Verfahren zum Kühlen von Wasser und Kühlturm zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von Wasser und einen Kühlturm zur Durchführung des Verfahrens.
Obschon der einschlägige Zweig der 'Tech nik als hochentwickelt gilt und viel getan worden ist, um beste Ergebnisse zu erzielen, so sind doch die baulichen Einzelheiten bis ;jetzt nicht. in einem Kühlturm nach der Er findung kombiniert worden.
Ein für seine Zwecke vollendeter Kühl- turt-ii ergibt sich mir dann, wenn von dem Wasser die grösstmögliche Wärmemenge rasch und wirtschaftlich abgeleitet werden kann. Die Bestandteile eines solchen Kühlturms müssen leicht. und billig hergestellt werden können, von langer Lebensdauer und leicht hedienbar sein. Weiter sollen, vom Stand punkt der Wirtschaftlichkeit aus gesehen, die Betriebskosten durch möglichstes Vermeiden %-on Vergeudung und zwecklosem Verbrauch von Betriebsenergie so weit als möglich ge senkt werden.
Das Verfahren nach der Erfindung ist da durch gekennzeichnet, dass das zu kühlende Wasser durch einen Kühlraum auf einem ge wundenen Z@'eg abwärts rieselt und dass ein künstlich erzeugter Kühlluftstrom quer zum abwärts rieselnden Wasser gefördert und nach seinem Austritt aus dem Kühlraum aufwärts umgelenkt wird, wobei das von der Kühlluft mit@-eführte Wasser bei der Umlenkung der- selben wenigstens teilweise abgeschieden wird.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch einen Xiihltitrm zur Durelifiihrung des Ver- fahrens. Der Kühlturm nach dieser Erfin dung ist gekennzeichnet durch mindestens ein Lattenrostgebilde, durch das das zu küh lende Wasser auf einem gewundenen Weg abwärts rieselt, Mittel an einer Seite des Lat- tenrostgebildes zur künstlichen" Erzeugung eines Kühlluftstromes quer zur Bewegungs richtung des Wassers durch das Lattenrost gebilde,
einen Anbau an der zu den vorge nannten Mitteln entgegengesetzten Seite des Lattenrostgebildes zur Aufnahme des aus dem Lattenrostgebilde austretenden Luftstromes und Mittel innerhalb des Anbaues und an nähernd quer zu der Strömungsrichtung der aus dem Lattenrostgebilde austretenden Luft angeordnet, um einerseits letztere aufwärts umzulenken und um anderseits mitgerissenes Wasser wenigstens teilweise aus der Kühlluft zum Ausscheiden zu bringen.
Zwei Ausführungsbeispiele des Kühlturms nach vorliegender Erfindung zur Ausübung des Verfahrens sind in der Zeichnung veran schaulicht, die auch zum Erläutern des erfin dungsgemässen Verfahrens dienen. Es zeigen Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel, Fig. 2 das zweite Ausführungsbeispiel iin Aufriss, Fig.3 eine Draufsicht auf den Kühlturm nach Fig. 2 und Fig. 4 einen grösseren Vertikalschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
Das Fundament<B>10</B> trägt den Kühlturm und ist zwecks bequemer und billiger Kon- struktion vorzugsweise mit einem das kalte Wasser aufnehmenden Sumpf 12 versehen.
Das eine :Stirnende 16 eines Gehäuses 14 ist an ein Lufteinlassrohr 18 von rundem Querschnitt angeschlossen, in dem eine Luft schraube 20 aufgestellt ist, die einen künst lichen Kühlluftstrom erzeugt und diesen in der durch Pfeile in Fig.1 angegebenen Rich tung durch das Gehäuse 14 drückt. Die Luft schraube 20- und der zum Antrieb derselben dienende (nicht gezeigte) Motor sind fest auf dem Fundament 10 montiert und das ganze Gebläseaggregat ist somit für die Wartung, Reparatur und Inspektion jederzeit leicht zu gänglich.
Das Lufteinlassrohr 18 kann auch ellip tischen Querschnitt aufweisen. In diesem Falle ist die Höhe des Einlassrohres 18 im wesent lichen dieselbe wie die eines im Gehäuse 14 angeordneten Lattenrostgebildes 22., und die senkrecht zur Zeichnungsebene gemessene Breite des Rohres 18 ist annähernd dieselbe wie die des Gebildes 22.
Das nach aussen erweiterte Einlassende des Rohres 18 trägt. dazu bei, dass die Luft schraube 20 ein grösstmögliches Luftvolumen in das Gehäuse 14 hineinfördern kann.
