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Die Erfindung bezieht sich auf einen Rieseleinbau für Kühltürme.
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Es gibt verschiedene Arten von Kühltürmen, sie lassen sich jedoch
in zwei Haupttypen einteilen. Der offene Typ, bei dem Wasser über gegenüber der
Außenluft offene Aufbauten gesprüht wird, und der geschlossene oder Turmtyp, bei
dem die Kühlung innerhalb eines umschlossenen Raumes stattfindet, durch welchen
das Kühlmedium hindurchgeführt wird. Das Kühlmedium kann .dabei horizontal oder
vertikal strömen. Es ist offensichtlich, daß die Abkühlung von z. B. heißem Wasser
um so schneller geschieht, je größer die Oberfläche des dem Kühlmedium, wie z. B.
Luft, ausgesetzten Wassers ist.
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Bei älteren Kühltürmen hat man Rieseleinbauten vorgesehen, die eine
Tropfenbildung der zu kühlenden Flüssigkeit veranlaßten, wobei die Tropfen immer
wieder auf andere Teile des Rieseleinbaus auftrafen. Dieses System ist als Tropfkühlung
bekannt. Bei neueren Rieseleinbauten läuft die zu kühlende Flüssigkeit als Film
über eine Fläche, so daß eine sehr große Berührungsfläche zwischen der zu kühlenden
Flüssigkeit und der Kühlluft geschaffen wird. Diese Art von Kühlung wird als Film-
bzw. Dünnschichtkühlung bezeichnet. Bei dieser Filmkühlung ist natürlich die Kühlintensität
um so größer, je größer die verfügbare Oberfläche ist, die innerhalb eines gegebenen
Raumes mit dem Film der zu kühlenden Flüssigkeit bedeckt wird.
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Es ist ein Rieseleinbau für Kühltürme bekannt (britische Patentschrift
232 590), der aus dünnen, parallelen, geraden, hochkant gestellten Holzleisten,
Latten oder Furnierstreifen besteht, deren Abstand voneinander durch ebenfalls hochkant
gestellte zickzackförmige oder wellenförmige Streifen aus Furnier od. dgl. gesichert
wird, so daß lotrechte Schächte entstehen, in denen das Kühlmittel von unten nach
oben im Gegenstrom zu der als dünner Film an den ebenen und gewellten Platten herabfließenden,
zu kühlenden Flüssigkeit geführt wird. Bei diesen bekannten Rieseleinbauten mußte
jedoch festgestellt werden, daß ein Teil der Flüssigkeit durch die Schächte, welche
durch die ebenen und gewellten Platten gebildet werden, frei hinabtropft. Eine maximale
Kühlwirkung wird aber im Turm nur dann erreicht, wenn die sich nach abwärts bewegende
Flüssigkeit die Form eines Films auf den Platten aufweist. Wird die zu kühlende
Flüssigkeit auf den Rieseleinbau durch Spritzen aufgegeben, dann kann eine beträchtliche
Flüssigkeitsmenge in Form von Tropfen frei durch den Rieseleinbau hinabfallen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rieseleinbau
für Filmkühlung zu $Chaffen. bei dem die Möglichkeit nicht besteht, däß Flüssigkeitströpfchen
durch den Kühlturm hindurchfallen und keinen Film bilden.
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So wird gemäß der Erfindung ein Rieseleinbau für Kühltürme, bestehend
aus Stapeln von abwechselnd ebenen und gewellten Platten aus einem festen thermoplastischen
organischen Polymer vorgeschlagen, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß die Wellungen
der gewellten Platten gekrümmt bzw. nicht geradlinig verlaufen und mit den ebenen
Platten gewundene Strömungskanäle mit ständig wechselnder Richtung bilden.
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Die gewellten Platten des neuen Rieseleinbaus sind vorzugsweise so
ausgebildet, daß die Wellungen der gewellten Platten in der Ebene der Platte einen
sinusförmigen oder weitgehend sinusförmigen Verlauf haben. Die Verwendung von Platten
mit Wellungen mit sinusförmigem oder weitgehend sinusförmigem Verlauf wird bevorzugt,
da sie leicht herzustellen sind.
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Mit dem Ausdruck »festes thermoplastisches organisches Polymer« ist
ein entsprechender thermoplastischer Kunststoff mit einem Elastizitätsmodul in der
Größe von 7000 kg/cm2 oder höher gemeint.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an
einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben.
