Kühlturmeinsatz Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kühlturm- einsatz, der aus länglichen Elementen aufgebaut ist, die von der unteren Fläche einer schrägen Wasservertei- lungsplatte benetzt werden.
Verschiedene Industrie- und Hausklimaanlagen ar beiten mit Kühlwasser, das nach seiner Erwärmung in einem Kühlturm abgekühlt wird, falls seine Wieder verwendung wirtschaftlich ist.
Den überwiegenden Teil der Kühltürme bilden vorläufig die sogenannten nassen Kühltürme. In diesen wird das warm gewordene Kühl wasser mit der Umgebungsluft in intensiven Kontakt gebracht, was zur Folge hat, dass nach der Verdunstung eines Teiles - in der Praxis etwa 1/3o bis 1/5o - des Kühlwassers der zurückbleibende grössta Teil abgekühlt und für Kühlungszwecke wieder verwendbar wird.
Es sind zahlreiche Kühlturmvorrichtungen bekannt, welche die intensive Vermischung der Umgebungsluft mit dem warm gewordenen Kühlwasser zustande bringen. Der wesentlichste Teil dieser Vorrichtungen ist in jedem Fall der sogenannte Kühlturmeinsatz, der aus Holz, Kunststoff, Asbestzement, Glas usw. hergestellt wird und auf dessen Oberfläche der Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser und der Luft zustande kommt.
Der Wärmeaustausch vollzieht sich auf den Kühl turmeinsätzen folgelndermassen: Das abzukühlende Kühl wasser wird möglichst gleichmässig verteilt auf die Ober fläche des Einsatzes geleitet und bildet, unter Einwir kung der Schwerkraft abwärts strömend, auf der Ober fläche einen Wasserfilm. Die Kühlluft wird mit Hilfe eines Ventilators oder eines Naturzug-Schlotes neben der benetzten Fläche im Gegen- oderkund Kreuzstrom zum abwärts strömenden Wasser vorbeigeleitet.
Die in der Praxis verbreiteten zahlreichen Kühl turmeinsätze besitzen. folgende Nachteile: 1. Tropfenbildung Im Interesse einer gleichmässigen Benetzung der ganzen Oberfläche des Einsatzes wird das Wasser im allgemeinen mittels entsprechender Düsen zerstäubt auf den Einsatz gesprüht. Da an der Oberfläche des Ein satzes Luft vorbeiströmt, müssen die infolge der Zer- stäubung entstandenen Tröpfchen durch den Luftstrom auf die Oberfläche gelangen; deshalb reisst der Luft strom die kleineren Tropfen unvermeidlich mit.
Um den damit verbundenen Kühlwasserverlust zu eliminieren, stehen die folgenden Anordnungsmöglichkeiten zur Ver fügung, welche jedoch jeweils mit den nachstehend ge schilderten Nachteilen verbunden sind: a) in den Luftstrom werden nach dem Einsatz Trop- fenabscheider eingebaut. Diese arbeiten jedoch nur dann einwandfrei, wenn ihr Luftwiderstand gross ist; sie stei gern also die Leistungsaufnahme der Ventilation bzw., im Falle einer Naturzuganlage, die Höhe des Kühl turmes bedeutend.
b) es gibt solche Anordnungen, wo sich die Düsen und der Oberteil der Einsätze nicht im Luftstrom be finden. Hier ist die Gefahr des Tropfenmitreissens klei ner. Ihr Nachteil besteht aber darin, dass bei dieser Aus bildung ein sehr bedeutender toter Raum entsteht und dass der Oberteil des Einsatzes nicht ausgenützt wird.
Im Zusammenhang mit den erwähnten Ausführun gen soll noch bemerkt werden, dass bei der Kühlwasser- zerstäubung eine bedeutende Arbeit zur überwindung der Oberflächenspannung zu leisten ist und deshalb der Widerstand der besten Zerstäubungsdüsen eine Grössen ordnung von einigen Metern Wassersäule aufweist.
Es kann ferner ein solcher Kühlturmeinsatz aus gebildet werden, auf dessen Oberfläche das Kühlwasser ohne Tropfenbildung gelangt, indem es durch einen dünnen Spalt geleitet wird und so -einen Film bildet. Diese Konstruktion ist jedoch nur zur Benetzung von grossen Platten geeignet. Eine derartige Benetzung der modernen, feineren und komplizierteren Kompaktein- sätze ist technisch schwerfällig.
