175820. lajstromszámú szabadalom • Töltet, főként gáznemű és folyékony közeg érintkeztetésére szolgáló berendezésekhez
6 175820 10 ben metszetben, ahol a közegáramlással rezgésbe hozható és rezgésben tartható konzolos elemek nem az 1—4. ábra szerinti kiviteli példában szereplő 6 fogakból, hanem rugalmasan deformálható, például acél-anyagú huzalszálakból állnak, amelyek két sorban húzódó, fogazásszerű alakzatban elrendezett 28 szálnyelveket alkotnak. Az egyik sor 28 szálnyelvei a szemközti sor 28 szálnyelveibe (fog-közeibe) nyúlnak. A szomszédos 28 szálnyelvek között, illetve minden 28 szálnyelv kerülete mentén 29 hézagok húzódnak. Maga a cella, amelynek falai ilyen 28 szálnyelveket tartalmaznak, egyébként lényegében azonos lehet az 1—4. ábrák szerinti 1 cellával. A szálnyelv-sorok a 28a egyenes szakaszok végének tartományában pl. hegesztéssel rögzíthetők egy-egy 10 leszorítólemezhez, amelyek viszont ugyanúgy 11 csavarokkal erősíthetők a profilos 8 tartólapokhoz, amint ez a 2—4. ábrák szerinti kiviteli példa esetében történt. A cellák ugyanúgy az egészében 9 hivatkozási számmal jelölt 12 távtartócsövekből és 13 tartórúdból álló távtartórögzítő szerkezetekkel csatlakoztathatók pl. valamely oszlop falazatához, mint az 1—4. ábrán részletezett kiviteli példa szerinti 1 cellák, tehát az 5. ábra szerinti berendezés töltetét alkotó cellák falaiban értelemszerűen a 6 fogak helyett vagy azokkal — akár egy-egy falon belül is — váltakozva 28 szálnyelvek is alkalmazhatók. A 7. ábra nagyobb méretarányban mutatja a 6. ábrán bejelölt c részletet. Az ábrán jól látható, hogy a 29 hézagokkal egymástól elválasztott 28 szálnyelvek, valamint a 28a egyenes szakaszok egymástól 27 résekkel elválasztott 26 huzalszálakból állnak. A közeg(ek)nek tehát a cellafalakon át áramoltatása biztosítva van, a közegáramlás hatására pedig a 26 huzalszálak ugyanúgy rezgőmozgást végeznek, mint az 1. ábra szerinti cellafalak 6 fogai, következésképpen a folyékony és gáznemű fázis között intenzív keveredés a 6. és 7. ábra szerinti szerkezeti megoldással is biztosítva van. A 8. ábra a találmány szerinti töltetnek felületi hőcserélőkhöz alkalmazhatóságára mutat példát. A 2. ábra szerintivel azonos módon méhsejt-szerkezettel kialakított valamely (nem ábrázolt) oszlopba beépített töltet 1 celláiban — amelynek 2—5 falai konzolos rezgőelemekként pl. a 4. ábra szerinti 6 fogakat vagy a 7. ábrán látható 26 huzalszálakat tartalmazhatják — 30 csövek húzódnak. Az egyik közeg — például a lehűtendő melegvíz vagy kondenzálandó gőz a 30 csövekben áramlik, míg a további közeg vagy közegek — például hideg víz és ezzel ellenáramban felfelé vezetett környezeti levegő — az oszlopba szerelt 1 cellákon áramlik át. Ez utóbbi esetben háromközeges felületi hőcserélőről van szó. E szerkezeti megoldás előnye, hogy a 30 csöveken kívüli oldal hőátadási tényezője a már részletezett intenzív érintkeztetés eredményeként igen kedvező értéket vehet fel, vagyis a hőkicserélés hatékonysága jelentősen fokozható, amivel energiamegtakarítás érhető el. Megoldható az is, hogy a 30 csöveket tartalmazó cellákon át csak hideg vizet, vagy csak környezeti levegőt áramoltatunk át. Ezesetben kétközeges felületi hőkicserélőről van szó. A 8. ábra szerinti megoldás természetesen nem korlátozódik a leírt alkalmazási lehetőségre, annak segítségével például az alábbi gazdaságos üzemvitelű felületi hőkicserélők alakíthatók ki: zártrendszerű folyadékhűtő; zártrendszerű folyadékmelegitő; gázhűtő és gázmelegítő ; ko ndenzátor ; elpárologtató. A 9. ábra szerinti