195314. lajstromszámú szabadalom • Hűtőbetét gázüzemű közeg és folyadék közötti hő- és anyagcserét foganatosító berendezésekhez, különösen hűtőtornyokhoz és gáztalanítókhoz
1 A találmány tárgya gáznemű közeg és folyadék közötti hő- és anyagcserét foganatosító berendezésekhez való hűtőbetét. Gáznemü közeg és folyadék közötti hő- és anyagcsere megy végbe például-hűtőtornyokban, ahol víz és levegő ellenáramban vagy keresztáramban találkozik, miközben a víz hőjének és páráinak egy részét a levegő veszi át. Elvileg hasonló folyamat megy végbe gáztalanítokban, ahol azonban nem a hőelvonáson, hanem a folyadék gáztartalmának, eltávolításán van a hangsúly. A művelet alapja mindkét esetben a gáznemű közeg és a folyadék közötti nagy érintkezési felület biztosítása, amit úgynevezett hűtőbetétekkel érnek el. A hűtőbetétek lényegében egymás mellett elhelyezett hűtőlemezekből állnak, amelyekben a továbbiakban főiránynak nevezett azonos irányban közegvezető csatornák vannak kialakítva. Üzemben a hűtőlemezek gyakorlatilag függőlegesen állnak. A vizet felülről például szórórózsák juttatják a hűtőlemezekre, amelyeknek csatornáiban a víz mintegy szétterül és így viszonylag nagy felület mentén érintkezik a hűtőlemezek között fölfelé vagy harántirányban áramló levegővel. Ilyen hűtőbetétet ismertet például a 2255568 számú francia szabadalmi leírás. Az ott ismertetett hűtőbetét hűtőlemezeinek közegvezető csatornái egymással fázisban és függőleges főirányban zeg-zugosan, vagyis egyenes szakaszokból álló törtvonal mentén haladnak. A törésszögek úgy vannak megállapítva, hogy a hűtőlemezeken lefelé haladó vízfüggöny adhéziós feszültsége összhangban legyen a vízfüggönyre ható nehézségi erővel, ami az ismert megoldás elvi alapja. Ismeretes mármost, hogy a hűtőbetétek hatásfoka annál jobb, minnél nagyobb a térfogategységre jutó hasznos felület, amikoris hasznos felületen a hő- és anyagcsere folyamán nedvesített felületet értjük, amelyet a hütőbetét köbtartalmához viszonyítva fejezünk ki. A térfogategységre eső hasznos felület viszont annál nagyobb, minnél kisebb az a felület, amelyen a hűtőbetét szomszédos hűtőlemezei egymáshoz csatlakoznak. Az említett francia szabadalmi leírás szerinti hűtőbetét esetén az egymáshoz csatlakoztatott hűtőlemezek egymás felé nyíló csatornái méhsejtszerű keresztmetszettel bíró járatokat alkotnak, amelyeknek egymáson megfekvő két-két lapja szükségképpen csak az egyik oldalon van nedvesítve, tehát a térfogategységre jutó hasznos felület szempontjából részben elvész. Ehhez járul, hogy a felülről lefelé áramló folyadék szennyeződései a közegvezető csatornák töréspontjaiban — a csatornák könyökeiben — megrekedve lerakódnak, ami idővel a hűtőbetét teljes eltömődését okozhatja és szükségképpen a levegő oldali ellenállás rohamos növekedésével jár. A találmánnyal célunk az ilyen jellegű nehézségek kiküszöbölése és olyan hütőbetét kialakítása, amely a térfogategységre jutó lehe•> 2 tőleg nagy hasznos felület és kis levegő oldali ellenállás mellett nemcsak igénytelen kezelést tesz lehetővé, hanem eltömődés veszélye nélkül megbízhatóan üzemel is. A találmány az ismert megoldással ellentétben nem a felületi feszültség és a nehézségi erő összhangján, hanem merőben geometriai elgondoláson alapul. Alapja ugyanis az a felismerés, hogy azonos fázisú törtvonalú csatornák helyett elnyújtott hullámvonal alakú csatornákat alkalmazva a hűtőlemezek gyakorlatilag a térfogategységre jutó hasznos felület rovása nélkül megbízhatóan üzemelő önhordó hütőbetétekké egyesíthetők, ha egyrészt két-két szomszédos hűtőlemez egymás felé nyíló csatornái egymáshoz viszonyítva fázisban el vannak tolva, másrészt osztásuk adott hullámalaknál elég kicsi ahhoz, hogy a hűtőlemezekre merőleges vetületben keresztezzék egymást. A csatornák elnyújtott hullámvonal alakja eleve megakadályozza szennyeződések fennakadását és felhalmozódását, vagyis a csatornák eltömődését. Nincsenek ugyanis könyökszerű csatornaszakaszok, amelyekben a folyadék falnak ütközik és a hirtelen irányváltozás következtében szilárd alkotórészei kiválnak. Két-két szomszédos hűtőlemez egymás felé nyíló csatornáinak helyenkénti kereszteződése több szempontból is jelentőséggel bír. Mint látni fogjuk, a szomszédos hűtőlemezek között kialakult áramlási keresztmetszetek a csatornák helyenkénti kereszteződése folytán az áramlás irányában gyakorlatilag folytonosan változnak. Az áramlás sebessége tehát lüktetésszerűen ingadozik, ami fokozza az egymással kölcsönhatásban álló közegek (például víz és levegő) keveredését és ezzel a hő- és anyagcsere intenzitását. A csatornák kereszteződése továbbá kellő osztás esetén azt is magával hozza, hogy a hűtőbetét csatornái két-két szomszédos hűtőlemez között valójában összefüggő csatornarendszert alkodnak. Ez biztosítja a csatornák egyenletes terhelését és így közvetve ugyancsak a hatásos keveredés értelmében hat. Végül a csatornák kereszteződése folytán a hütőlemezek külön érintkezési felületek kialakítása nélkül hatásosan csatlakoztathatók egymáshoz. A szomszédos hűtőlemezeknek a Kereszteződéseknél érintkező felületrészei a hűtőlemezek összeragasztásához nemcsak elegendő, hanem gyakorlatilag egyenletesen el is vannak osztva, ami jól kezelhető önhordó hűtőbetétek előállítását teszi lehetővé. Fentiek alapján láthatjuk, hogy a találmány gáznemű közeg és folyadék közötti hő- és anyagcserét foganatosító berendezésekhez való olyan hűtőbetét továbbfejlesztése, amelynek önmagában ismert módon egymás mellett elhelyezett hűtőlemezei és ezekben azonos főirányban haladó közegvezető csatornái vannak. Mint kifejtettük, a találmány lényege, hogy egyrészt a csatornáknak folytonos hullámvonal alakjuk van, másrészt két szomszé-195314 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