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F i g. 1 zeigt einen typischen Rieseleinbau gemäß der Erfindung; F
i g. 2 ist ein waagerechter Schnitt durch den Rieseleinbau gemäß F i g. 1.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Grundkonstruktionsteile
vorhanden, nämlich die ebenen Platten und die gewellten Platten. Aus F i g. 2 ist
ersichtlich, daß für die gewellten Platten l a, 1 b und 1 c ein V-förmiger
Querschnitt mit einem Schrägungswinkel von 60° gewählt ist, wobei die Struktur dann
im Querschnitt gleichseitigen Dreiecken entspricht, wodurch eine große Festigkeit
mit einer großen Oberfläche pro Volumeneinheit erreicht wird. Die gleichschenkligen
Dreiecke haben z. B. eine Seitenlänge von 4 cm. Dieser Wert ist jedoch nicht kritisch.
Die Dicke der flachen und gewellten Platten kann innerhalb eines weiten Bereiches
gewählt werden, der hauptsächlich von der Art des thermoplastischen Materials und
den Betriebsbedingungen abhängt. Es wurde jedoch gefunden, daß bei Verwendung eines
Mischpolymers aus Vinylchlorid und Vinylacetat eine Plattendicke in der Größe von
0,2 bis 0,8 mm eine ausreichende Festigkeit aufweist, um die Entfernungen überbrücken
zu können, die gewöhnlich in Kühlwassertürmen vorkommen.
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Die gewellten und die flachen Platten können durch irgendwelche geeignete
Mittel oder Einrichtungen, z. B. durch Zusammenheften, durch Verkleben oder durch
Hochfrequenzschweißen, miteinander verbunden werden. Sie können auch etwa durch
Klammern oder ähnliche Vorrichtungen zusammengehalten werden, wie z. B. durch Druckzapfen,
die auf die Spitze einer gewellten Platte aufgeschweißt oder anderweitig gebildet
sind und mit entsprechenden Öffnungen in der Spitze einer angrenzenden gewellten
Platte in Eingriff gebracht werden können, wobei sie durch eine Öffnung hindurchgreifen,
die in der dazwischenliegenden ebenen Platte vorgesehen ist. Damit die Zapfen festgehalten
werden, ist vorzugsweise wenigstens ein Teil eines Zapfens an seinem Endbereich
mit einem größeren Durchmesser versehen als der übrige Teil. Auf diese Weise können
die Platten fest durch eine Reihe von diesen Druckzapfen zusammengehalten werden,
die in geeigneten Zwischenabständen längs der Kanten der gewellten Platten angebracht
sind. Die Abstände sollten genügend kurz sein, um die Steifigkeit der Konstruktion
im Hinblick auf ihre Größe zu gewährleisten.
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Es ist auch möglich, einen an der spitzen Kante der gewellten Platte
angebrachten Zapfen durch eine entsprechende Öffnung in der ebenen Platte zu stecken
und mit einem abgeflachten Ende an der spitzen Kante der angrenzenden gewellten
Platte, die der flachen Platte zugewandt ist, zu verkleben. Hierfür kann irgendein
geeigneter Klebstoff verwendet
werden, der von dem thermoplastischen
Material abhängt, aus dem der Einbau hergestellt ist.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Platten 180 - 50
cm groß und ergeben einen Rieseleinbau mit den Endabmessungen von etwa 180 - 50
- 50 cm. Ein derartiger Einbau wird bevorzugt, weil er in dieser Größe noch von
einer Person zu handhaben oder transportieren ist. Andere überlegungen, z. B. betreffend
die Entfernungen zwischen den Auflagern für die Einbauten, können jedoch auch zu
größeren oder kleineren Abmessungen führen.
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Beispiele für thermoplastische organische Polymere, die für die Herstellung
der Platten verwendet werden können, sind Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat,
Polypropylen, Polyalkylen, Polyvinylidenchlorid, Mischpolymere aus Vinylchlorid
und Vinylacetat, Polystyrol, Oxymethylenpolymere, Gummi-Harz-Mischungen (z. B. Mischungen
aus gummiartigen Butadien-Acrylnitril-Mischpolymeren und Styrol-Acrylnitril-Harzen)
sowie auch Polyester, wie z. B. Polyäthylenterephthalat.
