188608. lajstromszámú szabadalom • Szerkezet gáz és folyadék közötti hő és/vagy anyagátadás elősegítésére
I 188 608 2 A találmány szerkezet gáz és folyadék közötti hőés/vagy anyagátadás elősegítésére, különösen hűtőtornyokhoz, amely lényegében függőleges rácsfelületekből és csatornarendszerből áll. A gázok és folyadék közötti hő- és anyagcsere-folyamatoknál, a folyadék pl. víz és gáznemű közeg, pl. levegő, közötti érintkezés megvalósítása érdekében igen elterjedt megoldás, hogy a folyadékot megfelelő folyadékpermetező fúvókák segítségével viszonylag nagy sík felületekre, célszerűen azbesztcement lapokra vezetik, míg a gázt a sík felületek mentén áramoltatják. A nagy felületen lecsurgó folyadékfilm megvastagszik és a lecsurgó folyadék teljes tömege nem kerül intenzív érintkezésbe a felfelé áramló gázzal, pl. levegővel. További hátránya e megoldásnak, hogy a lemezek között egyes folyadékcseppek úgy tudnak áthullani, hogy nem kerülnek érintkezésbe a lemezekkel. Végül hátránya e megoldásnak, hogy az azbesztcement lapokat szilárdsági megfontolásból bizonyos vastagságúra kell készíteni, ami megnöveli a szerkezet súlyát és levegő oldali ellenállását. A fenti célra javasoltak már rácsszerűen elrendezett szerkezeteket, ilyet ismertet például a 180015 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás. A rácsszerű megoldásnál több rács kerül egymás felett elhelyezésre és ily módon a felülről lefelé a rácsokon áramló folyadékfilm időről időre megszakad és így a folyadék és gáz intenzív kapcsolatba kerül egymással. E megoldásnak is azonban az a hátránya, hogy a rácsok megfelelő szilárdságának biztosítása érdekében azoknak bizonyos vastagsággal kell rendelkezni, a gáz áramlás irányára merőleges kiterjedés azonban a szerkezet gázoldalí ellenállását tetemesen megnöveli, így pl. a hűtőtornyoknál a levegő mozgatására vagy nagyobb ventilátort, vagy természetes huzatú tornyoknál magasabb kürtőt kell választani. A találmány megalkotásának célja olyan hő- és anyagátadó szerkezet létrehozása, amelynél a fenti hátrányok nem lépnek fel, ugyanakkor a folyadék és gáz közötti intenzív kapcsolat és így a jó hőátadás biztosítva van. A találmány szerint ez úgy érhető el, hogy igen kis gázoldali ellenállású hártyaszerű függőleges csatornarendszer és a folyadékfllm megszakadását és szétosztását biztosító rácsfelületek váltakozva követik egymást. A folyadék áthullása a rácsrendszer, illetve csatornák között pedig azzal kerülhető el, hogy a csatornák alulról felfelé váltakozva hullám alakban, és/vagy a függőlegestől eltérő 0-45° közötti szögben és/vagy függőlegesen húzódnak-. A találmány tehát szerkezet gáz és folyadék közötti hő- és/vagy anyagátadás elősegítésére, különösen hűtőtornyokhoz, valamint gáztalanítókhoz, amely szerkezeteknek rácsszerűen és csatomaszerűen elrendezett kontaktfelületei vannak. A találmányt az jellemzi, hogy egymás felett egyrészt párhuzamos és egymásra merőleges függőleges lécekből álló rácsfelületek, másrészt hártyaszerű lemezből kiképzett közel négyzetes vagy trapéz keresztmetszetű alulról felfelé hullám alakban és/vagy a függőlegestől eltérő szögben és/vagy függőlegesen húzódó, párhuzamos csatornarendszer váltakozva követik egymást. Az alkalmazott rácsfelülctek egyrészt alátámasztják, illetve védik az igen vékony lemezből, célszerűen műanyagból álló csatornarendszert, másrészt a rácsok felső élén lévő folyadékelosztó vályúrendszer gondoskodik úgy a csatornarendszerről függőlegesen lefelé áramló folyadékfilm megszakításáról, valamint