Die schmalen Spalte neigen ausserdem zur Verstopfung und verlangen deshalb eine sorgfältige Betriebsführung und Wartung, die bei durchschnittlichen Betriebsverhältnissen nicht gesichert werden kann. 2. Anwendung von Flächen, deren in Strömungsrichtung gemessene Dimension gross ist Die in die Richtung der Luftströmung fallende Ab messung der Einsätze, d. h. ihre Tiefe, ist im allgemei nen gross, wobei die Flächen in Tiefenrichtung zusam menhängend oder wenigstens sehr schwach gegliedert sind.
Infolgedessen verdickt sich die der Fläche des Wasserfilms entlang entstehende, durch die Strömung bedingte Grenzschicht des Luftstromes derart, dass die Wärme- und Stoffübertragung abnimmt, wobei die Fläche am Luftaustrittsende des Einsatzes praktisch wertlos ist und der Wärmeübergang von dem rück zukühlenden Wasser zur Kühlluft im ganzen Einsatz bedeutend unter den Werten bleibt, die an seinem, dem Lufteintritt naheliegenden Teil messbar sind.
Aus der Thermodynamik ist längst bekannt, was für günstige Wirkung auf den Wärmeaustausch und natür lich auch auf den Stoffaustausch die Unterbrechung der Grenzschicht, d. h. die Anwendung von in der Strö mungsrichtung kurzen Flächen (in der Grössenordnung von 0,5 bis 1 mm) ausüben. In Kühltürmen wurde bis her diese Erkenntnis jedoch nicht verwendet, weil kein solches Benetzungsverfahren bekannt war, womit die sehr grosse Zahl der nötigen Bänder, Stäbe oder Drähte, gleichmässig hätte benetzt werden können.
Das Unter teilen der Fläche in schmale Streifen, Stäbe oder Drähte erhöht nämlich stark den luftseitigen Widerstand: Die verbessernde Wirkung wird erst durch den gleichzeitig auftretenden, viel grösseren Wärmeaustausch erzielt, dessen Vorbedingung jedoch die gleichmässige und voll ständige Benetzung ist. Bei schlechter, ungleichmässiger oder unvollkommener Benetzung kann das Unterteilen der Fläche den auf den luftseitigen Strömungswiderstand bezogenen Wärmeaustausch sogar verschlechtern.
Endlich ist eine solche Kühlturmkonstruktion be kannt, bei welcher das aus Düsen herausströmende Wasser sich auf der nach unten gerichteten Fläche irgendeiner Platte, einen Film bildend, verteilt. In dieser Konstruktion wird aber das Wasser von der Verteil- fläche durch entsprechend ausgebildete Leitelemente auf den unter der VErteilfläche in grosser Entfernung davon angebrachten Einsatz gespritzt. Der Zweck der Anord nung ist hier bloss,
dass das Wasser auch in solche Teile des Kühlturmes gelangt, wohin die wasserverspritzenden Tellerverteiler das Wasser nicht befördern können. Diese Anordnung schliesst weder die Tropfenbildung aus noch sichert sie die kontinuierliche und gleichmässige Benet zung aller Einsatzteile.
Die Aufgabe des vorgeschlagenen Kühlturmeinsatzes ist es, die Aufteilung des Wassers in Tropfen vollständig zu vermeiden sowie die Benetzung auf solche Weise zu lösen, dass dadurch die Anwendung von in der Strö mungsrichtung kurzen Flächen, z. B. von Bändern, Stä ben oder Drähten, ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch ge löst, dass am oberen Ende jedes dem länglichen Elemente, bei der Übergangsstelle jedes Elementes zur Wasser verteilplatte, zum Ableiten des rückzukülenden Wassers von der Wasserverteilplatte zu den länglichen Elementen ein Leitelement angeordnet ist.
Zweckmässigerweise kann zwischen der Wasserverteilplatteund jedem Leitelement ein Spalt vorhanden sein, der kleiner ist als. 3 mm, wobei das Leitelement am länglichen Element anliegt, oder das Leitelement kann an der Wasserverteilplatte anliegen, wobei zwischen dem länglichen Element und dem Leit element ein Spalt, der kleiner ist als 3 mm, vorhan den ist.
