144244. lajstromszámú szabadalom • Folyadékgyűrűs kiszorító, mint sűrítő, expandáltató, vacuumszivattyú, valamint mint sűrítő-expandáltató-kombináció
2 144.244 lajdonságait nem változtatja meg és a hydrodinamikai veszteségek sem változnak a vátlozatlan szállító fordulatszám kövtekeztében, amely ugyancsak nem nő. Az ilyen, a találmány szerinti forgattyús tengely csapra elhelyezett rekeszes kerékkel ellátott gép fordulatszáma hydrodinamikailag már nincs korlátozva, hanem a kád anyagának szilárdsági határáig növelhető. A szabadonfutó kád miatt azonban az indításnál segítségre van szükség. A szabadonfutó kádnak a vízgyűrű útján történő mozgatása azonban nagy vízgyűrű-köráramlást okoz, ami a víztükröt torzítja, a torzítás Ugyan növekvő vízgyűrűkeménységgel állandóan csökken, ezzel szemben azonban a szabadonfutó kádnak továbbítására szükséges vízgyűrű-köráramlási vontatómunka növekvő fordulatszámmal növekszik. A találmány szerinti szabadonfutó kád-kiszorító, amely forgattyú csapra ágyazott rekeszes kerékkel van ellátva, még mindig egy csekély vízgyűrű torzítással és felszíni örvényléssel (turbulenciával) dolgozik, azonban a forgatytyúcsap alkalmazása az egyetlen lehetőség, hogy hogy „kemény" kiszorítő-vízgyűrűket állítsunk elő, tehát olyanokat, amelyeknél a Víznek a víz tükrén ható centrifugális súlya többezerszerese a nehézségi erőnek (több kg/cm3 , 0,001 kg/cm 3 -rel szemben). A kádfenék felé a centrifugális erő nem csak a növekvő sugár arányában nő, hanem az egymásfeletti vízoszlopnyomások is összeadódnak. A találmány tárgyát képező gép működésének további javítása céljából és pedig elsősorban a hatásfok és az indítás megjavítására a találmány további jellemzője, hogy nem csak a rekeszes kereket és a találmány szerinti forgattyúcsapot, hanem a vizeskádat is hajtjuk, vagyis a találmány tárgya a kádat nem a szokásos módon szabadonfutva hajtja, hanem kényszermozgással, aminek különböző megoldási lehetőségei vannak. A kényszer kádmozgatás a hydrodrommal vagy a szabadonfutó káddal szemben abban áll, hogy a vizes kád mozgását a rekeszes kerék mozgásával szemben úgy szabályozhatjuk, hogy a rekeszes kerék a vízgyűrűben úgy gördül le, mint egy bolygókerék a belső fogazáson és így a víznek a káddal szembeni köráramlására már nincs szükség. A kád kényszermozgása az egyetlen lehetőség arra, hogy célszerűen kialakított merülőlapátoknál teljesen nyugodt és torzításmentes víztükröt érjünk el, tehát olyant, amely a pörgettyűtengelyhez képest tökéletesen központos. A kényszermozgatott kád adja az új folyadékkiszorítónak pörgettyűs gép („pörgettyűs kiszorító") jellegzetességét, mivel a nagy fordulatszámmal forgó vízzel tele nehéz kád a helyszükséglet és kezelés szempontjából előnyös függőleges (oszlop) kivitelénél pörgettyűt képez, amelyet előnyösen a rezgéseket felvevőén, rugalmasan ágyazunk. A találmány szerinti forgattyúcsapon excentrikusan elhelyezett rekeszes kerékre centrifugális erő hat, ami a rekeszes kerék csapágysurlódásában, vagyis kopásban és hatásfokcsökkenésben nyilvánul. A találmány tárgya ezért továbbá az is, hogy a rekeszes kerék a vízgyűrűn ússzék. A pontos fajsúlyt kinetikai számítás alapján kell megállapítani, figyelembevéve azt a tényt, hogy a kerék egy része vízben, egy része a vízen kívül, egy része a pörgetytyűkád-tengely