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Kühlturm zum Kühlen von Wasser od. dgl. Die Erfindung bezieht sich
auf einen Kühlturm zum Kühlen von Wasser od. dgl., der mit von oben her berieselten
und quer dazu von Kühlluft durchströmten Einsätzen versehen ist, die aus senkrecht
gestaffelten Rosten bestehen, deren Leisten im Fallweg versetzt zueinander angeordnet
sind.
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Es ist bekannt, derartige Einsätze an gegenüberliegenden Außenseiten
eines Kühlturmes anzuordnen, die ihnen benachbarten Außenwände des Kühlturms mit
schlitzartigen Lufteinlaßöffnungen zu versehen, die einen jalousieverschluß aufweisen
können, und die seitlich zugeführte Kühlluft an der ihrer Zuführungsseite gegenüberliegenden
Austrittsseite der Roste nach oben abzuleiten. Hierfür ist der Kühlturm in der Regel
oben mit einem oder mit mehreren Ventilatoren versehen, die die an den Außenseiten
zugeführte Kühlluft in der Mitte des Kühlturmes an den Austrittsseiten der Einsätze
nach oben absaugen. Es ist auch bekannt, die aus senkrecht gestaffelten Rosten gebildeten
Einsätze in der Höhe des Kühlturmes zu unterteilen und unter den oberen Einsätzen
einen mit Auslaßdüsen versehenen Sammelbehälter anzuordnen,.aus dem die Roste des
darunterliegenden Einsatzes berieselt werden. Ferner ist es bekannt, solche durch
Zwischenbehälter unterteilten Einsätze in horizontaler Richtung versetzt anzuordnen,
so daß die obersten Einsätze an den Außenseiten des Kühlturmes liegen, die darunter
befindlichen Einsätze aber zur Mitte des Kühlturmes hin einwärts versetzt angeordnet
sind.
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Die senkrechte Staffelung der die Einsätze des Kühlturmes bildenden
Roste ist für die Erzielung einer bestmöglichen Kühlleistung nicht zweckdienlich.
Die quer zum Fallweg des Wassers durch die Roste strömende Luft treibt nämlich das
an der Anströmseite der Roste niederfallende Wasser zur Ausströmseite der Roste,
und dies hat zur Folge, daß der untere Teil des Kühleinsatzes an der Luftanströmseite
nur eine geringe Kühlleistung hat, weil das niedertropfende Wasser auf seinem Fallweg
unter Wirkung der Luftströmung zunehmend nach innen verdrängt wird, während sich
das Wasser an der Luftaustrittsseite der gestaffelten Roste im unteren Teil der
Einsätze staut und hier stärker niederrieselt als an der Lufteintrittsseite.
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Die Erfindung ist darauf gerichtet, diesen Nachteil zu vermeiden und
eine bessere Kühlleistung für die von oben her berieselten und quer dazu von Kühlluft
durchströmten Einsätze des Kühlturmes zu erzielen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß die die Kühleinsätze bildenden Leistenroste in waagerechter Versetzung
nach einer Seite derart schräg gestaffelt sind, daß sie an den Ein- und Austrittskanten
für die Kühlluft eine von oben auswärts nach unten einwärts in Richtung der Luftströmung
verlaufende Schrägstaffelung aufweisen. Bei dieser Anordnung der Roste wird das
von oben her niederrieselnde Wasser an der Lufteintrittsseite der Roste beim Niederrieseln
gestaut, so daß auch die unteren Roste jedes Einsatzes an der Lufteintrittsseite
noch ausreichend mit Tropfwasser beschickt sind, während an der Luftaustrittsseite
der unteren Roste durch die einwärts gerichtete Versetzung eine ausreichende Kühlfläche
zur Verfügung steht, auf die sich das von oben her niedertropfende und von der Luftströmung
nach der Luftäustrittsseite des Kühleinsatzes getriebene Wasser verteilen kann.
Hierdurch ist eine wesentliche Verbesserung der Kühlleistung gesichert.
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Damit bei einer größeren Höhe des Kühlturmes die durch die Schrägstaffelung
der Roste erzielte Leistungsverbesserung nicht dadurch beeinträchtigt wird, daß
die Kühlluft das Wasser im unteren Bereich des Einsatzes von der Lufteintrittsseite
der Roste forttreibt, weist der Kühlturm bei größerer Höhe zweckmäßig zwei oder
mehr übereinanderliegende Einsätze mit schräg gestaffelten Rosten auf, die in bekannter
Weise durch einen zwischengeschalteten Sammelbehälter unterteilt sind, der einen
Teil des aufgefangenen Tropfwassers wieder an der Lufteintrittsseite des darunter
befindlichen Einsatzes niederrieseln läßt. In diesem Falle können die aus schräg
gestaffelten Rosten gebildeten Einsätze so angeordnet sein, daß der untere Einsatz
jeweils in der Verlängerung der seitlichen Begrenzungskanten des schräg gestaffelten
oberen Einsatzes liegt. Dies ist von gewissem Vorteil, weil man hierdurch eine Verbesserung
in der Durchlüftung des unteren Einsatzes erreicht. Indessen kann es sich empfehlen,
zur Verminderung der seitlichen Ausladung des Kühlturmes den aus schräg gestaffelten
Rosten gebildeten unteren Einsatz gegen das untere
'Ende des oberen
Einsatzes nach außen derart versetzt anzuordnen, daß seine oberen Roste mit ihren
Ein- und Austrittskanten für die Kühlluft senkrecht unter den seitlichen Begrenzungen
der oberen Roste des oberen Einsatzes liegen.