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Die ebenen und gewellten Platten können aus einem Material gleicher
Dicke oder gegebenenfalls aus einer Anzahl von Schichten dieser Stoffe mit verschiedener
Dicke hergestellt sein.
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Obgleich in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein gewelltes Material
verwendet ist, bei dem die Wellungen V-förmig im Querschnitt sind, umfaßt die Erfindung
in gleicher Weise die Verwendung von Wellungen mit irgendwelchen Querschnittsformen,
ganz gleich, ob diese gerade Seitenflächen aufweisen oder eine kontinuierliche Kurvenform
oder irgendwelche Zwischenformen haben. Wenn jedoch Wellungen mit einer Querschnittsform
mit krummlinigem Umriß verwendet werden, könnte gegebenenfalls ein Verlust an Festigkeit
des Rieselpaketes auftreten. Entsprechend ist der angegebene Winkel von 60° für
die Wellungen bei dem obenerwähnten bevorzugten Ausführungsbeispiel nicht der einzig
mögliche. Es kann in gleicher Weise jeder Neigungswinkel verwendet werden, jedoch
ergibt die Anwendung eines Winkels von 60° zusammen mit dem V-förmigen Querschnitt
einen Aufbau, bei dem die Festigkeit und die verfügbare Oberfläche pro Raumeinheit
ein Optimum bilden.
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DerAbstand zwischen aneinandergrenzenden Kanten der gewellten Platten
ist nicht kritisch. Es kann jeder beliebige Abstand gewählt werden. Es ist jedoch
klar, daß bei Vergrößerung dieses Abstandes die verfügbare Oberfläche des Rieseleinbaus
für einen gegebenen Rauminhalt kleiner wird und daß mit abnehmendem Abstand mehr
Material pro Raumeinheit erforderlich ist, so daß die Herstellungskosten und das
Gewicht der einzelnen Pakete entsprechend anwachsen. Es hat sich herausgestellt,
daß der bevorzugte Abstand von 4 cm eine sehr brauchbare Kombination der verschiedenen
Variablen darstellt. In vielen Fällen wird jedoch vorzugsweise eine größere Abmessung
genommen, z. B. aus Wirtschaftlichkeits- oder Gewichtsgründen oder um das Verhältnis
Oberfläche zu Volumen zu verkleinern.
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Die erfindungsgemäßen Rieseleinbauten können als einzelne Einheiten
oder in Gruppen verwendet werden, wobei sie in einem Tragrahmen innerhalb der Wände
des Kühlturmes angeordnet sein können. Sie lassen sich z. B. sägen, damit sie in
Ecken passen oder mit gekrümmten Umrißformen des Kühlturmes übereinstimmen, z. B.
mit der Innenfläche der Wand eines üblicherweise hyberbolisch geformten Gegenstromkühlturmes
von kreisförmigem oder im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt. Die Rieseleinbauten
gemäß der Erfindung können auch als Spritzwasserabscheider an der Oberseite von
Gegenstromkühltürmen verwendet werden.
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Da die Rieseleinbauten aus einem festen thermoplastischen Kunststoff
hergestellt sind, behalten sie ihre Festigkeit auch, wenn die Dicke des Materials
wesentlich kleiner ist als bei Verwendung von Holz oder Asbest als Baustoff, und
daher ergeben die Rieseleinbauten gemäß der Erfindung einen Film mit einer wesentlich
größeren Oberfläche pro Volumeneinheit als bei ähnlichen Einbauten aus anderen Baustoffen.
Der Rieseleinbau gemäß der Erfindung ist auch wesentlich leichter als die bekannten
Einbauten gleicher Größe, und zwar bei gleicher Festigkeit und Widerstandsfähigkeit.
Da eine Kühlturmfülllung aus einzelnen Einheiten aufgebaut werden kann, ist die
Instandhaltung und Wartung der Kühlturmfüllung beträchtlich erleichtert, da die
einzelnen Einheiten leicht ausgewechselt werden können. Die Kühlturmfüllung ist
sehr korrosionsbeständig und verfault im Gegensatz zu Holz nicht. Wegen dieser Korrosionsbeständigkeit
können Kühlturmpackungen dieser Art auch für die Kühlung korrosiver Flüssigkeiten
verwendet werden.