Das Gehäuse 14 weist über seiner Decke ein für die Aufnahme des zu kühlenden heissen Wassers bestimmtes Bassin 24 von relativ geringer Tiefe auf, dessen Boden 2.6 sich über die ganze Fläche des unter dem Bassin liegenden Lattenrostgebildes 22. er streckt. Am Boden 2.6 des Bassins 24 fliesst das heisse Wasser durch eine Anzahl Öffnun gen 2!8 in der Decke des Gehäuses 14 frei in das Gebilde 22 hinein. Zwischen dem Boden 26 und dem obersten Ende des Gebildes 22 kann ein (nicht gezeigtes) Verteildeck einge fügt sein, um einen gleichmässigen Wasser durehfluss über die ganze Querschnittsfläche des Gebildes 22. zu gewährleisten.
Das Bassin 24 kann mit einem Deckel ver sehen sein, um ungünstige Einwirkungen des Sonnenlichtes, wie zum Beispiel die Bildung von Algen, zu vermeiden. Die Weglassung dieses Deckels, wie im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel der Fall ist, beeinträchtigt jedoch den Gesamtwirkungsgrad des Kühl turms nicht in erheblichem Masse.
Das dem Stirnende 16 mit der Luftein- trittsöffnung gegenüberliegende Ende des Gehäuses 14 steht von dem Gebilde 22 ein ,Stück ab. Zwischen diesem Ende und der ihm zugekehrten :Stirnwand des Gebildes 22 befin det sich ein den Gehätuseteil 3V' bildenden An bau zur Aufnahme der aus dem Gebilde 2 2 austretenden Kühlluft. Der Gehäuseteil 30 endigt unten in einem Teil des Sumpfes 1?, der sieh im übrigen unter dem Gebilde 22 erstreckt. Das obere Ende des Gehäuseteils 30 ist offen und steht in Verbindung mit einem Kamin 32, der über das Lattenrostgebilde hochragt.
Der Kamin 3'2 weist eine solche Höhe auf, da.ss die durch ihn abströmende Luft nicht wieder in das Rohr 1'8 eingesaugt und durch das Gebilde ?_ gefördert werden kann.
Im Gehäuseteil 30 ist eine Umlenkv orrieh- tung 314 vorgesehen, um einerseits wenigstens einen Teil des Wassers, das von der aus dem Gebilde 22 kommende Luft mitgeführt wird, zum Niederschlagen zu bringen und ander seits, um die genannte Luft, in den Kamin 3 ' einzulenken. Diese Vorrichtung weist die gleiche Breite wie das Gebilde 22 auf.
Sie kann von üblicher Bauart sein, bestehend aus einer Anzahl ziekzackförmiger Luftsehlit.ze. Die ganze Vorrichtung erstreckt sieh unter einem Neigungswinkel vom Fundament 10 aufwärts gegen das obere Ende des Gebildes 22. und steht somit annähernd quer zur Strö mungsrichtung der aus dem Gebilde 22 aus tretenden Luft. Das niedergeschlagene Was ser fällt in den darunterliegenden Sumpf 12.
Die Vorrichtung 34 kann verschiedene Formen besitzen, doch ist die dargestellte Aus führungsform aus mancherlei Gründen vor teilhaft. Da die Vorrichtung zur anliegenden vertikalen Wand des Gebildes 22 geneigt ist, ist ihre wirksame Fläche beträchtlich grösser als die vertikale Qu erschnittsfläche des Ge bildes 22. Zudem ist im. Gehäuseteil 3,0 zwi schen der Vorrichtung 34 und dem Gebilde 22 ein relativ grosser Raum. vorhanden, so dass ein beträelitlieher Teil des von der Luft mit- genommenen Wassers vor dessen Berührung mit der Vorrichtung 34 in den Sumpf 12 nie derfällt.
Das Gebilde 22 ist. aus Holz und besteht aus einer Anzahl von voneinander vertikal distanzierten Rosten 36 aus horizontal ver legten Latten 38, zwischen welchen Rosten 36 die vom Lufteinlassrohr 18 kommende Luft (las Gebilde '2 frei durchströmen kann. Die Latten 38 jedes Rostes 36 sind gegenüber den jenigen des darüber- und darunterliegenden Rostes versetzt, so dass das aus dem Bassin. 2-1 ausströmende und in den Sumpf 12 fal lende Wasser auf einen gewundenen Weg diireh das Gebilde 22 abwärts rieselt.
Nicht (,)'(,zeigte Mittel, zum Beispiel eine Pumpe, können vorgesehen sein, um das Wasser aus (lein Sumpf 12 wieder in Umlauf zu bringen und es in das Bassin \?4 zwecks nochmaliger Kiililung zu fördern.
