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Die Erfindung bezieht sich auf einen Tropfenfänger für Kühltürme zum
Ausscheiden der von der Kühlluft mitgerissenen Wassertröpfchen. Diese Tropfenausscheidung
aus der aus dem Kühlturm abströmenden Luft und Rückgewinnung eines Teils des von
ihr im Kühlturm aufgenommenen Wassers ist insbesondere in solchen Fällen wichtig,
in denen eine Verminderung des zum Betrieb des Kühlturms verfügbaren Kühlwassers
oder eine zunehmende Konzentration von darin enthaltenen Lösungsbestandteilen vermieden
werden soll. Häufig soll auch aus gesundheitlichen Gründen oder zur besseren Haltbarkeit
des Kühlturms eine übermäßige Zunahme der Luftfeuchtigkeit außerhalb des Kühlturms
vermieden werden.
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Es ist bekannt, Kühltürme für diesen Zweck mit einem dem Berieselungseinbau
im Kühlluftstrom nachgeschalteten Wasserabscheider zu versehen. Solche Wasserabscheider,
auch Tropfenfänger genannt, bestehen gewöhnlich aus einem schräg zur Anströmrichtung
der benetzten Kühlluft angeordneten Lattenrost, dessen Latten in. ihrer Breite und/oder
in ihrer Länge geneigt sind, damit sich das daran abgeschiedene Wasser an den Unterkanten
sammeln und ablaufen kann. Hierfür ist es bekannt, die als Prallflächen wirkenden
Latten des Abscheiderrostes an ihren Unterkanten mit Leitrinnen zu versehen.
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Es ist ferner bekannt, bei nach dem Gegenstromprinzip betriebenen
Kühltürmen, bei denen die Kühlluft den Berieselungseinbau von unten nach oben durchströmt,
den Wasserabscheider oberhalb der Berieselungsvorrichtung liegend anzuordnen und
seine Latten oder sonstigen PraIlflächen in ihrer Längsrichtung derart V-förmig
zu neigen, daß sich das abgeschiedene Wasser in einem mittleren Aufnahmebehälter
sammeln kann. Bei nach dem Querstromprinzip betriebenen Kühltürmen, bei denen die
Kühlluft die Berieselungsvorrichtung horizontal durchströmt, ist es bekannt, als
Wasserabscheider einen stehend geneigten Lattenrost zu verwenden. dessen Latten
einen stufenartig gekröpften Querschnitt aufweisen.
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Schließlich ist es bekannt, den im Luftstrom vor dem Tropfenfänger
angeordneten Berieselungseinbau von Kühltürmen zur besseren Haltbarkeit aus mit
Kunstharz imprägnierten Leisten herzustellen und , ihn mit wabenförmig ausgebildeten
Berieselungsflächen zu versehen.
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Die Erfindung ist darauf gerichtet, den Tropfenfänger zum Ausscheiden
der Wassertröpfchen aus der aus dem Berieselungskörper ausströmenden Kühlluft dahingehend
zu verbessern, daß er bei kleinen Abmessungen in der Durchströmrichtung, leichtem
Gewicht und geringem Strömungswiderstand eine besonders große und wirksame Oberfläche
aufweist und demzufolge auch mit verbesserter Leistung sowohl hinsichtlich der Rückgewinnung
des von der Kühlluft mitgeführten Wassers, als auch hinsichtlich der besseren Lufttrocknung
arbeitet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Abscheideelemente
des Tropfenfängers als wabenartige Durchlässe ausgebildet sind, die in ihrer Gesamtheit
eine starre Platte bilden. Eine solche Platte läßt sich bei hoher Eigenfestigkeit
und geringem Gewicht aus dünnwandigen Zellen herstellen, die durch ihre wabenförmige
Ausbildung bei entsprechender Länge der Waben eine sehr große Berührungsfläche für
den Luftstrom aufweisen, zugleich aber auch einen geringen Strömungswiderstand haben.
An den Wänden der wabenartigen Zellen kann die feuchte Kühlluft daher einen beträchtlichen
Teil des im Berieselungseinbau aufgenommenen Wassers abscheiden, das an den glatten,
in der Durchströmrichtung geradlinigen Zellenwänden niederläuft, ohne nochmals durch
Tropf- und Prafwirkung in die ausströmende Luft versprüht zu werden.