Ferner <I>ist</I> es zweckmässig, das Leitelement mit einer dem rückzukühlenden Kühlwasser zugekehrten Leit- fläche zu versehen, die, in Strömungsrichtung des von der Wasserverteilplatte kommenden Kühlwassers ge sehen, eine von der konvexen abweichende Form auf weist.
Wäre nämlich die Leitfläche konvex, so würde das Wasser neben der Leitfläche weiterfliessen, und dibse würde kein einwandfreies Abscheiden sichern.
Endlich ist es vorteilhaft, wenn die Leitfläche unter mindestens 90 an die Wasserverteilplatte und tangential oder unter einem Winkel, der grösser ist als 90 , an das längliche Element angeschlossen wird.
Diese Massnahmen gewährleisten, dass das auf die Leitfläche strömende Wasser in die Richtung des läng lichen Elementes gelenkt wird. Falls der Winkel ein spitzer Winkel ist, wird das Ableiten unsicher, das Was ser fliesst neben der Leitfläche weiter und gelangt nicht auf die Fläche des länglichen Elementes.
Die Einhaltung der vorgeschlagenen Massnahmen gewährleistet einen tropfenfreien kontinuierlichen Wasserfilm, auch im Falle, wenn zwischen dem länglichen Element und der Leitfläche ein Spalt vorhanden ist.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des Er- findungsgegenstandes anhand der Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines vor geschlagenen Kühlturmeinsatzes, Fig. 2 eine pexspektivische Ansicht einer Ausfüh rungsform mit länglichen Elementen mit Kreisquer schnitt in grösserem Massstab, Fig. 3 eine Ausführungsform mit länglichen Elemen ten mit Rechteckquerschnitt,
wo die Leitfläche des Leitelementes zur Wasserverteilplatte schräg angeord net ist, Fig.4 eine Ausführungsform mit länglichen Ele menten mit Rechteckquerschnitt, jedoch mit einem zur Wasserverteilplatte senkrecht angebrachtem Leitelement, Fig. 5 einen Horizontalschnitt gemäss der Linie, A-A in Fig. 3 und Fig. 6 einen Horizontalschnitt gemäss der Linie B -B in Fig. 4.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht beim vorgeschla genen Kühlturmeinsatz die eigentliche Einsatzfläche aus senkrechten oder mit der Vertikale einen Winkel ein schliessenden länglichen Elementen wie Stäben, Drähten oder Bändern 4 mit kreisförmigem, tropfeiförmigem, rechteckigem, ovalen usw.
Querschnitt, die sich an die Wasserverteilplatte 2 von unten unmittelbar oder mit einem sehr kleinen Spalt anschliessen. Das Wasser tritt aus mindestens einer Düse 1 mit geringer Geschwindig- keit aus und gelangt in einem zusammenhängenden, also nicht in Tropfen zerfallenden,
Bündel auf die nach unten gekehrte Fläche der Wasserverteilplatte 2 und bildet daran einen zusammenhängenden Wasserfilm. Die Luft 5 strömt zwischen den Stäben 4 hindurch. An der Über gangsstelle 6 jedes Stabes 4 an die Wasserverteilplatte 2 ist ein Leitelement 13 vorgesehen.
Dieses Element ist entweder an den Stab oder an der Wasserverteilplatte befestigt und bildet auf alle Fälle im Weg des auf der Wasserverteilplatte strömenden Wasserfilms 3 eine Leit fläche 7, auf welche dieser Film stösst, so dass ein Teil des Wassers auf den Stab oder das Band 4 gelenkt wird. Damit die Leitfläche 7 richtig wirkt, darf zwischen der Wasserverteilplatte und dem Leitelement bzw. zwischen dem Leitelement und dem Band kein Spalt sein, der grösser als 3 mm ist.
Im Falle eines grösseren Spaltes scheidet nämlich das Wasser nicht von der Wasserver- teilplatte ab bzw. verspritzt das abgeschiedene Wasser und gelangt nicht tropfenfrei auf die Fläche der abwärts verlaufenden länglichen Elemente 4. Die auf das Band oder den Stab 4 gelenkte Wassermenge umfliesst unter Einwirkung der Oberflächenspannung den Stab 4 und strömt, auf dessen Fläche einen den Stab umschliessen den, zusammenhängenden Wasserfilm bildend, abwärts.