Die Führung der Kühlluft bei dem hier beschriebenen Kühlturm quer zur Bewegungs- rielitung des fallenden Wassers statt wie üb- l ieli gegen diese Richtung ist vorteilhaft. Die #,-ei-iiige Höhe der einzelnen Latten 38 und < las fallende Wasser bieten dem horizontalen Durchströmen der Kühlluft durch das Gebilde '2 einen geringen Widerstand.
Im Gegensatz dazu ist. bei Kühltürmen mit vertikalem, in Gegenströmung zum Wasser geführten Luft- durehzug dureli das Gebilde 22 der dem Luft- (Iui-elizu-@ durch die relativ breiten, gegenein ander versetzten Latten 38 und durch das Wasser selbst dargebotene Widerstand viel grösser und bedingt einen viel geringeren Kühlturmwirkungsgrad.
Durch die Anordnung der Luftschraube 20 und ihrer zugehörigen Teile am Luftein- trittsende des Kühlturms, das heisst durch die Anwendung von Druckluft, entfällt die sonst auftretende schädliche Einwirkung des ho hen Feuchtigkeitsgehaltes des Kühlturms auf die Lager, Getriebe, elektrischen Leitungen, Motoren und dergleichen Organe, die das Ge- bläseaggrega.t bilden. Bei mit Unterdruck ar beitenden Kühltürmen, bei denen das Gebläse bzw. dessen Antrieb direkt im Zug der feuch ten Luft. angeordnet sind, muss eine teure Spezialausrüstung, zum Beispiel abgedichtete bzw. gekapselte Motoren, verwendet werden, um der Einwirkung der Feuchtigkeit . zu be gegnen.
Weiter wird infolge der direkten Befesti gung des Gebläseaggregates auf dem Funda ment 10 eine steifere Lagerung erzielt, als wenn das Gebläseaggregat in grösserer Höhe über dem Bassin 24, dem Gebilde 22 oder der Vorrichtung 3'4, zum Beispiel im Kamin 32, angeordnet würde.
Die Nachteile der Verwendung von Holz , für die Gebilde 22 sind dem Fachmann be kannt, ebenso wie die zufolge der ziemlich schnellen Zerstörung des Holzes durch che mische oder Wassereinwirkung auftretenden Probleme. Unter diesen Bedingungen sind die Vorteile der Anordnung des Ge'oläsea.ggre- gates vor dem Gebilde 22, statt des Abstützens durch letzteres, offensichtlich. Denn bei den bisherigen Kühltürmen musste das Gebilde 20 rechtzeitig ausgewechselt werden und beim Auswechseln des Gebildes oft das ganze Ge- bläseaggregat ausgebaut werden,
während bei dem hier beschriebenen Kühlturm die allmäh liche Zersetzung des Gebildes 22 keinen Ein fluss auf die feste und solide Befestigung des Gebläseaggregates hat.
Wo keine Fundamente verwendet werden, können ;Sümpfe aus Metall vorgesehen sein, und das Gebläseaggregat vom Hauptrahmen für das Gehäuse 14 getragen werden. Auch in diesem Fall ist das Gebläseaggregat nicht auf dem Gebilde 22 abgestützt, das infolge Holz zerstörung schwächer werden und einen ge fährlichen Zustand schaffen kann.
Ob ein Kamin 32 verwendet werden und von welcher Gestalt und Höhe er sein soll, hängt von mehreren Faktoren ab, von denen der wichtigste der ist, inwieweit die Gefahr des Wiederumwälzens der gleichen Luft be steht. Wird nur eine einzige Einheit, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, verwendet, so kann ein Kamin ganz gut weggelassen oder seine Höhe zumindest beträchtlich geringer gewählt werden. Werden mehrere Einheiten in einer Reihe hintereinander oder in zwei aneinan- derliegenden Reihen aufgestellt, dann mögen die Kamine 3'?; aller Einheiten nach Bedarf so hoch. gemacht werden, dass sie verhindern, dass die gleiche Luft wiederum in Umlauf ge bracht wird.
Bei Verwendung eines im. we sentlichen kegelstumpfförmigen Kamins 32 in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung wird die aus dem Gehäuseteil 30 kommende Luft mit grosser Geschwindigkeit ins Freie austreten.