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Vorzugsweise ist die aus Waben bestehende Rostplatte auf einem anströmseitig
vorgeschalteten Lattenrost abgestützt. In abgewandelter Ausführung können auch jeweils
zwei aus Waben bestehende Rostplatten mit unterschiedlich geneigten Durchlässen
aufeinander abgestützt sein. Durch diese Anordnungen wird der Einbau des als Wabenkörper
ausgebildeten Tropfenfängers erleichtert und seine Leistung für die Rückgewinnung
des von der Kühlluft mitgeführten Wassers verbessert.
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Die Zeichnung zeigt Beispiele für die Ausführung und Anordnung des
als Tropfenfänger dienenden Wabenrostes nach der Erfindung. Es zeigt F i g. 1 einen
lotrechten Schnitt durch einen Gegenstromkühlturm mit Abscheidereinbauten, F i g.
2 eine Draufsicht auf die Abscheidereinbauten des Kühlturms, F i g. 3 einen Querschnitt
durch die Abscheidereinbauten nach der Linie 3-3 in F i g. 1 in größerem Maßstab,
F i g. 4 eine Seitenansicht der Abscheidereinbauten in Richtung der Pfeile 4-4 in
F i g.1 in größerem Maßstab, F i g. 5 eine Teildraufsicht auf die Abscheidereinbauten
in Richtung der Pfeile 5-5 in F i g. 1 in größerem Maßstab, F i g. 6 einen Querschnitt
entsprechend F i g. 3 durch eine etwas abgewandelte Ausführungsform von Abscheidereinbauten,
F i g. 7 einen lotrechten Schnitt durch einen Querstromkühlturm mit Abscheidereinbauten
gemäß der Erfindung, F i g. 8 einen Querschnitt durch die Abscheidereinbauten dieses
Kühlturms in größerem Maßstab, F i g. 9 einen Querschnitt entsprechend F i g. 8
durch eine etwas abgewandelte Ausführungsform von Abscheidereinbauten, F i g. 10
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform von Abscheidereinbauten, wie sie
vorzugsweise für einen Gegenstromkühlturm gemäß F i g.1 verwendbar sind.
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Der in F i g. 1 dargestellte und allgemein mit 10
bezeichnete
Gegenstromkühlturm besteht aus einem Kaltwassersammelbehälter 12 und einem darüber
angeordneten Gehäuse 16, an dessen oberem Ende die Luftaustrittsöffnung 18 vorgesehen
ist, während zwischen dem unteren Ende und dem Sammelbehälter 12 an einander gegenüberliegenden
Seiten Lufteintrittsöffnungen 20 und 22 vorgesehen sind. Diese Eintrittsöffnungen
sind zur Vermeidung des Austritts von Wasser mit schräg nach unten und innen geneigten,
jalousieartig übereinander angeordneten Leisten 24 abgedeckt.
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Oberhalb der in. dem Gehäuse 16 angeordneten Rieseleinbauten 26 verläuft
quer durch das Gehäuse ein Heißwasserrohr 28, das an eine Zuleitung 30 angeschlossen
ist. Von dem Rohr 28 gehen seitlich mehrere Verteilerrohre 32 ab, an denen nach
unten gerichtete Sprühdüsen 34 vorgesehen sind, die das heiße Wasser auf die Rieseleinbauten
bildende horizontale Leisten 36 versprühen.
An einem die Austrittsöffnung
18 für die Kühlluft überspannenden Rahmen 38 ist ein Sauggebläse 40 gelagert, das
von einem Leitring 42 umgeben ist und die Kühlluft von unten nach oben durch den
Kühlturm 10 hindurchsaugt und nach oben ausstößt.
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Unterhalb des Gebläses 40 und oberhalb des Verteilerrohrsystems 28,
32, 34 für das heiße Wasser sind die allgemein mit 43 bezeichneten Abscheidereinbauten
vorgesehen, die Gegenstand der Erfindung sind. Sie ruhen auf zwei seitlichen, horizontalen
U-Schienen 44, 45 und einer etwas tiefer angeordneten, parallel zu ihnen verlaufenden
mittleren U-Schiene 46. Alle drei Schienen zeigen mit ihrer offenen Seite nach oben.
