188349. lajstromszámú szabadalom • Szerkezeti elrendezés áramló közegek, különösen portartalmú gázok egyenletes áramsűrűség-eloszlást adó áramlási irányváltoztatására
1 188 349 2 A találmány tárgya szerkezeti elrendezés áramló közegek, különösen portartalmú gázok egyenletes áramsűrűség-eloszlást adó áramlási irányváltoztatására a belépő közegáram áramlási irányára merőleges, keresztirányban lépcsőzetesen egymás mögött elrendezett ütközőfelületek alkalmazásával. A szerkezeti elrendezés különösképpen alkalmas portartalmú gázok áramlási irányának 90 -os szögben történő megváltoztatására úgy, hogy egyidejűleg az áramsűrűség-eloszlás egyenletességet messzemenően biztosítja, és mint ilyen, előnyösen alkalmazható ismert, tömlőalakú szűrőelemekkel rendelkező portalanító, ill. porleválasztó berendezések bemenőoldali szerkezeti egységeként. Ismeretes, hogy bármely zárt térbe, például kamrába nagy sebességgel beáramló kompakt, sűrű közegáramlás általában hátrányos annak a kezelő berendezésnek a működésére, amelynek belépőoldali egységét az illető kamra alkotja. Ennek oka, hogy a csővezetékből érkező közegáramlás a szembenfekvő készülélcfalba ütközik, és a szabad oldalak irányában szétverődik anélkül, hogy sebessége lényegesen csökkenne. Ezzel erős turbulencia és jelentős nyoinásvesztcség jár. Ismeretesek különböző műszaki megoldások, amelyekkel elkerülhető sűrű, kompakt közegáram beáramoltatása kezelőkészülékekbe. Ezek közös jellemzője, hogy az áramló közeget egyenletesen eloszlatják és/vagy meghatározott irányokba terelik. A 856 980 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásból ismert egy áramló közegek irányának megváltoztatására és egyenletes elosztására alkalmas olyan készülék, amelynél sík, lépcsőalakban elhelyezett eltérítőfelületek és ellenállást létrehozó perforált lemezek együttesen térítik és osztják el a közegáramot. A 23 19 192 számú német szövetségi köztársaságbeli közzétételi irat például egy szövetes leválasztóhoz olyan gázáram-beiéptető szerkezeti egységet ismertet, amelynél a belépő gázáram a vízszintes hozzávezetőcsőből egy felül kiképzett hosszirányú hasítékon keresztül lép ki, és ezután áramlik át egy felettefekvő gázelosztón, miközben az áramlási sebesség erősen lefékeződik. Az 1 475 585 lajstromszámú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásban végül egy eljárást ismertetnek hirtelen keresztmetszetbővüléssel rendelkező áramlási csatornákban a közegáramlás befolyásolására, amely szerint határrétegelszívással a hirtelen keresztmetszctbővülésnél stabilizált, forgó örvényáramot hoznak létre, amelynek határfelülete mentén az irányát változtató közegáramlás örvénylés nélkül, laminárisán halad. Az említett ismert megoldások hátránya, hogy a közegáramlás egyenletes' elosztását kielégítően nagy keresztmetszeten egyidejű 90°-os irányváltoztatás mellett nem, vagy csak járulékosan beépített kiegészítő elemekkel, vagy mint pl. az 1 475 585 lajstromszámú német szövetségi köztársaságbeli szabadalom szerinti eljárás esetében, pótlólagos energiabevitellel képesek megvalósítani. Az ismert megoldások további hátránya, hogy pl. szűrőberendezések bemenőoldali egységeiként történő alkalmazás esetén a nem kellően egyenletes áramláselosztás következtében a közegáramlás sugárnyalábok alakjában lép be az egyes szüröelemekbe, ezeket ingamozgásba hozza, miáltal a szűrőelemek egymáshoz érnek és egymáshoz súrlódnak. A súrlódási helyeken a szűrőanyag károsodása következhet be és így tisztítatlan áramló közeg (nyersgáz) léphet ki a szűrőberendezésből. 