Die Anschlussstelle des Stabes unterbricht den Wasser film 3 nicht, weil unter Einwirkung der Oberflächen spannung der Zusammenhang des Wasserfilms sich wie der herstellt, nachdem er durch die Stange geteilt wurde.
Vom Gesichtspunkt der zuverlässigen Benetzung der Stäbe 4 ist die Ausbildung des Übergangs 6 der Stäbe 4 zu der Wasserverteilplatte 2 von entscheidender Bedeu tung.
Der auf der Wasserverteilplatte 2 strömende Kühl wasserfilm 3 ist nämlich bestrebt, seinen Impuls zu behalten und ist infolgedessen geneigt, die sich an die Wasserverteilplatte 2 von unten anschliessenden Stäbe 4 zu umgehen und Weiterzuströmen und nicht auf die Stäbe 4 zu fliessen.
Um eine vollkommene, gleichmässige und betriebssichere Benetzung der Stäbe 4 zu sichern, wird an der Übergangsstelle 6 jeder der Stäbe 4 zur Wasserverteilplatte 2 eine Leitfläche; 7 ausgebildet. Diese Le'tflächen 7 sind der Zuströmrichtung 12 des Kühlwassers 3 zugekehrt und bilden in Strömungsrich tung 12 des Kühlwassers 3 gesehen konkave Flä chen, welche im Grenzfall eben sein können.
Die Leitflächen 7 liegen, an die Wasserverteilplatte 2 tan- gential an (Fig. 2) oder bilden mit dieser einen stump fen, im Grenzfall einen rechten Winkel B.
Ebenso schlie- ssen sich die Leitflächen 7, aus der Wasserverteilplatte 2 herausragend, entweder tangential an die Stäbe 4 an oder schliessen mit der Längsachse derselben einen stumpfen Winkel 10 ein, der im Grenzfall 90 oder 180 betragen kann. Die Leitfläche 7 leitet demzufolge aus dein auf der Wasserverteilplatte 2 strömenden Kühl wasserfihn 3 eine bestimmte Kühlwassermenge in der Längsrichtung auf den Stab 4.
Die Grösse des Querschnittes der einzelnen Elemente 4 kann mit Hilfe einer Rentabilitätsrechnung unter Be rücksichtigung der Herstel'lungsmate,rialien, der Energie kosten, des Raumaufwandes usw. von Fall zu Fall be rechnet werden.
Die Elemente 4 können also in Grenzfällen massive Stäbe oder haardünne Drähte sein, sie können als Rän der in Form von grossen ebenen Platten oder in Form von zehntelsmillimeter dicken und wenige Millimeter breitem Streifen ausgebildet sein.
Wie aber aus den vor stehenden Ausführungen entnommen werden kann, sind kleine Abmessungen mit wesentlichen Vorteilen ver bunden und dies kann nur durch die Anwendung deis vorgeschlagenen Kühlturmeinsatzes erreicht werden.
F!-. 2 zeigt ein Leitelement 13 in grösserem Mass stab, wobei das längliche Element als Stab 4 mit kreis förmigem Querschnitt ausgebildet ist. Die Leitfläche 7 des Leitelementes 13 ist in Strömungsrichtung gesehen konkav vorgesehen und verläuft :einerseits tangential an die. Wasserverteilplatte 2 und anderseits tangential an den Stab 4.
Fig. 3 zeigt ebenfalls ein Leitelement 13 in grösserem Massstab, wobei das längliche Element 4 als Stab mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist. Die Leitfläche 7 des Leitelemdntes 13 ist eben und schliesst mit der Wasserverteilplatte 2 ,einen stumpfen Winkel 8 ein, wo bei aber noch ein Spalt 9 dazwischen vorhanden ist.
Auch mit der Längsachse des Stabes 4 bildet die Leit fläche 7 einen stumpfen Winkel, mit 10 bezeichnet, aber ohne dass hier ein Spalt zwischen dem Stab 4 und der Leitfläche 7 vorgesehen wäre. Dabei können der Stab 4 und das Leitelement 13 aus einem Stück bestehen oder aber getrennt ausgebildet sein.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Leit- elementes. Der Stab 4 hat wiederum rechteckigen Quer schnitt, die Leitfläche 7 des Leitelementes 13 ist eben und steht unter je einem rechten Winkel zur Wasser verteilplatte 2 und zur Seitenfläche des Stabes 4, wobei ein Spalt 11 zwischen Stab und Leitellement vorhan den ist.
