159193. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hő elvonására hűtendő anyagokból forrásban levő folyékony hűtőanyag segítségével

159193 9 10 kedniük ahhoz, hogy a hőelvonó zónából a külső levegőbe jussanak. Általában a külső levegőbe vezető járat az edényben levő külső nyílás. „Nem kondenzálható gáz"-on a jelen leírásban és igénypontokban olyan gázt értünk, amely a gőzkondenzátor felületén uralkodó körülmények között nem kondenzálható. Ilyen nem kondenzálható gáz sűrűsége ne legyen nagyobb, mint az ugyanolyan hőmérsékletű hűtőanyaggőz sűrűsége fele. A szokásos üzemelési körülmények között a nem kondenzálható gáz levegő, amelynek a sűrűsége a hűtőanyag definíció szerinti kiválasztása következtében megfelelő. A „nem kondenzálható gáz — 100%-os hűtőanyaggőz határfelület" kifejezésben a nem kondenzálható gázréteg olyan réteg, amely a 4. ábrán bemutatott hővezetőképesség-elemző készüléket használva bármilyen kimutatható mennyiségben tartalmaz nem kondenzálható gázt. Ha az elemzőkészülék szondáját lassan lefelé vezetjük a hőelvonó edényben, akkor a határfelület az a legmagasabban fekvő szint, amelyen 100% hűtőanyaggőz mutatható ki. Hasonlóképpen ha a szondát felfelé vezetjük a hőelvonó edény aljáról kiindulva, akkor a határfelület az a legalacsonyabb szint, amelyen a nem kondenzálható gáz jelenléte kimutatható. Minthogy a nem kondenzálható gáz rendszerint levegő, a találmány további leírásában levegőként fogjuk említeni. Üresjárati körülmények között, vagyis miután egyensúly állt be, és nem vezetünk be árut, a határfelület feletti levegő olyan koncentrációgradiensben tartalmaz hűtőanyaggőzöket, amely a határfelületen levő 100%-ról a kifelé vezető nyílások szintjén 0%-ra csökken. Ezt a gradienst a nehezebb hűtőanyaggőzök molekuláris diffúziója a határfelületről a felette levő könnyebb levegőbe, valamint a határfelület feletti levegő hőkonvekció következtében létrejövő keringése okozza. Az üzemelési körülmények között a határfelület környékén, különösen a határfelület felett levő levegőben fellépő járulékos örvénylés a hűtőanyaggőzök és levegő további keveredését okozza a határfelület felett, ezáltal tovább növeli a hűtőanyaggőz mennyiségét ebben a levegőben. Minthogy a hűtőanyaggőzök felfelé irányuló mozgása — amelyet az edény felső részében levő kivezető nyílásokon keresztüli csekély hűtőanyaggőzveszteség tükröz vissza — általában gyorsabb, mint az a sebesség, amellyel a levegő lefelé diffundál és keveredik a határfelület alatt fekvő 100%-os hűtőanyaggőz-rétegbe, a levegő a határfelülethez képest lefelé irányuló mozgása során nem nyer tért. Ennek eredményeképpen azt találtuk, hogy a találmány szerint a hőelvonó edényben fenn lehet tartani egy levegő — 100%-os hűtőanyaggőz határfelületet. A levegő — 100%-os hűtőanyaggőz határfelület szintje általában nem azonos az egész edényben. Például a gőzkondenzátor környékén a határfelület szintje inkább alacsonyabb, mint ezen területen kívül. Hasonlóképpen ha az edény több zónára tagolt, pl. ha be- és kivezető csatornái vannak, akkor a határfelület szintje a hőelvonó zónában inkább alacsonyabb, mint a bevezető és kivezető zónában. Ezek a szintkülönbségek a különféle zónákban a hőmérsékletben és a gőzáramlással szembeni ellenállásban fennálló különbségekből származnak. A hőmérséklet az edény bármelyik magasságában nem szükségszerűen azonos minden zónában. Minthogy a gőzkondenzátor a hőelvonó zónában helyezkedik el, a hőmérséklet ebben a zónában inkább valamivel alacsonyabb, mint a be- és kivezető zónák hőmérséklete. E fennálló hőmérsékletkülönbség mértékét befolyásolja a zónák közötti szigetelés foka, vagyis az, hogy léteznek-e be- és kivezető csatornák. A bevezetési zóna' hőmérsékletét szintén növeli a rajta keresztül bevitt, viszonylagosan meleg áru. A hőmérsékletnek a gázok sűrűségére gyakorolt hatása miatt a be- és kivezető zónákban levő melegebb gázok lényegesen kisebb sűrűségűét, mint a hőelvonó zónában levő gázok. A gázok sűrűsége 10—20 C°-on pl. csak kb. 80%-a ugyanazon gázok sűrűségének a —43 C°-os jellemző gőzkondenzátor-hőmérsékleten. Minthogy a hőelvonó zónában levő sűrűbb gázoknak nagyobb a sztatikus nyomásuk, mint a kisebb sűrűségű gázoké a be- és kivezető zónákban, a határfelület szintje a hőelvonó zónában inkább alacsonyabb, mint a melegebb zónákban. A gőzkondenzátor hőcserélő felületeinek ellenállása a gőzáramlással szemben szintén hozzájárul ahhoz, hogy a határfelület szintje a hőelvonó zónában alacsonyabban fekszik, mint a be- és kivezető zónákban. Ezen ellenállás leküzdésére a gőzkondenzátor környezetén kívül levő határfelület szintje igyekszik a gőzkondenzátor környezetébén levő határfelület szint fölé emelkedni. A levegő — 100%-os hűtőanyaggőz határfelület szintjét a külső levegőbe vezető, a hőelvonó zónával szabad gőzösszeköttetésben álló valamennyi járat szintje alatt kell tartani. A határfelületnek ezen szint alatt való tartásával kerülhető el nagy mennyiségű hűtőanyaggőz-veszteség a külső levegő felé, ami bekövetkezne, ha a határfelület a külső levegőbe vezető valamelyik járat szintjén vagy afelett volna. Minthogy a határfelület szintje nem szükségszerűen ugyanaz az egész hőelvonó edényen belül, a külső levegőbe vezető bármelyik járat szintjére vonatkoztatott, fent meghatározott határfelületszint az ezen járathoz közeleső határfelületszint legyen. A levegő — 100%-os hűtőanyaggőz határfelület szintjét a hőelvonó zónában azon szint felett kell tartani, amelyen az áru közvetlen érintkezésbe kerül a cseppfolyós hűtőanyaggal. Ha a határfelület a közvetlen érintkezés szintje alatt volna, akkor a hőelvonás közben képződő hűtő-10 J5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 a