Die Abscheidereinbauten bestehen aus zwei je die Hälfte des Querschnitts des Kühlturms
überdeckenden Teilen, die sich mit ihren inneren Kanten gemeinsam auf der U-Schiene
46 abstützen, während ihre äußeren Kanten auf den Schienen 44 bzw. 45 ruhen. Sie
sind auf diese Weise nach innen zu gegeneinander geneigt. Jedes Einbauteil besteht
aus einer unteren Schicht 50 aus schräggestellten Holzleisten 64 und einer darüberliegenden
Schicht 52, die durch einen bienenwabenförmigen Rost 76 gebildet wird.
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Zur Lagerung der Holzleisten 64 sind in den nach oben gerichteten
Schenkeln 54 und 56 der U-Schienen 44, 45 bzw. 46 geneigte Schlitze 60, 62 (F i
g. 3) eingeschnitten, und zwar in den beiden Hälften der Schienen in entgegengesetzten
Richtungen, so daß die in sie eingelegten Holzleisten jeweils nach außen in Richtung
auf die Gehäusewandung geneigt sind, wie dies F i g. 3 veranschaulicht. Neigung
und Abstand der Schlitze können je nach Bauart des Kühlturms verschieden sein, doch
empfiehlt sich bei einer Leistenbreite von etwa 75 mm ein Schlitz- und damit Leistenabstand
von etwa 50 mm bei einer Neigung von etwa 60° zur Horizontalen. Die Neigung der
Holzleisten 64 in ihrer Längsrichtung soll dabei etwa 15° betragen. Durch diese
Anordnung der Leisten 64 wird die zwischen den Holzleisten aufsteigende Luft zur
Mitte hin, also in Richtung auf die Achse des Gebläses, zusammengeführt.
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Der wabenförmige Rost 76 besteht aus mehreren rechteckigen Teilen
(F i g. 2), die je von einem rechteckigen hölzernen Rahmen 78 getragen werden, der
nach innen ragende Laschen 80 aufweist, auf denen sich die Rostteile abstützen.
Die Höhe der Rahmen 78 entspricht der der Roste. Die Laschen werden vorzugsweise
in die Rahmen und in die Roste eingelassen, so daß sich eine ebene Unterfläche der
Rostteile 76 ergibt, mit denen sie auf den Oberkanten der Holzleisten
64 aufliegen.
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Die Rostteile 76 bestehen aus mehreren nebeneinander verlaufenden,
in bestimmter Weise geknickten Streifen 86 aus Hartkarton od. dgl., die mit einem
wasserabweisenden Phenolharz imprägniert und auf bestimmten Flächen 86 a miteinander
verklebt sind; so daß sich sechseckige Zellen 84 für den Durchtritt der Kühlluft
ergeben (F i g. 5), während die dazwischenliegenden, im Winkel zu den Flächen 86a
verlaufenden Flächen 86b unverklebt bleiben. Der Abstand zweier gegenüberliegender
Flächen jeder sechseckigen Zelle 84 beträgt vorzugsweise etwa 20 mm bei einer Streifenbreite
von etwa 50 mm. Da die Rostteile 76 unmittelbar auf den Holzleisten 64 der unteren
Schicht 50 aufliegen, sind sie ebenfalls etwa unter einem Winkel von 15° zur Waagerechten
geneigt. Obwohl die angegebenen Dimensionen der Teile sich für eine wirksame Abscheidung
des in der aufsteigenden Kühlluft befindenden Wassers ohne zu starke Behinderung
der Luftströmung als gut erwiesen haben, können die Zellen 84 je nach der Breite
der sie bildenden Streifen 86 auch enger oder weiter sein, etwa zwischen 6 und 50
oder mehr Millimeter. In jedem Falle sollte die Breite der Streifen etwa dreimal
so groß wie die Weite der Zellen sein.