Mit den eben beschriebenen Kühlturmeinsätzen kön nen die folgenden Vorteile erzielt werden: 1. Das Wasser zerfällt nicht in Tropfen, deshalb unterbleibe der Tropfenverlust und sämtliche damit verbundenen Nachteile.
2. Die verwendeten Düsen dienen nur dem Zweck, einen einige Zentimeter langen, annähernd horizontalen Wasserstrahl zu erzeugen, deshalb kann in diesen Düsen die Geschwindigkeit des Wassers gering sein. Dieser Umstand ermöglicht die Anwendung eines weiten Quer schnittes, was die Gefahr der Verstopfung weitgehend beseitigt und nur eine kleine Pumpenarbeit erfordert.
3. Die bedeutendste Wirkung des vorgeschlagenen Kühlturmeinsatzes besteht darin, dass die beschriebene Weise der Wasserverteilung die Anwendung schmaler benetzter Flächen ermöglicht, die als Bänder, Stäbe oder Drähte ausgebildet sein können. Zwecks Veranschau lichung der sich aus der Unterbrechung der Grenzschicht ergebenden thermischen Vorteile soll erwähnt werden, dass es auf die beschriebene Weise gelungen ist, einen solchen Einsatz zu konstruieren, dessen Volumen, die gleiche Kühlleistung und Ventilationsleistung voraus gesetzt,
annähernd zehnmal kleiner ist als das Volumen der gegenwärtig im Betrieb stehenden Kühlturmeinsätze.
Cooling Tower Insert The present invention relates to a cooling tower insert constructed from elongated members wetted by the lower surface of an inclined water distribution plate.
Various industrial and domestic air conditioning systems work with cooling water, which is cooled down after it has been heated in a cooling tower if its reuse is economical.
The predominant part of the cooling towers are currently the so-called wet cooling towers. In these, the warm cooling water is brought into intensive contact with the ambient air, which means that after evaporation of a part - in practice about 1 / 3o to 1 / 5o - of the cooling water, most of the remaining cooling water is cooled down and used for cooling purposes reusable.
Numerous cooling tower devices are known which bring about the intensive mixing of the ambient air with the warm cooling water. The most essential part of these devices is the so-called cooling tower insert, which is made of wood, plastic, asbestos cement, glass, etc. and on whose surface the heat exchange between the cooling water and the air takes place.
The heat exchange takes place on the cooling tower inserts as follows: The cooling water to be cooled is distributed as evenly as possible on the surface of the insert and, flowing downwards under the action of gravity, forms a film of water on the surface. With the help of a fan or a natural draft chimney, the cooling air is led past the wetted surface in countercurrent or crosscurrent to the water flowing downwards.
Have the numerous cooling tower inserts that are common in practice. the following disadvantages: 1. Droplet formation In the interest of uniform wetting of the entire surface of the insert, the water is generally atomized and sprayed onto the insert using appropriate nozzles. Since air flows past the surface of the insert, the droplets created as a result of the atomization must reach the surface through the air flow; therefore, the air flow inevitably carries the smaller drops with it.
In order to eliminate the associated loss of cooling water, the following arrangement options are available, each of which, however, has the disadvantages described below: a) After use, drop separators are installed in the air flow. However, these only work properly if their air resistance is high; They like to increase the power consumption of the ventilation or, in the case of a natural draft system, the height of the cooling tower significantly.
b) there are arrangements where the nozzles and the upper part of the inserts are not in the air flow. The risk of droplets being carried along is smaller here. Their disadvantage, however, is that this training creates a very significant dead space and that the upper part of the insert is not used.
In connection with the above-mentioned remarks, it should be noted that with cooling water atomization a significant amount of work has to be done to overcome the surface tension and therefore the resistance of the best atomization nozzles has a water column of a few meters.
Such a cooling tower insert can also be formed, on the surface of which the cooling water reaches without the formation of drops by being passed through a thin gap and thus forming a film. However, this construction is only suitable for wetting large plates. Such wetting of the modern, finer and more complex compact inserts is technically cumbersome.
The narrow gaps also tend to become blocked and therefore require careful management and maintenance, which cannot be ensured under average operating conditions. 2. Use of areas whose dimensions measured in the direction of flow are large. The dimensions of the inserts falling in the direction of air flow, i.e. H. their depth is generally large, with the areas being contiguous or at least very weakly structured in the direction of the depth.
