160722. lajstromszámú szabadalom • Felszini levegőztető szerkezet folyadékok áramoltatására és szellőztetésére, főleg szennyvíztisztító berendezésekhez

1G0722 6 folyadékrészecske a medencében csavarvonala alakú mozgást végez, a 15 t'olyadéktükörtől a medence feneke felé. A medence 18 ferde falfelületei a medence széle és a medence feneke közelében levő folyadékot a medence középső része felé térítik el. A medence középső részén a folyadék a forgó rotor szívóerejének a hatása alá kerül, és spirálszerűen keringő folyadékoszlopban áramlik felfelé, a 3 rotor felé, annak szívási tartományába. Ennek a folyadékoszlopnak belső középső része a 17 befolyónyíláson át a 12 vezetőcsatornákba lép, amelyekben a folyadék felemelkedik és a 16 kilépőnyílásokon keresztül radiális irányban kilövellődik. Az a medence középső részében feláramló folyadéktömegrész, amely a rotor 17 befolyónyílásának a belépési átmérőjén kívül van, a 13 körkúpfelület mentén ferdén felfelé áramlik és azt a 16 kilépőnyílásokon radiális irányban kilépő folyadékrész ugyancsak radiálisán eltéríti és így ismét részt vesz az áramlási körfolyamatban. Ilymódon a medence e teljes tartalma köráramlásban van. A rotor által szállított folyadék különálló folyadékszálakra való szétválasztása a 12 vezetőcsatorna által, valamint ezeknek a sugaraknak a kilövellése a medencében levő folyadékszint magasságában intenzív érintkezést hoz létre a levegő és a folyadék között. Amikor a rotor forog, mindegyik kilépési élnél a medencében levő folyadék felületén csekély magasságú duzzasztott hullám képződik, és ezek a duzzasztott hullámok a medence széléig terjednek. E duzzasztott hullámok útján, amelyek a kissé felfelé hajlított vezetőcsatornákból indulnak ki, a 'medencében levő folyadéktükör felett egy másik, szélesen kiterülő folyadékréteg mozog. A folyadéknak a felszíne ilymódon felborzolódik, a levegő és a víz közötti határrétegek megnagyobbodnak, ami a levegőnek, illetve az oxigénnek a folyadékba való behatolása szempontjából igen kedvező. Amíg a hasonló jellegű ismert levegőztető rotoroknál, például a 443 165 vagy 439 139 sz. svájci szabadalmi leírásokban isimertetett rotorok esetében a rotor külső falát a keresztmetszetben közelítőleg körívben hajló 10 gyűrűszerű fal képezi (2. ábra), a találmány szerinti rotornál ez a befelé boltozott kialakítású fal a 13 egyenes körkúp-felületet alkotó fallal van lezárva. Az említett szabadalmi leírásokban ismertetett rotoroknál megmutatkozott, hogy a rotor hajlított külső fala következtében az e külső fal mentén áramló folyadékrétegekben turbulencia-jelenségeik léphetnek fel. A keletkező örvények megnövelik a folyadék súrlódását a meghajlított fal mentén, ami a rotor üzemeltetéséhez szükséges energiaszükséglet szempontjából kedvezőtlen kihatású. Ha azonban a 13 külső fal, amint az az 1. és 2. ábrán látható, egyenes körkúpfelületként ferdén felfelé és kifelé futóan van kialakítva, a rotor folyadékkal érintkezésben álló külső felülete a legkisebb, és az áramlás közben semmiféle turbulencia nem keletkezik e keresztmetszetben egyenes fal mentén. A folyadékban forgó rotor súrlódási veszteségei ennél a formai kialakításnál a legcsekélyebbek. Kísérletek bizonyítják, hogy a 2. ábra szerinti, azaz keresztmetszetben a 12 egyenes fallal bíró rotorral, amelynek 12 vézetőesatornái a 13 kilépőnyílásokkal vannak ellátva, amelyek a vízszinteshez képest felfelé csekély, fcb. 5— 6°-os kilépési szöggel vannak kialakítva, a fent megjelölt szabadalmi leírásokban ismertetett rotorokhoz képest megnövekedett teljesítményértékek érhetők el. Azonos üzemi feltételek mellett a találmány szerinti rotorral mintegy 15:

%-al magasabb oxigénbevitelt (02

kg/h), és ugyancsak mintegy 15%-al magasabb oxigénkihasználást (Q2

kg/kWh) értünk el. A találmány szerinti rotor további lényeges előnyt mutat a nagy üregtérfogata következtében, amely üreg a 10 és 13 falak között van kialakítva. Ezáltal a medencében a folyadékba merülő rotor nemcsak úszik, hanem arra felhajtóerő^többlet is hat. A felszíni levegőztető szerkezet csekély súlya nagy előnyt jelent. A hidak, kezelőszerkezetek és a rotor tartószerkezete könnyebb kivitelben építhetők, s ezzel anyag takarítható meg. Egyidejűleg könyebbe válik a rotor szerelése, mivel a rotor a szellőztető-medence feltöltött állapotában, beépíthető vagy kiszerelhető, miközben a rotor a folyadékfelületen úszik. Egy 3 m átmérőjű rotor önsúlya például mintegy 450 kg. A rotor üzemelésekor a vezetőcsatornákon át történő folyadékszállítás következtében fellépő vákuum hatására járulékos, a mptontengelyre ható mintegy 500 kgos súlyerő lép fel, így a rotor összsúly a motor és meghajtóímű nélkül ezzel mintegy 950 kg lesz. Egy ilyen nagyságú rotornál a 10 és 13 falak közötti üregtérfogat, amit habanyaggal töltünk ki, mintegy 950 kg-os felhajtóerőt eredményez. A rotor üzemi állapotában tehát a felhajtóerő annak teljes súlyát tökéletesen kompenzálja. Ilymódon a rotor üzemelésekor nem lép fel függőleges terhelés, a csapágyra ható erők és a csapágysúrlódás csökkennek, és a mechanikai hatásfok egy olyan szerkezethez képest, amelynél ez a felhajtóerő-többlet nem jelentkezik, megnövekszik. Következésképpen meghosszabbodik a szerkezet élettartama is mind a meghajtóim!, mind a csapágyak vonatkozásában. A 3.-5. ábrák szerinti kiviteli példánál a levegőztető rotornak ugyancsak felső 8 fedőlemeze van, továbbá 12 vezetőcsatornái a folyadék vezetésére, amely folyadék alul a rotor 17 belépőnyílásán függőleges irányban a vezetőcsatornákba lép be. A rotor forgásával keletkező centrifugális erőhatás következtében a folyadék felemelkedik és a rotor külső szélén radiális irányba kilövellődik. A 12 vezetőcsatornákat a közel radiális irányú 11 lapátok között egy felső és belső, keresztmetszetben körívben hajlított 9 fal és egy alsó és külső, keresztmetszetben körívben vagy ellipszis alakban hajlított 10 gyűrűalakú fal határolja. E két fal külső végei a vezetőcsatornák kiilépőnyílásánál egymással párhuzamosak és a vízszinteshez képest felfelé 10 15 20 25 SO 35 40 45 50 55 60 3