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Die
Erfindung betrifft ein Einbauelement, das mehrere Folienelemente übereinander
gestapelt aufweist und zum Einbau in einen Hohlraum, bei dem es sich
beispielsweise um einen Kühlturm
handelt, oder zum Einbau ins Erdreich zu Drainagezwecken vorgesehen
ist. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen
Einbauelements in einem Kühlturm
oder im Erdreich.
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Einbauelemente
für Rieselkühler, wie
beispielsweise Kühltürme, sind
in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. Beispiele hierfür finden
sich in
DE 198 19
945 A1 ,
DE
197 33 480 A1 ,
DE
15 51 407 A ,
DE
86 09 452 U1 ,
US
6 241 222 B1 und
EP
0 825 407 A2 . Die Funktion der Einbauelemente in Kühltürmen besteht
darin, die Verweildauer und Oberfläche des zu kühlenden
Mediums zu vergrößern, um
den Wirkungsgrad zu verbessern. Einbauelemente der zuvor genannten
Art können
aber auch zu Drainagezwecken ins Erdreich eingebracht werden.
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Die
bekannten Einbauelemente werden als Folienpakete mit querverlaufenden
Durchströmungskanälen in die
Hohlräume
eingebaut. Dabei werden die Folienstapel stehend, also bei im Wesentlichen vertikaler
Ausrichtung der Folien eingebaut. Die möglichen Höhen der aus diesen Einbauelementen
bestehenden Aufbauten können
lediglich jeweils ein Vielfaches der Höhe eines Pakets aufweisen.
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Aus
DE 19 18 433 A ist
eine Rieselplatte für Kühltürme bekannt,
die wellenförmig
ist und hütchenförmige Vorsprünge aufweist.
Je nach relativer Ausrichtung benachbarter Rieselplatten ragen die
Vorsprünge
ineinander oder stützen
sich auf der Rieselplatte ab.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einbauelement für einen
Kühlturm
oder für
den Einbau im Erdreich zu Drainagezwecken zu schaffen, das sich
je nach Ausrichtung relativ zu einem benachbarten Folienelement
in unterschiedlicher Weise und mit unterschiedlichem Abstand zum
benachbarten Folienelement stapeln lässt.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Einbauelement nach Anspruch
1 sowie dessen Verwendung nach Anspruch 8 vorgeschlagen.
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Das
erfindungsgemäße Einbauelement weist
ein strukturiertes Folienelement auf, das eine Auflageebene und
eine Vielzahl von von dieser aufragenden ersten Erhebungen aufweist,
welche Strömungskanäle bzw.
Strömungskanalabschnitte
bilden, die quer zur Auflageebene verlaufen. Die ersten Erhebungen
verjüngen
sich zu ihren der Auflageebene abgewandten oberen Enden hin und
sind in einem ersten Raster angeordnet, das ein erstes Rastermaß (Wiederholmaß der Struktur
in einer der beiden die Auflageebene aufspannenden Dimensionen)
aufweist. Beispielsweise können
die ersten Erhebungen nach Art einer Matrix mit mehreren Reihen
und Spalten angeordnet sein, entlang derer die ersten Erhebungen
nebeneinander bzw. untereinander liegend angeordnet sind.
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Zwischen
den ersten Erhebungen sind zweite Erhebungen angeordnet, die ebenfalls
von der Auflageebene aufragen. Diese zweiten Erhebungen verjüngen sich
ebenfalls zu ihren oberen Enden hin und weisen eine niedrigere Höhe als die
ersten Erhebungen auf. Auch die zweiten Erhebungen sind in einem
Raster angeordnet, dessen Rastermaß jedoch das Doppelte des Rastermaßes des
(ersten) Rasters der ersten Erhebungen aufweist. Auch die zweiten Erhebungen
bilden Durchströmungskanäle quer
zur Auflageebene, brauchen aber nicht notwendigerweise so ausgebildet
zu sein.
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Die
Folienelemente des erfindungsgemäßen Einbauelements
lassen sich in Folge der sich verjüngenden Erhebungen platzsparend
zu Transportzwecken stapeln. Durch paarweises Anordnen der Folienelemente
dergestalt, dass benachbarte Folienelemente sich alternierend jeweils
an den oberen Enden ihrer ersten Erhebungen und an ihren Auflageebenen berühren, befinden
sich die Folienelemente in einem Abstand untereinander, der gleich
der Höhe
der ersten Erhebungen ist. Indem die Folienelemente bei gleicher
Relativausrichtung zueinander jedoch in Erstreckung der Auflageebenen
relativ zueinander versetzt um das erste Rastermaß angeordnet
werden, stützt
sich die Auflageebene eines Folienelements auf den zweiten Erhebungen
eines unter ihr befindlichen Folienelements ab. Damit fluchten die
ersten Erhebungen benachbarter Folienelemente miteinander, wobei
sie teilweise ineinander getaucht und durch die zweiten Erhebungen
auf Abstand gehalten sind. Damit ist bei dieser Anordnung benachbarter Folienelemente
deren Abstand durch die Höhe
der zweiten Erhebungen bestimmt. Somit lassen sich die Folienelemente
im Gebrauchszustand auf zweierlei unterschiedliche Weise stapeln,
und zwar mit dem Ergebnis, dass die Stapel unterschiedliche Abstandsmaße, um die
benachbarte Folienelemente voneinander beabstandet sind, aufweisen.
