. A találmány szerinti megoldásnál a folyadékközvetítő szerkezet a folyadékelosztó rendszertől a rácsozatra ráfolyasztja a folyadékot, s ez a megoldás nem hasonlítható az ismert folyadékközvetítő szerkezetek közül sem a szórószerkezetekhez, sem a csepegtető, illetve csurgató szerkezetekhez. A találmány szerinti betétszerkezetnél alkalmazott ráfolyató szerkezet olyan kialakítású, amely biztosítja, hogy a rácsozatra érkező folyadék sebességének a rácsozat rúdjai irányába eső vagy a rácsrudak irányával párhuzamos komponensé nagyobb, mint a rácsozat síkjára merőleges irányú komponens. A folyadék ilyen irányba terelése folytán mintegy rásiklik a folyadék a rácsozatot alkotó rácsrudakra és itt a cseppekre bontás szinte kizárt. A találmány szerinti betétszerkezetnél a ráfolyató szerkezet azáltal biztosítja a korábban vázolt folyadékirányítást, hogy olyan elemekkel rendelkezik, amelyeknek legalább egyik felük a rácsrudak síkjához hajló terelőidommal rendelkezik. A ráfolyató szerkezetek természetesen a folyadékelosztóhoz vannak csatlakoztatva, ennek megfelelően a ráfolyató szerkezet a folyadékelosztó és a rácsozat közötti térben foglal helyet. A találmány szerinti betétszerkezetnél alkalmazott ráfolyató szerkezet egy célszerű kiviteli alakját képezheti az a megoldás, amelynél a ráfolyató szerkezetet ejtőcső és ennek alsó részéhez csatlakoztatott terelőidom alkotja. Az ejtőcső felül a folyadékelosztóhoz van csatlakoztatva, míg alsó részénél terelőidom, például olyan forgásfelület lehet, amely a korábban vázolt irányú terelést biztosít a folyadék számára. A rácsozatot alkotó rácsrudakat célszerű vályúkkal ellátni, hogy rajtuk a folyadék határozott áramlással haladjon. Adott esetben nem szükséges a rácsrudak mindegyikét ilyen vályúval ellátni, csak a ráfolyató szerkezetekhez közvetlenül csatlakozó rácsrudakat. A vályúk kialakíthatók a rácsrudakra rögzített külön elemek gyanánt. Célszerű azonban a vályúkat magukban a rácsrudakban kiképezni. A találmány szerinti betétszerkezet lényege tehát, hogy folyadékközvetítő szerkezetének a folyadékelosztó és a rácsozat közötti térben levő, egyik felükkel a rácsrudak síkjához hajló terelőidomai vannak. A javasolt betétszerkezet egy előnyös kiviteli alakjánál a folyadékközvetítő szerkezethez tartozó, egyik végükkel a folyadékelosztóhoz csatlakoztatott ejtőcsövei és ezek alsó végéhez illesztett, görbült oldalfelülettel ellátott terelő idomai vannak. A találmány szerinti betétszerkezetnél a rácsozatot alkotó rácsrudaknak legalább egy része vályúval van ellátva és a vályúk a rácsrudakban lehetnek kiképezve. A találmány szerinti betétszerkezetet a csatolt rajzokon bemutatott példakénti kiviteli alak kapcsán ismertetjük részletesebben. A rajzokon az 1. ábra egy hűtőtorony ismert kialakítás melletti példakénti alakját szemlélteti függőleges metszetben, a 2. ábra a találmány szerinti betétszerkezet ráfolyató szerkezetét szemlélteti függőleges metszetben, míg a 3. ábra a találmány szerinti betétszerkezet rácsozatának egy példakénti kiviteli alakját tünteti fel felülnézetben. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