megoldás a 8. ábra szerintitől csak annyiban tér el, hogy az 1 cellákban húzódó, hűtendő közeg vezetésére szolgáló 30 csövek helyett a cellákba 31 üveg- vagy kvarccsővel körülvett 32 égőket (ultraviola, természetes vagy infravörös fénysugárzókat) helyeztünk el. Ezáltal az ilyen töltetet tartalmazó oszlopot fotokémiai reakció lefolytatására alkalmas reaktorként alakítjuk ki. A 31 csövekben levő 32 égőkkel az 1 cellákban e csöveken kívül intenzív, turbulens áramlásban levő reakcióelegyet megvilágítva különféle, iparilag is fontos fotoreakciókat lehet lefolytatni. így például fotoklórozással az aromás vegyületek oldalláncbeli halogénezése, ß-klor-karbonsavak állíthatók elő; fotoszulfoxidálással és fotoszulfoklórozással mosó- és nedvesítőszerek, cserzőanyagok gyárthatók stb. A 10. ábra a találmány szerinti 1 cellákból álló töltetet tartalmazó keresztáramú 33 oszlopot mutat. A 33 oszlop szerkezeti felépítése sok tekintetben azonos az 5. ábra szerinti oszlop szerkezeti felépítésével, ezért az azonos szerkezeti elemeket és áramlási irányokat jelző nyilakat az ott már alkalmazott hivatkozási számokkal,illetve betűkkel jelöltük. Eltérés abban van, hogy a 33 oszlopnak nincs cseppleválasztó szakasza, valamint hogy a gázfázist bevezető 22a csonk az 1 cellákat tartalmazó oszlopszakaszba oldalról torkollik, s a 16 elosztófejeken betáplált folyadékkal érintkeztetett gáz kivezetésére a 22 csonkkal átellenben a 33 oszlop oldalán kitorkolló 34 csonk szolgál. A gázbevezetés irányát dx nyíllal, a gázkivezetését pedig hj nyíllal jelöltük, míg a gáznak a töltet belsejében végbemenő keresztirányú áramlási irányát az /j nyilak érzékeltetik. Könnyen belátható, hogy az fx gázáramlási irányra harántirányú 1 cellákban ugyanúgy intenzív turbulens-örvénylő mozgásban (e nyilak) vannak a közegek, mint az 5. ábra szerinti 15 oszlop 1 celláiban, hiszen a közegáramlás a cellafalakban levő 6 fogakat vagy/és 26 huzalszálakat a már részletezett módon rezgésben tartja. A találmány szerinti töltet tehát keresztáramú folyadék-gáz-érintkeztető berendezésekben is minden további nélkül alkalmazható. Gáz és folyadék érintkeztetésére szolgál az a találmány szerinti töltet is, amelynek egy részletét perspektivikus nézetben all. ábra szemlélteti. Ez a töltet keresztmetszetben egymásba folyamatosan átmenő trapézszelvényű, váltakozva alul-felül nyitott, célszerűen összefüggő 35 lemez által alkotott, egymással szomszédos és párhuzamos 36 csatornákat tartalmazó 37, 38 töltettagokból áll. Túlnyomórészt e csatornákban megy végbe a folyékony és gáznemű közeg érintkezése. Az egymás felett húzódó, váltakozva felfelé, illetve lefelé nyitott 36 csatornák terei egymásba torkollnak. A 37, 38 töltettagok 36 csatornáinak Yj, Y2 hossztengelyei — vagyis a csatornafalakkal párhuzamos tengelyek — egymásra keresztirányban — a jelen kiviteli példa esetén merőlegesen — húzódnak. A 36 csatornák 39 ferde oldallapjai rugalmasan deformálható anyagból készült konzolos elemeket tartalmaznak, amelyeket a tölteten átáramló folyékony és/vagy gáznemű közeg rezgésbe hozni és rezgésben tartani képes, és amelyek között rések vannak. E konzolos rezgőelemeket a 37 töltet-tag 36 csatornáinak esetében a fűrészfogszerű kiképzésű, egymással szemben levő sorokban elhelyezkedő 41 fogak alkotják, amelyek között a 42 rések húzódnak. Az egymással szemben levő fog-sorok fogai a szemközti sor fog-hézagaiba nyúlnak. A 41 fogak célszerűen a 39 fal lemezanyagából vannak kivágva. A 38 töltet-tag 36 csatornái-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