a folyadék vízszintes irányban történő újra és újra elosztásáról. A találmány egy előnyös kiviteli alakjánál a párhuzamos csatornákból álló csatornarendszer egyes csatornái keresztmetszetének mérete, például a csatornafalak egymástól mért vízszintes távolsága, tehát a csatomarend- 5 szer vízszintes osztása, a csatornarendszer felett elhelyezkedő rácsfelületek vízszintes osztásával egyezik meg, vagy annál arányosan kisebb, a rácsfelületek osztásának . fele vagy negyede. Az ilyen elrendezés révén vagy mindegyik vagy minden második vagy minden negyedik csa- 10 tornafal a rácsrendszer függőleges léce alatt azzal azonos irányban található. Az alulról felfelé hullám alakban húzódó csatornák úgy vannak kiképezve, hogy azok alsó és felső, tehát a belépő és kilépő szakasza függőleges. Hasonlóképpen függőleges alsó és felső belépő szakasszal 15 rendelkezik a csatornarendszer, ha az alulról felfelé a függőlegestől eltérő szögben húzódik, tehát ha a csatornarendszer párhuzamos falai a vízszintessel nagyobb, mint 30°-os szöget zárnak be. Fenti intézkedések mind a szerkezet gázoldali ellen- 20 állásának csökkentését hivatottak biztosítani, de hozzájárulnak a felülről lefelé haladó folyadék áramlásának irányításához is. Célszerű olyan kiviteli alak is, ahol a csatornarendszer csatornáinak falán a folyadék áramlás irányára merőleges 25 hullámok, kis turbulenciaképző kiemelkedések találha‘ók. Az egyes csatornák falvastagsága azonban mindig kisebb, mint 1 mm. Ilyen vékony falú, kis kiemelkedéssel rendelkező szerkezet célszerűen műanyagból vákuumformázással állítható elő. 30 A csatornarendszer alsó éle lehet vízszintes, de előnyös, ha azok a csatornák, amelyek nem a rácsfelület osztásának felelnek meg, tehát amelyek a rácsfeiületek osztásánál kisebb osztással rendelkeznek, azok alsó éle ívelt, vagy ferde kialakítású és a szomszédos rácsfelület 35 középvonalának irányába mutat. A találmány szerinti szerkezet lényeges részét képező rácsfelület, amely tulajdonképpen függőleges lécekből áll, azzal járul hozzá a folyadék és gáz közötti jó keveredéshez, hogy a rácsfelület léceinek felsó' élén keskeny 40 folyadékelosztó vályúrendszer húzódik végig. A vályúrendszer nem csak a felettük elhelyezkedő csatornarendszerből gyűjti össze a vizet, de egyenlőtlen folyadékelosztás esetén vízszintes irányban is szétosztja a vizet és kiegyenlíti az esetleges egyenlőtlenségeket, amelyek már 45 az egész hő- és anyagátadó szerkezet felett elhelyezkedő folyadékpermetező fúvókák egyenlőtlen működéséből erednek. A rácsfelületek előnyös kiviteli megoldásánál a rácsfelületek különböző pontjainál, például sarkainál, a rács- 50 felülettel egybefüggő vagy önálló olyan lábak nyúlnak kJ, amelyek magassági mérete nagyobb, mint két egymás felett elhelyezkedő rácsfelület között elhelyezkedő csatornarendszer magassági méretének az összege. A szóban forgó lábak az alattuk elhelyezkedő rácsok felső szaka- 55 szán kiképzett furatokba pattinthatok. A lábak segítségével így tulajdonképpen egy kompakt hő- és anyagátadó szerkezet képezhető ki, amelynek szilárdságát a lábakkal egymásba pattintott rácsfelületek alkotják, illetve a rácsfelületek mintegy védik a közöttük elhelyez- 60 kedő igen vékony és sérülékeny, de kis gázoldali ellenállású hártyaszerű lemezekből képzett csatornarendszert. A szerkezet tehát egy olyan tömb, melynek legalsó és legfelső síkjában egy-egy rácsfelület található és ezek védik a közöttük váltakozva elhelyezkedő rácsfelületeket, 65 illetve csatornarendszereket. 2