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Im Betrieb strömt die durch die Eintrittsöffnungen 20, 22 in den Kühlturm
gelangende Luft von unten her zwischen den die Rieseleinbauten bildenden Leisten
36 hindurch. Bevor sie den Kühlturm durch die Austrittsöffnung 18 verläßt, muß sie
die Abscheidereinbauten 43 passieren, und zwar zunächst die untere, aus schräggestellten
Holzleisten 64 bestehende Schicht 50 und dann die unmittelbar darüberliegende, aus
bienenwabenförmigen Rosten 76 bestehende Schicht 52. Die in Längs- und Querrichtung
geneigten Holzleisten 64 der unteren Schicht, gegen die die Luft anprallt, nehmen
bereits einen Teil des in der Luft als Tröpfchen enthaltenen Wassers auf, das sich
an ihrer Oberfläche sammelt und dann an ihren unteren Kanten entlang zu der U-Schiene
46 läuft, von der es nach unten abtropft. Danach wird die Strömungsrichtung der
Luft geändert, wenn sie in die bienenwabenartigen Rostteile 76 eintritt, wobei wiederum
ein beträchtlicher Teil des noch in der Luft befindlichen Wassers an den Wänden
der Zellen 84 ausgeschieden wird, das dann ebenfalls nach unten abläuft. Das ausgeschiedene
Wasser sammelt sich in dem Sammelbehälter 12, von wo es zu den zu kühlenden Maschinen
gepumpt wird.
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Die Abscheidereinbauten zeichnen sich durch besonders gedrängte Bauart
aus, bewirken aber trotzdem nur einen geringen Strömungswiderstand und leiten außerdem
die Luft zur Mitte des Gebläses 40 hin.
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Die in Längs- und Querrichtung geneigten Holzleisten 64 bewirken außer
einer guten Wasserabscheidung auch noch eine wirksame Übernahme des sich an den
Wänden der bienenwabenförmigen Roste sammelnden Wassers, das dann ebenfalls an den
Unterkanten der Holzleisten entlang zu der U-Schiene 46 läuft und hier gesammelt
nach unten tropft, so daß es von der aufwärts strömenden Luft nicht wieder mit nach
oben gerissen werden kann.
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Bei der in F i g. 6 dargestellten, mit 143 bezeichneten Bauart der
Abscheidereinbauten für den beschriebenen Gegenstromkühlturm sind die bienenwabenförmigen
Roste 176 der oberen Schicht genauso ausgebildet wie bei den Einbauten 43. Dagegen
ist die bei dem beschriebenen Beispiel aus schräggestellten Holzleisten bestehende
untere Schicht hiervon abweichend. Sie besteht nämlich ebenfalls aus bienenwabenförmigen
Rosten 150, die aus entsprechend geknickten Streifen 186 zusammengesetzt sind, welche
in den Holzleisten 64 entsprechenderweise schräggestellt sind, so daß sich Zellen
184 ergeben,. die in entgegengesetzten Richtungen etwa unter einem Winkel von 60°
zur Horizontalen verlaufen und die durchströmende Luft nach der Mitte des Kühlturms
hin leiten.
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Der in F i g. 7 dargestellte Querstromkühlturm 210 zeichnet sich durch
ähnliche Abscheideeinbauten für das von der Kühlluft mitgerissene Wasser aus. Er
ist von einem Gehäuse 212 umschlossen, das mindestens eine offene Seite hat, die
als Eintrittsöffnung
220 für die Kühlluft dient. Im oberen Teil
des Gehäuses ist an einer Seite ein Heißwasserbehälter 228 vorgesehen, der in seinem
Boden 232 eine große Zahl Öffnungen 230 aufweist; durch die das Wasser auf die darunter
angeordneten Rieseleinbauten 226 fällt. Unterhalb dieser Einbauten befindet sich
ein nicht dargestellter Kaltwassersammelbehälter. Auf der anderen Seite des oberen
Gehäuseteils ist eine kreisförmige Austrittsöffnung 218 für die Kühlluft vorgesehen.
An einem die Austrittsöffnung überspannenden Rahmen 238 ist ein Sauggebläse
240
gelagert, das von einem Leitring 242 umgeben ist und die Kühlluft nach
oben ausstößt.
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Die Rieseleinbauten 226 sind entsprechend dem Maße; in. dem das von
oben durch die Einbauten rieselnde Wasser von der quer dazu strömenden Luft mitgerissen
wird, schräg angeordnet, so daß sie in der Seitenansicht eine parallelogrammförmige
Gestalt haben. Etwa parallel zu der etwa unter einem Winkel von 15° zur Lotrechten
verlaufenden hinteren Begrenzungsfläche der Rieseleinbauten 226 sind in Durchströmrichtung
der Luft hinter dieser Begrenzungsfläche die den Gegenstand der Erfindung bildenden
Abscheidereinbauten 234 angeordnet.
