186956. lajstromszámú szabadalom • Hűtőbetét szerkezet
2 186956 3 A találmány hűtőbetét-szerkezet keresztáramlású hő- és anyagcserélő szerkezetekhez, amely célszerűen kialakított és egymásba kapcsolt rácsokból áll. A gázok és folyadékok közötti hő és anyagátadó szerkezetek közös jellemvonása az, hogy a két közeg között minél intenzívebb érintkezés előmozdítása érdekében vagy megfelelő nagy érintkező felületeket alakítanak ki, vagy bizonyos szerkezetekkel előmozdítják a folyadék intenzív szétporlasztását és keverését a gázokkal. A jelenleg ismeretes szerkezetek közös hátránya, hogy vagy igen sok — és ezért költséges — felületre van szükség, vagy hogy ezeknek a felületeknek illetve szerkezeteknek nagy a gázáramlással szembeni ellenállása. Különösen sok nehézséget okoz a megfelelő hő és anyagátadó szerkezetek kialakítása az ún. keresztáramú hőcserélőknél, ahol az egyik közeg pl. a víz függőlegesen lefelé hullik, míg a másik közeg pl. a levegő vízszintesen áramlik. Az eddig ismert keresztáramlású hűtőbetét-szerkezeteknél az egyik megoldás az volt, hogy igen nagyszámú, egymás mellett függőlegesen elrendezett sík lapokat alkalmaztak pl. palából vagy üvegből. Az ilyen anyagok igen törékenyek, főleg télen. Korszerűbb megoldás, ha a sík lapokat műanyagból készítik, viszont így sok anyagra van szükség, ami a szerkezetek költségeit igen megnöveli. A műanyaglapok szerelése meg igen bonyolult is. Kevesebb anyag felhasználásit rácsszerű hűtőbetétet is alkalmaztak már, mint pl. a 160.015 lajstromszámú magyar szabadalomban szereplő szerkezet. Ez utóbb1 hűtőbetét azonban a keresztáramlású hő és anyagátadé szerkezeteknél igen nagy légellenállást okoz és ezért ott nem használható. A jelen találmány megalkotásánál az volt a cél, hogy a fenti hátrányoktól mentes, kis légellenállás mellett is jó hő és anyagátadási tulajdonságokkal rendelkező, kevés anyag felhasználásával, tömeggyártásban előállítható és könnyen szerelhető hűtőbetét-szerkezet jöjjön létre. A találmány szerinti megoldás a kitűzött célt két úton éri el. Egyrészt az új hűtőbetét-szerkezet a keresztáram! ás követelményeit messzemenően figyelembe veszi azzal, hogy a szerkezetnek minden méretét, amely vízszintesen áramló gáz pl. a levegő áramlással szemben ellenállást fejt azt a szilárdságilag lehetséges minimumra csökkenti vagy kis ellenáramú, profil alakúra képezi ki. Másrészt a találmány szerinti megoldás csak a szűk - séges anyagot alkalmazza. A számítások és mérések eredményei ugyanis arra a meglepő megállapításra vezettek, hogy amennyiben a hűtőbetét-szerkezetek ellenállásának csökkentése a betétek függőleges osztásának növelésével történik, akkor a hő és anyagátadási tulajdonságok lényegesen kisebb arányban csökkennek, mint az ellenállás. Tehát ugyanazon hűtési feladatra kevesebb hűtőbetét-szerkezetre van szükség. Természetesen nagymértékű csökkenés nem vezet megfelelő eredményre, kialakítható a szerkezet geometriá - jának egy optimális aránya. Azzal ugyanis, hogy a hűtőbetét-szerkezetek függőleges osztása nő, a betétek között lehulló folyadékcseppek száma nem csökken lényegesen, míg a cseppek nem egyesülnek nagyobb cseppekké. A találmány tehát hűtőbetét-szerkezet keresztáramlású hő és anyagátadó szerkezetekhez, legfőképpen keresztáramlású hűtőtornyokhoz, amely szerkezet egymás alatt elhelyezkedő, kettőnél több vízszintes rácsból áll, amely rácsok tulajdonképpen függőleges egymás mellett párhuzamosan húzódó szórólécekről, azokra merőleges csepp alakú keresztmerevítő lécekből állnak, az egymás alatt elhelyezkedő rácsokat egymásba pattintható távolságtartó lábak foglalják egységbe. Maguknak a szóróléceknek a függőleges méretét (b) az egymás alatt elhelyezkedő rácsok függőleges osztásának (f) 20—40%-a közötti értékére célszerű megválasztani. A vízszintesen áramló közeg pl. a levegő útját akadályozó, légellenállást okozó szerkezetek csak a funkciójuknak megfelelő méretűre szabad megválasztani, így a profil alakú keresztmerevítő léceknek a vízszintesen áramló közeg áramlási irányára merőleges függőleges mérete (d) nem lehet nagyobb, mint 8— 10 mm, maguknak a szóróléceknek a vízszintesen áramló közegre merőleges átlagos vízszintes irányú vastagsági mérete (a) sem lehet nagyobb a lécek közötti vízszintes távolság (c) tizedénél. A szórólécek elnyújtott téglalap keresztmetszetűek, de a jó vízelosztás és jobb szórási tulajdonságok miatt a szórólécek felső élén célszerű egy csatornaszakasz kiképzése. Végül a rácsokból úgy alakul ki egy könnyen előregyártható és könnyen szerelhető hűtőbetét-szerkezet, hogy a függőleges szórólécekből és azokra merőleges merevítő lécekből álló rácsból legalább négy helyen, de célszerűen nyolc-kilenc helyen lefelé távolságtartó lábak nyúlnak ki és a rács felső részén a lábak végének befogadására alkalmas furatok vannak. A találmány szerinti szerkezetet a továbbiakban a rajzokon szemléltetett kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a hűtőbetét-szerkezet oldalnézete, 2. ábra a hűtőbetét-szerkezet elölnézete, 3. ábra a hűtőbetét-szerkezet egyetlen rácsának felülnézete, 4. ábra a hűtőbetét-szerkezetek — 3 db — beépítve egy keresztáramlású hűtőtoronyba, 5. ábra a hűtőbetét-szerkezet rácselem hosszanti szóróléceinek lehetséges keresztmetszetei, 6. ábra a hűtőbetét-szerkezet rácselem keresztmerevítő lécének lehetséges keresztmetszete, 7. ábra a hűtőbetét-szerkezet rácsait összekapcsoló távolságtartó lábak metszete. Az 1. ábra a hűtőbetét-szerkezet oldalnézete, ahol a hő és anyagátadásban résztvevő egyik közeg pl. a levegő az A vízszintes irányban áramlik. A másik közeg pl. a víz B függőleges irányból jut a hűtőbetét-szerkezetre. A szerkezet tulajdonképpen egymás felett elhelyezkedő 1 rácsokból, a rajzon példaképpen 8 db rácselemből áll. Egy rács pedig 2 szórólécből, a 2 szóróléceket ráesszerkezet,be összefogó profilkeresztmetszetű 3 keresztmerevítő lécekből és az 1 rácsokból kinyúló 4 távolságtartó lábakból áll. A távolságtartó lábak az alattuk elhelyezkedő 1 rácsokhoz kapcsolódnak. Az ábrán a 8 db egymásba pattintható 1 rácsból álló hűtőbetét-szerkezet egy megfelelő 5 alátámasztó szerkezeten nyugszik. Az 1. ábrán látható a hűtőbetét-szerkezet találmány szerinti célszerű kialakítása is, nevezetesen, hogy az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