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Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die Ausführung des Kühlturmes
nach der Erfindung, und zwar zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht eines zur Hälfte aufgeschnittenen
Kühlturmes und Fig.2 einen entsprechenden Schnitt durch eine andere Ausführungsform.
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Da die den Gegenstand der Erfindung bildenden Kühleinsätze zu beiden
Seiten der Kühltürme untereinander gleich sind, ist jeweils nur eine Hälfte der
Kühltürme dargestellt und beschrieben. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist der
dargestellte Kühlturm ein hohles Gehäuse 10 auf, das aus einer Hinterwand 12 und
einer Vorderwand 14 besteht, die durch ein Rahmenwerk 16 miteinander verbunden sind.
Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein zentraler Austrittsraum 18 und an beiden
Enden Kühlkammern 20, von denen nur die linke dargestellt ist.
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Die beiden Enden des Gehäuses 10 sind für den Eintritt der Kühlluft
offen. Der Austrittsraum 18 ist oben mit einer Austrittsöffnung 22 für die erwärmte
Luft versehen. An diese Öffnung schließt sich ein Austrittsstutzen 24 an, in dem
ein Ventilator 26 um eine lotrechte Achse drehbar angeordnet ist. Der Antrieb des
Ventilators erfolgt durch einen Elektromotor 28 über einen Keilriementrieb 30. Der
Ventilator saugt die Kühlluft durch die offenen Seiten des Kühlturmgehäuses 10 und
die beiden Kühlkammern 20 in die zentrale Austrittskammer 18 und fördert sie dann
durch den Stutzen 24 nach oben aus dem Kühlturm heraus.
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In den seitlichen Kühlkammern 20 befinden -sich Kühleinsätze
32. Diese Kühleinsätze erstrecken sich vollkommen von der Hinterwand 12 zur Vorderwand
14 und auch von ganz oben bis ganz unten durch die Kühlkammern, so daß die angesaugte
Kühlluft gezwungen ist, durch die Kühleinsätze 32 hindurchzuströmen. Die vorderen
und hinteren Flächen der Kühleinsätze sind in dem dargestellten Beispiel außerdem
geneigt angeordnet, und zwar in Strömungsrichtung der Kühlluft von oben nach unten,
so daß ihr unteres Ende unter die Auslaßöffnung 22 der zentralen Austrittskammer
ragt.
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Die Kühleinsätze setzen sich aus einer großen Zahl mit Abstand übereinander
angeordneter waagerechter Roste 34 zusammen, die ihrerseits je aus mehreren mit
Abstand nebeneinanderliegenden Leisten 36 bestehen, die sich von der Hinterwand
12 zur Vorderwand 14 erstrecken.
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Jede dieser Leisten 36 ist im Verhältnis zu den Barunterliegenden
seitlich versetzt angeordnet, so daß das durch die zwischen zwei Leistenbefindlichen
Schlitze fallende Wasser stets wieder auf eine Leiste auftrifft, durch die es erneut
zerteilt wird. Das Wasser fällt daher in kleinen Tröpfchen in geschlängeltem Weg
durch die Kühleinsätze und wird hierbei von der durch den Ventilator 26 angesaugten
Luft umströmt. Da die sämtlichen waagerechten und senkrechten Flächen der Leisten
36 ständig mit einem dünnen Wasserfilm überzogen sind, ergibt sich ein besonders
wirksamer Wärmeübergang von dem Wasser auf die Kühlluft, ehe das Wasser in den unten
befindlichen Sumpf 38 gelangt.
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Der Sumpf 38 ist mit einem oder mehreren Überläufen 40 versehen, von
denen das gekühlte Wasser zu irgendeinem Verwendungsort gelangt. Dann wird es wieder
zu dem Kühlturm gepumpt und hier, beispielsweise durch Sprühdüsen oder mittels offener
Verteilerbehälter 42, den Kühleinsätzen zugeführt. In dem Boden dieses Behälters
befinden sich Düsen 44, durch die das heiße Wasser auf Verteiler 46 gelangt, die
zwischen dem Behälter und dem darunter befindlichen Kühleinsatz 32 angeordnet sind.
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Der in einer Kühlkammer 20 vorgesehene Kühleinsatz 32 ist in zwei
oder mehr Teile unterteilt, z. B. einen oberen Teil 32 a und einen unteren Teil
32 b. Zwischen den beiden Teilen befindet sich ein weiterer offener Behälter 48,
in dem sich das in dem oberen Kühleinsatzteil 32a teilweise gekühlte Wasser sammelt.
Mittels im Boden dieses Zwischenbehälters vorgesehener Düsen 50 wird das Wasser
dann dem unteren Teil 32 b des Kühleinsatzes 32 gleichmäßig verteilt aufgegeben.