Der Kühlturm wird vorteilhaft so ange ordnet, dass die Mündung des Einlassrohres 18 der Richtung zugekehrt ist, aus der mei stens der Wind weht, so dass die Windströ mung das Gebläse unterstützt und gleich zeitig die aus dem Kühlturm ins Freie strö mende Luft vom Rohr 18 weggejagt wird. Im Fall, dass zwei Einheiten mit gemeinsamer Achse so angeordnet sind, dass die Luft eintrittsöffnungen einander gegenüberliegen, kann eine die Vorrichtungen 34 voneinander trennende Zwischenwand vorgesehen werden, um zu verhüten, dass ein die Wirkung eines Gebläses unterstützender Wind die Wirkung des gegenüberliegenden Gebläses beeinträch tigt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. bis 4- ist ein einziger Kamin 100, für einen Kranz von Einheiten nach Fig.l vorgesehen.
Kühltürme, wie sie heute gebräuchlich sind, unterscheiden sich in Form und Be triebsweise von der oben angeführten Aus führungsform und den an dieser dargestell ten Betriebsprinzipien. Infolge der hohen Kosten für Anlagen für die Erzeugung elek trischer Energie und der geringeren Kosten für Betonbauten wurde die Erscheinung des natürlichen Luftzuges ausgenutzt, wobei sich aber relativ grosse Abzugskamine von para bolischem Vertikalschnitt ergaben, wenn für den Kühlluftstrom keine Energie verwendet werden sollte. Diese Kamine weisen eine mitt lere Höhe von 60 bis 75 m auf und haben Fussdurchmesser zwischen 10 bis 90 m. Solche Kamine sind daher kostspielige Bauwerke.
Es ist daher ausgeschlossen, bestehende Kühltürme mit solchen teuren Abzugskaminen durch Kühltürme mit Energiebetrieb ersetzen zu wollen. Derartige bestehende Kühltürme 100 können aber, wie in Fig. 2 bis 4 gezeigt, auf Kraftbetrieb umgestellt werden.
Gemäss den Fig.2 bis 4 ist eine Anzahl gleicher Einheiten 102 im Kreise um den Fuss eines Abzugskamins 100 nebeneinander angeordnet, wobei jede Einheit prinzipiell gemäss F'ig. 1 ausgebildet und teils ausserhalb des Fundamentes 104 für den Kamin 100 angeordnet ist. Jede dieser Einheiten 102 weist demgemäss ein Lat.tenrostgebilde 106, ein Lufteintrittsrohr 10'8, ein Gebläse<B>110,</B> ein Bassin 11,2 für das zu kühlende heisse Wasser und einen Sumpf 114 auf.
Die Bassins 112, können durch vom Kamin 100 radial vorspringende T'rennw'ände 116 unterteilt sein, wie in Fig. 3 dargestellt, oder miteinander verbunden werden, um ein ein ziges ringförmiges, den Kamin 100 umge bendes Bassin zu bilden. Ebenso kann der Sumpf 114 einen einzigen, das gekühlte Was ser aufnehmenden Behälter bilden, der allen Einheiten 102 gemeinsam ist und einen zen tralen Teil 118 aufweist, der unter dem Kamin<B>100</B> liegt.
Die Umlenkvorriehtung 1'20 zum Aus scheiden des in der Kühlluft enthaltenen Wassers besitzt eine Anzahl von Abschnitten 122., je einen für jede Einheit 102, die mit einander verbunden sind, um ein konisches, koaxial zum Kamin 100 angeordnetes Ge bilde zu bilden.
Ein den zentralen Sumpf teil 118 umgebendes Fundament 123 trägt die Vorrichtung 1'Z0. , Die Gebilde 106 brauchen nicht unterteilt zu sein, aber vertikale, die Vorrichtungen 12'0 trennende Zwischenwände 12'-1 sind wün schenswert, um, wie schon oben beschrieben, nachteilige _NV indeiriwirkungen auf einige der Einheiten 102 zu vermeiden. Die Kamine <B>100</B> sind gewöhnlich mit einem ringförmigen, das Heisswasser aufnehmenden Verteiltrog 126 ausgestattet.
Falls erwünscht, können in letzterem Öffnungen 128 vorgesehen sein, die mit den Bassins 1.12 in Verbindung ste hen. Dann kann das Wasser, statt aus den Sümpfen 114 in die Bassins 112 gepumpt zii werden, in den Trog 1.2'6 geleitet werden, um aus diesem in die Bassins 11'2 zu gelangen.
Matt einer nach Fig.1 dargestellten Ein heit können von Anfang an mehrere solche mit einem einzigen zentral angeordneten Ab zugskamin versehen angeordnet werden, statt dass diese Einheiten, wie es heute üblich ist, jede mit einem eigenen Kamin in Reihen angeordnet werden.