innenső, egy része az ellenkező oldalán van. Több műanyagnak természetétől fogva megfelelő fajsúlya van, amelyek azonban nem elegendő hőállóságuk folytán csak kis nyomású gépek rekeszes kerekeinél használhatók. Mivel nagyobb nyomásoknál magasabb hőmérsékletekkel találjuk magunkat szemben, a rekeszes kereket üreges lemeztestként kell kialakítani, pl. acélcsőből. A találmány szerinti ismérvek és pedig forgattyús rekeszeskerék csap, kád-kényszermozgatás, úszó rekeszes kerék, legnagyobb hatásfokú magasnyomású folyadékgyűrűs kiszorítót biztosítanak, amely egyaránt alkalmazható mint sűrtíő, expandáltató és vákuumszivattyú. A találmány további ismérve, hogy a gépet sűrítőexpandáltató egységként kombinálhatjuk. Ha a nagynyomáslégköri nyomás körfolyamatot nagy levegőtényezőjével valósítjuk meg, szükségessé válik, hogy nagymennyiségű sűrített égésterméket sűrített friss levegővé alakítsunk át. A találmány ezt a feladatot úgy oldja meg, hogy a rekeszes kereket egyszerűen két vagy több tengelyirányú részre osztja, amelyek közül az egyik sűrítőként, a másik expandáltatóként működik. Az égési kamrát a találmány értelmében kényszer mozgatott pörgettyűs kádhoz építhetjük hozzá, ami különösen szénporhamu kicentrifugálásánál szükségeá. Ez az új termodinamikai lehetőség a nagynyomás-légköri nyomás körfolyamat eléréséhez, a mélyen merülő vízgyűrűs kiszorító jellemző hőállóságából adódik, mivel az ilyen kivitelű rekeszes kereket minden fordulatánál a vízfürdő hűti és a nagynyomású működés a találmány értelmében forgattyús tengelyben levő rekeszeskerék csapok segítségével történik, valamint, hogy a találmány értelmében a füstgáz-frisslevegő átalakítás folytán a hatásfok növekszik. Végül a találmány szerinti új kiszorító még azt a lehetőséget is nyújtja, hogy a rekeszes kerék csapján belül égési teret helyezzünk el és így ideális hőmérséklet szabályzást és eddig el nem érhető hőgazdaságosságot tesz lehetővé. Az ábrák három különböző kiviteli példát mutatnak, mégpedig az 1. és 2. ábra az új kiszorító alapelvét, a 3. és 4. ábra a sűrítő expandáltató kombinációt, az 5. ábra a találmány szerinti forgattyúcsapot belső égési térrel mutatja. Az 1. ábra keresztmetszetben, a 2. ábra hosszmetszetben mutatja be egy találmányszerinti kiszorító vázlatos megoldását. Az (1) vizeskád hordja a (2) vízgyűrűt. A (3) rekeszes kerék forgathatóan ül a (4) forgattyún. Az (5) fogaskerekek egyrészt az (1) kádat, másrészt a (4) forgattyút hajtják, különböző fordulatszámokkal. Az (1) kád és a (4) forgattyú közötti fordulatszámkülönbség folytán a forgattyúcsapra elhelyezett (6) fogaskerék az (1) kádra erősített (7) belsőfogazású koszorún legördül, aminek következtében a (2) vízgyűrűben a T3) rekeszes kerék ugyancsak legördül. Ennél a legördülő mozgásnál a (8) csatornából a rekeszes kerék agyának (9) résén keresztül a (3) rekeszes kerék jobbraforgása esetében a (10) rekeszből levegő szívódik be és ugyanúgy szívnak a (11) és (12) rekeszek levegőt a (8) térségből. Ezt a beszívott levegőt, a (13) és (14) rekeszekben sűrítjük majd a (15) rekeszből a vízgyűrű a sűrített levegőt a (15) csatornába nyomja, ahonnét hasznostíhatjuk. A mozdulatfan gépházat a (32) vonal jelöli. Ha például jobbfelé forogva a (4) forgattyú 3000 fordulatot és az (1) kád szintén jobbfelé forogva