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Die Abscheidereinbauten werden von einigen geneigt angeordneten Holzschienen
244 getragen, die mit schräg nach oben gerichteten Schlitzen 260 versehen sind,
in die Holzleisten 264 derart eingesetzt sind, daß sie sowohl in Querrichtung als
auch in Längsrichtung geneigt sind. Diese Holzleisten erhalten vorzugsweise eine
Breite von etwa 75 mm und eine durch die Schlitze 260 gegebene Neigung von etwa
30° zur Waagerechten. Der Abstand benachbarter Leisten beträgt etwa 50 mm. In Längsrichtung
erhalten die Holzleisten vorzugsweise eine Neigung von 30° zur Waagerechten.
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In Durchströmrichtung der Kühlluft sind den Holzleisten 264 bienenwabenförmige
Roste 276 nachgeschaltet, die in ähnlicher Weise aus Streifen 286 gebildet sind
wie die Roste 76 der Einbauten des Gegenstromkühlturms, jedoch schräg zu ihrer Rostebene
verlaufende Zellen 284 aufweisen. Diese Zellen verlaufen etwa unter einem Winkel
von 60° zur Waagerechten schräg aufwärts, so daß die durchströmende Luft in Richtung
auf das Sauggebläse 240 umgelenkt wird.
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Im Betrieb strömt die durch die Eintrittsöffnung 220 in den Kühlturm
gelangende Luft von der Seite her in waagerechter Richtung zwischen den die Rieseleinbauten
226 bildenden Leisten hindurch. Bevor sie den Kühlturm durch die Austrittsöffnung
218 verläßt, muß sie die Abscheidereinbauten 243 passieren, und zwar zunächst die
schräg aufwärts gerichteten Holzleisten 264 und dann die bienenwabenförmigen Roste
276, deren Zellen 284 noch steiler aufwärts gerichtet sind als die Holzleisten.
Die Holzleisten, gegen die die Luft zunächst anprallt, nehmen bereits einen Teil
des in der Luft als Tröpfchen enthaltenen Wassers auf, das sich an ihrer Oberfläche
sammelt und dann an ihren unteren Kanten entlang zu einer der Holzschienen 244 läuft,
an denen es nach unten in den Sammelbehälter herabfließt.
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Beim Eintritt der Luft in die Zellen 284 der bienenwabenförmigen Roste
276 wird die Luft nochmals umgelenkt, wobei sie auf die Wandungen der Roste stößt
und den größten Teil des restlichen Wassers an diese abgibt. Das hier gesammelte
Wasser läuft ebenfalls zu den Holzleisten 264 ab und gelangt von diesen auf dem
bereits beschriebenen Weg in den Sammelbehälter.
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Die Bemessung der Teile der Abscheidereinbauten erfolgt bei diesem
Kühlturm in der gleichen Weise wie bei dem Gegenstromkühlturm, so daß auf die dortigen
Angaben verwiesen werden kann. Bei der in F i g. 9 dargestellten Ausführungsform
der Abscheidereinbauten sind an Stelle der schräggestellten Holzleisten 264 ebenfalls
wabenförmige Roste 250 vorgesehen, deren Zellen 288 ebenso wie die Holzleisten etwa
30° zur Horizontalen geneigt sind.
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Die in F i g. 10 dargestellte Ausführungsform für die Abscheidereinbauten
soll an Stelle der beiden ebenen Einbauteile 43 des in F i g. 1 dargestellten Gegenstromkühlturms
verwendet werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Einbauten nicht nur in
der in F i g.1 gezeigten Richtung, sondern auch senkrecht dazu zueinander geneigte
Einbauteile mit wabenförmigen Rosten 352 aufweisen, so daß die die Einbauten durchströmende
Luft noch besser zur Mitte der Auslaßöfjnung hin gelenkt wird. Die Holzleisten 364a
und 364b dieser Einbauten sind dabei unter einem Winkel von 45° geneigt.
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Es ist noch darauf hinzuweisen, daß die wabenförmigen Roste nicht
unbedingt aus mit Kunstharz imprägniertem Papier bestehen müssen, daß sie vielmehr
auch aus anderen wasserabweisenden und korrosionsfesten Werkstoffen, wie Aluminium-
oder Magnesiumlegierungen oder aus geformten oder mittels Strangpresse hergestellten
Elementen aus irgendwelchen Kunststoffen hergestellt sein können.