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

11 159193 12 anyaggőzök örvénylést okoznának a határfelület feletti levegőben és keverednének a levegővel. A határfelületnek a hőelvonás szintje felett való tartásával elkerülhető a hűtőanyaggőzök és a levegő ilyen okokra visszavezethető keveredése. A határfelület távolsága a közvetlen érintkezés magassága felett eléggé érdektelen, feltéve ha elegendő nagy ahhoz, hogy a keletkező hűtőanyaggőzök ne zavarják meg lényegesen a határfelületet. Másfelől viszont túl nagy távolság a határfelület és a közvetlen érintkezés magassága között nem szolgál hasznos célokra, ezzel szemben növeli az üzemelési költségeket a hűtőanyaggőzök nagyobb térfogata miatt az edényen belül, valamint a be- és kivezető szállítóberendezések megnövekedett hossza miatt. A határfelület szintjét a hőelvonó zónában levő a cseppfolyós hűtőanyag normál forráspontja alatti hőmérsékleten működő gőzkondenzátor segítségével ott állandó szinten tartjuk. A gőzkondenzátor célszerűen a hőelvonó zóna gőzterében helyezkedik el, bár nem szükségszerű az itt történő elhelyezése. A célból, hogy a határfelületet valamennyi, ,a hőelvonó zónával szabad gőzösszeköttetésben álló kivezető nyílás szintje alatt lehessen tartani, előnyösen a kondenzátor felső részét valamennyi ilyen nyílás szintje alatt elhelyezni. Bár lehetséges a kondenzáló kapacitás egy részét azon szint alatt elhelyezni, amelyen az áru közvetlen érintkezésbe kerül a cseppfolyós hűtőanyaggal anélkül, hogy a határfelület szintje a közvetlen érintkezés szintje alá süllyedne, általában alkalmasabb a gőzkondenzátor fenekét azon szint felett elhelyezni, amelyen az áru közvetlen érintkezésbe kerül a cseppfolyós hűtőanyaggal. A gőzkomdenzátor alakja fontos, de az optimális alak változó a bevezetett anyag mennyiségi ingadozása függvényében. Állandó terhelési körülmények között, vagyis ha a határfelület szintje nem emelkedik vagy süllyed, a legelőnyösebb alak a magas, vékony kondenzátor. Ez lehetővé teszi a határfelület felületének, csökkentését, ezáltal csökkenti a diffúziót. Nem állandó terhelési körülmények között azonban, vagyis a határfelületet emelő vagy süllyesztő körülmények között a legelőnyösebb olyan kondenzátor, amely függőleges irányban a lehető legrövidebb és vízszintes irányban a lehető leghosszabb és legszélesebb. Ez az elrendezéscsökkenti azt a függőleges távolságot, amelyen belül a határfelület emelkedik és süllyed a rendszer működése köziben. Ezen függőleges távolság csökkentése csökkenti azt a sebességet, amellyel a határfelület mozog a rendszer működési körülményeinek változására válaszként, ami csökkenti a határfelület feletti keveredés mértékét. Ily módon a gőzkondenzátor kivitele általában kompromisszumos megoldás az állandó és a nem állandó terhelési feltételeknek megfelelő megoldás között. A gőzkondenzátor lehet megfelelő méretű egyetlen egység, ill. két vagy több egységből összetett. A találmány szerinti nyitott hőelvonó rendszer üzemeltetése közben a hűtőanyaggőz-veszteségek azáltal csökkenthetők, hogy a levegő — 100%-os gőz határfelület feletti levegőtérfogatot a lehető legnyugodtabban tartjuk. Örvénylés ebben a íevegőtérfogatban megzavarja a határfelületet, ennek eredményeképpen a hűtőanyaggőz további mennyisége keveredik levegővel a diffúzió és a hőkonvekció következtében már amúgy is jelenlevő mennyiségen felül. A hűtőanyaggőz és a levegő keveredése csökkenthető az áru bevitelével és eltávolításával, okozott örvénylés minimális mértékre való redukálásával. Az árut a határfelület feletti levegő nagyobb mértékű megzavarása nélkül kell bevinni a hőelvonó zónába és anélkül, hogy lényeges mennyiségű levegő kerüljön a határfelület alá. Az árut az edényből szintén a határfelület felett levő levegő lényeges mértékű. megzavarása nélkül kell eltávolítani. Egyik alkalmas módszer az árut olyan bevezető nyíláson keresztül bevezetni, amely szabad gőzösszeköttetésben áll a hőelvonó zónával. Miután az áru bekerült, a levezető nyílástól lefelé halad a határfelületen keresztül és bejut a hőelvonó zónába. Fontos a szabad összeköttetés a külső levegő és a hőelvonó zóna között, mert ezáltal megvalósítható, hogy a hűtőanyaggőzök helyet cseréljenek az árut körülvevő levegővel, amint az áru áthalad a határfelületen anélkül, hogy ez a határfelületet lényegesen megzavarná vagy lényegesebb mennyiségű levegőt vinne a határfelület alá. Az árunak a bevezető nyíláson keresztül történő bevitele közben az örvénylés minimumra csökkenthető, ha a bevezető nyílástól lassan visszük az árut a határfelületre. A megfelelő sebesség változik a bevitt áru méretével és alakjával. Általában előnyös, ha az áru a bevezető nyílástól a határfelületig percenként mintegy 30 métert meg nem haladó sebességgel mozog. Még előnyösebb, ha az áru sebessége a bevezető nyílástól a határfelületig kisebb mint kb. 15 méter/perc. Előnyös az is, ha nincs semmilyen buktató mozgás, ami örvénylést okozhatna. Az árut célszerű a bevezető nyílástól a határfelületig bevezető csatornán át vinni. A bevezető csatorna célja valamennyire korlátozni a nyitott felületet a bevezető zónában, ezáltal csökkentve a konvekciós áramlásokat és nem állandó terhelési körülmények között a bevezető nyíláson át kinyomott levegő térfogatát. A csatorna csökkenti a környező levegőáramlások hatását is. Ez a csatorna azonban ne korlátozza a szabad gőzösszeköttetést a hőelvonó zóna és a bevezető nyílás között. Számos szállítóberendezés használható az árunak a bevezető nyílástól a hőelvonó zónáig történő továbbítására. A szilárd anyagok kezelésére szolgáló megfelelő szállítóberendezések közé 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6