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Aus
Gründen
einer verbesserten Durchströmbarkeit
des Einbauelements ist es von Vorteil, wenn die Folienelemente einen
möglichst
geringen Strömungswiderstand
aufweisen. Dies wird dadurch realisiert, dass die ersten und gegebenenfalls
auch die zweiten Erhebungen Durchströmungskanäle definieren. Vorteilhafterweise
sind deren Wandungen ebenfalls mit Durchbrüchen versehen. Zweckmäßig ist
es insofern, wenn sämtliche
Bereiche der Folienelemente durch Gitter- oder Strebenstrukturen
gebildet sind. Ein derartiges Folienelement kann auch als Gitterelement
bezeichnet werden. Gitter- bzw. Strebenstrukturen können auch
innerhalb der ersten und zweiten Erhebungen in Höhe der Auflageebene und/oder
in Höhe
der oberen Enden der Erhebungen vorgesehen sein.
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Um
benachbarte Folienelemente bei ihrer wechselweisen Anordnung dergestalt,
dass sie paarweise an den oberen Enden ihrer ersten Erhebungen anliegen,
gegen Seitenbewegungen sichern zu können, ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung vorgesehen, dass einige der ersten Erhebungen an ihren
oberen Enden über
diese hinaus ragende Vorsprünge
aufweisen, die von oben in die ersten Erhebungen mit derartigen
Zentriervorsprüngen
des benachbarten Folienelements eintauchen oder von außen umgreifen
(Zentriereffekt). Grundsätzlich
kann jede erste Erhebung mit derartigen Zentriervorsprüngen versehen
sein. Die Zentriervorsprünge
können darüber hinaus
als Hakenelemente ausgebildet sein, die mit korrespondierenden Hakenelementen
derselben ersten oder anderer erster Erhebungen zusammenwirken,
wenn benachbarte Folienelemente "Erhebung
an Erhebung" aneinander
liegen. Die korrespondierenden Hakenelemente können aber auch auf unterschiedliche
erste Erhebungen verteilt angeordnet sein.
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Die
Grundflächen
bzw. Querschnittsflächen der
Erhebungen können
grundsätzlich
beliebig sein, wobei zu gewährleisten
ist, dass die Erhebungen benachbarter Folienelemente ineinander
stülpbar
sind. Als vorteilhaft erweisen sich (kreis-)runde Querschnitte oder
polygonale Querschnitte und insbesondere rotationssymmetrische Strukturen
für die
ersten Erhebungen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen im Einzelnen:
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1 eine
Draufsicht auf einen Eckenbereich eines Folienelements zur Verdeutlichung
der Relativanordnung und der Ausbildung der verschiedenen Erhebungen,
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2 einen
Schnitt entlang der Linie II-II der 1,
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3 eine
schematische Seitendarstellung gemäß einer ersten Variante übereinander
gestapelter Folienelemente,
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4 eine
schematische Seitenansicht gemäß einer
zweiten Variante übereinander
gestapelter Folienelemente, und
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5 eine
schematische Seitenansicht der zum Zwecke des Transports übereinander
gestapelten Folienelemente.
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Anhand
der 1 und 2 soll nachfolgend die Struktur
eines Folienelements 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben werden. Das beispielsweise aus Kunststoff
bestehende Folienelement 10 weist eine Auflageebene 12 auf,
von der erste und zweite Erhebungen 14, 16 aufragen.
Beide Erhebungen verjüngen
sich zu ihren oberen Enden 18, 20 hin und weisen
an diesen oberen Enden sowie in Höhe der Auflageebene 12 Durchbrechungen
auf. Diese Durchbrechungen können
alternativ durch Streben 20 realisiert sein. Derartiger
Streben 20 bedarf es aber notwendigerweise nicht.
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Wie
insbesondere anhand von 2 zu erkennen ist, weisen die
ersten Erhebungen 14 eine größere Höhe als die zweiten Erhebungen 16 auf. Ferner
ist den 1 und 2 zu entnehmen,
dass die Erhebungen 14 an ihren Seitenwänden durch Strebenstrukturen 22, 24 gebildet
sind. Die fachwerkartig ausgebildeten Gitterstrukturen 22 sorgen für die ausreichende
(Stütz-)Stabilität der ersten
Erhebungen 14. Derartige Gitterstrukturen können auch
an den Wandungen der zweiten Erhebungen 16 vorgesehen sein.