As a result, the boundary layer of the air flow created along the surface of the water film and caused by the flow thickens in such a way that the heat and mass transfer decreases, whereby the area at the air outlet end of the insert is practically worthless and the heat transfer from the water to be recooled to the cooling air as a whole Use remains significantly below the values that can be measured on its part close to the air inlet.
It has long been known from thermodynamics what a beneficial effect on heat exchange and, of course, also on mass transfer, the interruption of the boundary layer, i.e. H. Exercise the use of short areas in the direction of flow (of the order of 0.5 to 1 mm). Up to now, however, this knowledge has not been used in cooling towers because no such wetting process was known, with which the very large number of strips, rods or wires required could have been evenly wetted.
Dividing the surface into narrow strips, rods or wires increases the resistance on the air side considerably: The improving effect is only achieved through the simultaneous, much greater heat exchange, the precondition of which, however, is uniform and complete wetting. In the case of poor, uneven or incomplete wetting, subdividing the surface can even worsen the heat exchange related to the air-side flow resistance.
Finally, such a cooling tower construction is known, in which the water flowing out of nozzles is distributed on the downward-facing surface of any plate, forming a film. In this construction, however, the water is sprayed from the distribution surface through appropriately designed guide elements onto the insert placed under the distribution surface at a great distance therefrom. The purpose of the arrangement here is merely
that the water also reaches those parts of the cooling tower where the water-spraying plate distributors cannot convey the water. This arrangement does not rule out the formation of drops, nor does it ensure continuous and even wetting of all insert parts.
The task of the proposed cooling tower use is to completely avoid the division of the water into drops and to solve the wetting in such a way that the application of short areas in the flow direction, z. B. of ribbons, rods or wires, is made possible.
According to the invention, this object is achieved in that a guide element is arranged at the upper end of each of the elongated elements, at the transition point of each element to the water distribution plate, to divert the water to be returned from the water distribution plate to the elongate elements.
Conveniently, a gap can be present between the water distribution plate and each guide element which is smaller than. 3 mm, wherein the guide element rests against the elongated element, or the guide element can rest against the water distribution plate, with a gap that is smaller than 3 mm between the elongated element and the guide element.
Furthermore, it is expedient to provide the guide element with a guide surface facing the cooling water to be re-cooled and which, viewed in the flow direction of the cooling water coming from the water distribution plate, has a shape deviating from the convex one.
If the guiding surface were convex, the water would continue to flow next to the guiding surface, and this would not ensure proper separation.
Finally, it is advantageous if the guide surface is connected to the water distribution plate at at least 90 degrees and to the elongated element tangentially or at an angle greater than 90 degrees.
These measures ensure that the water flowing onto the guide surface is directed in the direction of the elongated element. If the angle is an acute angle, the derivation becomes unsafe, the water flows next to the guide surface and does not reach the surface of the elongated element.
Compliance with the proposed measures ensures a continuous drip-free film of water, even if there is a gap between the elongate element and the guide surface.
In the following, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail with reference to the drawings, namely show: FIG. 1 a schematic side view of a proposed cooling tower insert, FIG. 2 a perspective view of an embodiment with elongated elements with a circular cross section on a larger scale, 3 shows an embodiment with elongated elements with a rectangular cross-section,
where the guide surface of the guide element to the water distribution plate is inclined angeord net, Fig. 4 an embodiment with elongated elements with rectangular cross-section, but with a guide element attached perpendicular to the water distribution plate, Fig. 5 is a horizontal section along the line AA in Fig. 3 and Fig. 6 shows a horizontal section along line B -B in FIG. 4.
As can be seen from Fig. 1, the actual application area consists of vertical or vertical elements such as rods, wires or bands 4 with circular, teardrop-shaped, rectangular, oval, etc.
Cross-section which adjoin the water distribution plate 2 from below directly or with a very small gap. The water exits from at least one nozzle 1 at low speed and arrives in a coherent, i.e. not disintegrating into drops,
Bundle onto the downward facing surface of the water distribution plate 2 and form a coherent water film on it. The air 5 flows between the rods 4. At the transition point 6 of each rod 4 to the water distribution plate 2, a guide element 13 is provided.