2 A találmány célja olyan megoldás kialakítása, amely a fentebb említett hiányosságokat kiküszöböli, és olyan szerkezeti elrendezést tesz lehetővé, amellyel portartalmú gázáramok irányváltoztatása egyenletes áramsűrűség-eloszlással valósítható meg úgy, hogy pl. utánkapcsolt készülékként alkalmazott szűrőberendezések szűrőeiemei, főleg a szűrőtömlőkön ingamozgás által kiváltott károsodások, sérülések, elkerülhetők. A találmány további célját képezi olyan szerkezeti kialakítás létrehozása, amely lehetővé teszi az irányváltoztatott gázáram egyenletes elosztásával az utánkapcsolt szűrőberendezés szűrőelemeinek rendkívül egyenletes ellátását a tisztítandó közeggel, tehát az elemek egyenletes terhelését. Találmányunk alapját annak felismerése képezi, hogy az ismert tárgyi szerkezeti kialakítás megfelelő feltételek, különösen méretezési feltételek biztosításával járulékos, kiegészítő szerkezeti elemek alkalmazása nélkül is alkalmas a kitűzött cél elérésére azáltal, hogy az ütközőfelületek mögöttes tartományában létrehozhatók rendre helytálló tengelyvonalak körül forgó helyi örvényáramok, amelyek meglepő hatása abban jelentkezik, hogy turbulencia-jelenségek fellépése nélkül, lényegében veszteségmentesen és igen egyenletes áramsűrűség-eloszlás egyidejű biztositásával teszik lehetővé a belépő kompakt gázáramlás irányváltoztatását még 90°-ot meghaladó, szükséges esetben akár 150°-ig terjedő szögtartományon belül is. A fentiek értelmében a kitűzött célt olyan tárgyi szerkezeti elrendezés kialakításával érjük el, amelynek találmányunk szerint a belépő közegáramlás áramlási irányából nézve hátoldalaik mentén rendre helytálló tengelyvonal körül forgó helyi örvényáramok létrehozására és fenntartására alkalmas e'rendezésű ütközőfelületei vannak, amelyek hosszméreteinek és osztástávolságainak viszonyszáma rendre 1:3 és 1:0,7 határértékek között, előnyösen 1: 2,8 és f: 1,3 között van. A találmányunk szerinti, fentemlitett viszonyszámok betartásával kialakított szerkezeti elrendezéseknél minden egyes ütközőfelület hátoldalán olyan helyhezkötött, forgó örvényáram (orvén y henger) keletkezik, amelynek szívó- és forgatóhatása a bevezetett és részáramokia bontott kompakt gázáramlást járulékos intézkedések nélkül is 90 -os vagy annál nagyobb irányváltoztatásra kényszeríti. Az ilyen módon létrehozott helytálló örvényhengerek említett hatását az adott célra eddig még nem használták ki. Találmányunk ily módon járulékos szerkezeti elemek elhagyhatósága következtében az ismert korábbi megoldásokkal szemben igen anyagtakarékos szerkezetek kialakítását teszi lehetővé. Fokozott megtakarítás és előny jelentkezik azáltal, hogy miután a kívánt effektus felismerésünk szerint meglepően rövid ütközőfelületekkel hozható létre a szerkezeti elrendezés, a belépő nyersgázáramlás áramsűrűség-eloszlása is igen egyenletes, és nem lépnek fel helyi sugárkötegek és/vagy sugárnyalábok az irányváltoztatást követő áramlási tartományban. A találmány lényegét az alábbiakban kiviteli példák kapcsán a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra egy példaképpeni szerkezeti elrendezés vonalas vázlata, amely az áramlási viszonyokat áramvonalas ábrázolással érzékelteti, míg a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