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Neben
den Gitterstrukturen 22 können beide Erhebungen 14, 16 auch
die in 1 erkennbaren Strebenstrukturen 24 aufweisen,
die nach Art von ineinander greifenden Zinken oder dergleichen ausgebildet
sind.
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Im
Hinblick auf die Verwendbarkeit des Folienelements 10 in
einem Rieselkühler,
wie beispielsweise einem Kühlturm,
wird gefordert, dass der Strömungswiderstand
des Plattenelements 10 möglichst gering ist. Eine weitere
Forderung geht dahin, dass das zu kühlende Medium der Kühlströmung möglichst
lange ausgesetzt ist, also eine relativ lange Verweildauer aufweist.
Schließlich
sollte dafür
gesorgt werden, dass das zu kühlende
Fluid eine möglichst große Oberfläche aufweist.
All dies wird erreicht durch gitterförmige Strukturen des Plattenelements 10.
Derartige mit Durchbrüchen
versehene Strukturen haben den Vorteil, dass sich das Folienelement 10 im
Laufe der Zeit nicht zusetzen kann und damit über die Einsatzdauer im Wesentlichen
gleiche Strömungsverhältnisse
gegeben sind.
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Wie
man 1 entnehmen kann, sind die ersten Erhebungen 16 in
einem regelmäßigen Muster
(erstes Raster) angeordnet, dessen Rastermaß in 1 mit a
angegeben ist. Unter dem Rastermaß wird der Abstand verstanden,
mit dem sich die Anordnung der ersten Erhebungen 14 wiederholt.
Auch die zweiten Erhebungen 16 sind entsprechend einem
regelmäßigen Muster
(Raster) angeordnet, wobei das Rastermaß dieses Musters das Zweifache
des Rastermaßes
der ersten Erhebungen 14 beträgt. Dieses zweite Rastermaß ist in 1 mit
b angegeben und beträgt
das Doppelte des ersten Rastermaßes a. In diesem Ausführungsbeispiel
sind die ersten Erhebungen 14 in Spalten und Reihen mit
gleichen Abständen
innerhalb der einen Spalte bzw. Reihe und mit gleichen Abständen der
Spalten und Reihen untereinander angeordnet. Das gleiche gilt im
Wesentlichen für
die Anordnung der zweiten Erhebungen 16, wobei deren Spalten
und Reihen jedoch um die Hälfte
des zweiten Rastermaßes
b, d.h. um das erste Rastermaß a
versetzt zueinander angeordnet sind. Damit befinden sich die zweiten
Erhebungen benachbarter Reihen bzw. Spalten "auf Lücke" zueinander.
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Die
zuvor beschriebene Struktur macht es möglich, mehrere Folienplatten 10 entsprechend
der Darstellungen der 3 und 4 zu stapeln.
Bei der Stapelvariante gemäß 3 sind
benachbarte Folienelemente 10 parallel zur Auflageebene 12 gegeneinander
verdreht angeordnet, so dass jeweils zwei benachbarte Folienelemente 10 einerseits
an den oberen Enden ihrer ersten Erhebungen 14 und andererseits
an ihren Auflageebenen 12 aneinander liegen.
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Bei
der Stapelvariante gemäß 4 sind
die übereinander
liegenden Folienelemente 10 jeweils gleich ausgerichtet,
jedoch innerhalb ihrer Auflageebenen 12 gegeneinander um
das erste Rastermaß a versetzt
angeordnet. Dabei stützen
sich benachbarte Folienelemente 10 auf den zweiten Erhebungen
ab, an denen die Anlageebene 12 einer benachbarten Folie 10 jeweils
anliegt.
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5 schließlich zeigt
die Stapelsituation zu Transportzwecken. Wegen der sich verjüngenden Strukturen
sind hierbei erste Erhebungen und zweite Erhebungen vollständig ineinander
gesteckt.
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Wie
man anhand von 3, aber auch anhand von 1 erkennen
kann, sind die ersten Erhebungen 14 an deren oberen Enden 18 mit
Elementen versehen, die der Zentrierung bei der Stapelvariante gemäß 3 dienen.
Bei diesen Elementen handelt es sich um miteinander korrespondierende
erste und zweite Hakenelemente 26, 28, die auf
unterschiedliche erste Erhebungen 14 verteilt angeordnet
sein können,
aber auch an ein und derselben Erhebung 14 vorgesehen sein
können.
Es sei angemerkt, dass nicht sämtliche
erste Erhebungen 14 mit derartigen Elementen ausgestattet
sein müssen.
Die Anordnung und Verteilung dieser Elemente auf die einzelnen ersten
Erhebungen 14 ist so zu wählen, dass die korrespondierenden
Elemente an den ersten Erhebungen 14 zweier gemäß 3 übereinander
liegender Folienelemente 10 ineinander greifen können. Neben
einer Zentrierung der gemäß 3 benachbarten
Folienelemente 10 kommt es durch die Verhakung auch zu
einer Verbindung der Folienelemente 10 untereinander, was
zusätzlich
der Stabilisierung dient.