This element is either attached to the rod or to the water distribution plate and in any case forms a guide surface 7 in the path of the water film 3 flowing on the water distribution plate, which this film encounters so that part of the water hits the rod or the band 4 is steered. In order for the guide surface 7 to work properly, there must not be a gap greater than 3 mm between the water distribution plate and the guide element or between the guide element and the belt.
In the case of a larger gap, the water does not separate from the water distribution plate or the separated water splashes and does not reach the surface of the downwardly extending elongated elements 4 without drops. The amount of water directed onto the band or rod 4 flows around under the action of The surface tension of the rod 4 and flows downwards, on the surface of which the rod surrounds a coherent film of water.
The connection point of the rod does not interrupt the water film 3, because under the action of the surface tension the connection of the water film is restored after it has been divided by the rod.
From the point of view of reliable wetting of the rods 4, the formation of the transition 6 of the rods 4 to the water distribution plate 2 is of crucial importance.
The cooling water film 3 flowing on the water distribution plate 2 strives to retain its momentum and is consequently inclined to bypass the rods 4 adjoining the water distribution plate 2 from below and to continue to flow and not to flow onto the rods 4.
In order to ensure complete, uniform and reliable wetting of the rods 4, each of the rods 4 to the water distribution plate 2 is a guide surface at the transition point 6; 7 trained. These Le'tflächen 7 face the inflow direction 12 of the cooling water 3 and form in the flow direction 12 of the cooling water 3 seen concave surfaces, which can be flat in the limit.
The guide surfaces 7 lie tangentially on the water distribution plate 2 (FIG. 2) or form an obtuse fen with it, in the limit case a right angle B.
Likewise, the guide surfaces 7, protruding from the water distribution plate 2, either adjoin the rods 4 tangentially or form an obtuse angle 10 with the longitudinal axis thereof, which in the limit case can be 90 or 180. The guide surface 7 consequently directs a certain amount of cooling water in the longitudinal direction onto the rod 4 from the cooling water fihn 3 flowing on the water distribution plate 2.
The size of the cross section of the individual elements 4 can be calculated on a case-by-case basis with the help of a profitability calculation, taking into account the manufacturing materials, materials, energy costs, space requirements, etc.
The elements 4 can therefore be massive rods or hair-thin wires in borderline cases, they can be designed as Rän in the form of large flat plates or in the form of a tenths of a millimeter thick and a few millimeters wide strips.
However, as can be seen from the above statements, small dimensions are associated with significant advantages and this can only be achieved by using the proposed cooling tower insert.
F! -. 2 shows a guide element 13 on a larger scale, the elongate element being designed as a rod 4 with a circular cross-section. The guide surface 7 of the guide element 13 is provided in a concave manner when viewed in the direction of flow and extends: on the one hand tangentially to the. Water distribution plate 2 and on the other hand tangential to the rod 4.
3 also shows a guide element 13 on a larger scale, the elongate element 4 being designed as a rod with a rectangular cross section. The guide surface 7 of the Leitelemdntes 13 is flat and includes with the water distribution plate 2, an obtuse angle 8, but where there is still a gap 9 between them.
The guide surface 7 also forms an obtuse angle with the longitudinal axis of the rod 4, denoted by 10, but without a gap between the rod 4 and the guide surface 7 being provided here. The rod 4 and the guide element 13 can consist of one piece or can be formed separately.
4 shows a further embodiment of the guide element. The rod 4 again has a rectangular cross-section, the guide surface 7 of the guide element 13 is flat and is at a right angle to the water distribution plate 2 and to the side surface of the rod 4, with a gap 11 between the rod and guide element IN ANY.
With the cooling tower inserts just described, the following advantages can be achieved: 1. The water does not break down into drops, so there is no drop loss and all the disadvantages associated therewith.
2. The nozzles used are only used to generate a few centimeters long, almost horizontal water jet, so the speed of the water in these nozzles can be low. This fact enables the use of a wide cross-section, which largely eliminates the risk of clogging and only requires a small pump work.
3. The most significant effect of the proposed cooling tower use is that the described manner of water distribution enables the use of narrow wetted areas which can be designed as strips, rods or wires. In order to illustrate the thermal advantages resulting from the interruption of the boundary layer, it should be mentioned that it was possible to construct such an insert in the manner described, assuming the volume, the same cooling capacity and ventilation capacity,
is approximately ten times smaller than the volume of the cooling tower operations currently in operation.