Zwischen diesem Zwischenbehälter und dem unteren Kühleinsatzteil 32b können wie
bei dem oberen Behälter Verteiler vorgesehen sein.
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Die Behälter 42 und 48 weisen flächenmäßig etwa die gleiche Größe
wie die Kühleinsätze 32 auf, sind aber entsprechend der schrägen Anordnung der Kühleinsätze
32a und 32 b in waagerechter Richtung versetzt zueinander angeordnet.
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Die offenen Seiten des Kühlturmgehäuses 10 sind mit jalousieklappen
54 versehen, um störende Einwirkungen der vorherrschenden Winde auf die normale
Arbeitsweise des Kühlturmes zu vermeiden. Die Kühleinsätze 32 können auf -der Außenseite
mit schräg nach außen und oben gerichteten Spritzblechen 56 versehen sein, ebenso
auch auf der Innenseite mit schräg nach innen und oben gerichteten Spritzblechen
58. Die Spritzbleche erstrecken sich ebenso wie die Leisten 36 über die gesamte
Breite des Kühlturmgehäuses 10 und liegen alle parallel mit Abstand übereinander.
Die Spritzbleche 56 verhindern, daß Wasser von einem der Roste 34 unmittelbar in
den Sumpf 38 herabfällt. Sie leiten vielmehr alle Wasserteilchen in den Einsatz
zurück.
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Durch die die Kühleinsätze von außen nach innen durchziehende Kühlluft
werden die innerhalb der Einsätze herabfallenden Wassertröpfchen immer ein Stück
in Richtung nach innen mitgenommen. Sind die einzelnen Roste 34 senkrecht untereinander
angeordnet, so würden die am inneren Ende der Roste herabfallenden Tropfen nach
innen in die Austrittskammer 18 geblasen und unmittelbar in den Sumpf 38 fallen,
ohne genügend gekühlt zu sein. Um dies zu vermeiden, sind die Roste im Verhältnis
zu den Barüberliegenden nach innen zu versetzt, wodurch sich die bereits beschriebene
schräge Lage der vorderen und hinteren Flächen der Einsätze ergibt. Die Spritzbleche
58 sorgen zusätzlich dafür, daß keine Wassertropfen unmittelbar in die Austrittskammer
18 geblasen werden. Daher ergibt sich zwangläufig, daß jedes Wassertröpfchen die
gesamten Einsätze von oben bis unten durchlaufen muß, wodurch .eine größtmögliche
Ausnutzung der Kühlwirkung der Lufterreicht wird.
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Zusätzlich zu der beschriebenen Ausbildung der Kühleinsätze trägt
der Zwischenbehälter 48 dazu bei, eine gute Verteilung des Wassers in dem Einsatz
zu erzielen. Denn er sorgt dafür, daß bei einer zu starken Konzentration des Wassers
durch die Luftströmung im inneren Teil des oberen Kühleinsatzteiles 32a das Wasser
vor Eintritt in den unteren Kühleinsatzteil 32 b wieder gleichmäßig über die Flächen
der Roste 34 verteilt wird.
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Bei manchen Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, die Staffelung
der Roste in Strömungsrichtung der Kühlluft nicht über die ganze Höhe der
Kühleinsätze
fortlaufend durchzuführen, sondern sie in Teilen wieder von der Eintrittsseite des
Kühlturmgehäuses neu zu beginnen, wie dies Fig. 2 erkennen läßt. Auf diese Weise
ist es möglich, den gesamten Raumbedarf des Kühlturmes zu verringern. Den Bezugsziffern
ist hier, soweit Übereinstimmung mit Teilen der ersten Ausführungsform vorhanden
ist, eine »1« vorgestellt, so daß eine nochmalige Beschreibung dieser Teile nicht
erforderlich ist.
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Da bei dieser Ausführungsform also der unterste Rost des oberen Teiles
132a nicht vollkommen über dem obersten Rost des unteren Teiles 132b des Kühleinsatzes
132 liegt, ist der Zwischenbehälter 148 so lang ausgebildet, daß er sich von dem
inneren Ende des oberen Rostes bis zu dem äußeren Ende des Barunterliegenden Rostes
erstreckt. Seine im Boden vorgesehenen Düsen 150 sind nur auf den Abschnitt beschränkt,
der sich über dem obersten Rost des unteren Teiles 132 b befindet, über diesen Abschnitt
aber möglichst gleichmäßig und vollständig verteilt. Natürlich läßt sich die Verteilung
des Wassers auf den obersten Rost des unteren Kühleinsatzteiles 132b auch auf andere
Weise erreichen. Im übrigen ist auch bei dieser Ausführungsform durch die Staffelung
der Roste innerhalb der einzelnen Kühleinsatzteile sichergestellt, daß alles in
den oberen Kühleinsatzteil gelangende Wasser von dem Zwischenbehälter 148 aufgenommen
wird und alles aus diesem in den unteren Kühleinsatzteil 132 b gelangende Wasser
erst nach Durchlaufen aller Roste in den darunter befindlichen Sumpf 138 fällt.