DE1501361C - Aus Uberlaufrinnen bestehendes Flussigkeitsverteilersystem fur einen Wärmetauscher - Google Patents

Description

19 gesteuert wird, der in dem Sumpf 12 angeordnet ist.

Ein Zentrifugal-Ventilator 20 fördert Luft durch den Stutzen 21. Diese Luft strömt durch die Kammer

10 aufwärts im Gegenstrom zu dem aus den Rinnen

11 austretenden Wasser. Nach dem Durchtritt durch den Wärmetauscher 14 strömt die Luft zwischen den Rinnen 11 und durch den Tröpfchenabscheider 22 hindurch in die Atmosphäre. Dem durch die Wärmetauscherrohre 14 umgewälzten Strömungsmittel, das gekühlt werden soll, wird durch die Verdampfung des die Außenfläche der Rohre 14 benetzenden Wassers Wärme entzogen.

Wenn der Wärmetauscher 14 beispielsweise zum Kondensieren eines Kältemittels verwendet wird, braucht nur so viel Wasser zugeführt zu werden, daß die Außenfläche der Rohre ständig benetzt ist. Bei Verwendung von Rinnen mit einem halbzylindrischen Boden, dessen Krümmung aus der F i g. 4 deutlich hervorgeht, sind die Rinnen in großen Abständen voneinander angeordnet und nehmen etwa 20% des Querschnitts der Kammer 10 in der Ebene A-A ein. j Trotzdem ist gewährleistet, daß die Rohre 14 ständig naß gehalten werden. Die diesem Zweck dienende Konstruktion kann am besten an Hand der F i g. 3 und 4 erläutert werden.

Im oberen Teil der Kammer 10 ist eine Kammer 23 angeordnet, die von der Leitung 16 zentral gespeist wird. Diese Kammer 23 wird durch Längswände 24, 24 a begrenzt, welche die Kammer 23 von einem Verteilbehälter 25 trennen. Der Verteilbehälter 25 hat die Bodenwand 26 mit der Kammer.23 gemeinsam und wird seitlich begrenzt durch die Wand 27. Die Längswand 24 ist mit einer Reihe von in Abständen voneinander angeordneten, runden Öffnungen 28 versehen, die einen Durchtritt der Flüssigkeit von der Kammer 23 zu dem Verteilbehälter 25 gestatten. Die Wand 27 weist Öffnungen 29 auf, die je einer der Rinnen 11 zugeordnet sind und von denen in F i g. 4 vier dargestellt sind. Die Öffnungen 29 entsprechen in ihrer Form dem Querschnitt der Rinne, ihre Oberkante liegt aber unterhalb des stationären Wasserstandes in den Rinnen 11. Das aus der Leitung 16 austretende Wasser gelangt etwa in der Mitte der Kammer 23 in diese hinein, strömt dann durch die Öffnungen 28 in der Zwischenwand 24 und hält im Verteilbehälter 25 einen gleichmäßigen Wasserstand aufrecht. Eine Öffnung 28 ist jeweils für drei Rinnen vorgesehen. Die Höhe der Kammer 23 entspricht dem Durchmesser der Zuleitung 16. Aus dem Verteilbehälter 25 wird durch die Öffnungen 29 das Wasser in je eine der Rinnen geleitet und läuft durch die V-förmige Kerbe in den Wärmetauschbereich. Diese Überlaufströme sind in F i g. 4 gestrichelt angedeutet. Die Ströme 30 treten aus Kerben in der in F i g. 4 rechten Seite der Rinne 11 und die Ströme 31 aus Kerben in der in F i g. 4 linken Seite der Rinne 11 aus. Die auf entgegengesetzten Seiten der Rinnen 11 angeordneten Kerben 13 sind gemäß F i g. 3 axial gegeneinander versetzt, so daß auch die Ströme 30 und 31 axial gegeneinander versetzt sind und einander nicht stören.

Von den Strömen 30 bzw. 31 und der vertikalen Mittellinie der Rinne wird der Winkel α gebildet. Es hat sich gezeigt, daß dieser Winkel α von der Krümmung des Bodens der Rinne abhängt. Die in F i g. 4 gezeigten Rinnen haben fast parallele Seitenwände, die durch einen Bogen mit gleichbleibendem Radius miteinander verbunden sind. Wenn die Rinnen am Boden die Form eines scharfen V haben, ist der Winkel α sehr klein und die Abstände zwischen den Rinnen müssen klein sein, damit eine gute Verteilung des Wassers erzielt wird. Mit Rinnen der in F i g. 4 gezeigten Art erzielt man eine gute Verteilung des Wassers bei minimaler Einengung des Luftströmungsquerschnittes. Gemäß F i g. 1 sind die in F i g. 4 gezeigten Rinnen in ziemlich großen Abständen voneinander angeordnet, so daß sie nur etwa 20% der Querschnittsfläche der Kammer 10 in der Ebene A-A einnehmen. Es hat sich gezeigt, daß diese Anordnung eine gute Benetzung der Rohre von Verdampfungs-Kondensationskühlern und einen minimalen Strömungswiderstand ergibt. Dieser geringe Strömungswiderstand ist natürlich hinsichtlich des Leistungsbedarfs des Ventilators 20 ein wirtschaftlicher Vorteil.

Die Rinnen 11 werden von Tragstücken 32 und 33 getragen. Jedes Tragstück 32 ist mit Flanschen 34 und 35 versehen, die mit selbstschneidenden Schrauben an der Zwischenwand 27 befestigt sind, wobei die Rinne mit der entsprechenden Öffnung 29 korrespondiert (s. F i g. 4). Das Tragstück 33 wird in ähnlicher Weise von Flanschen 37 gehalten, von denen in den Zeichnungen nur einer gezeigt ist. Jede Rinne ist an beiden Enden in eine Dichtungsmasse 38 eingebettet.

Das in F i g. 2 gezeigte System ähnelt in den meisten Punkten dem nach Fig. 1. Entsprechende Teile sind auch mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Wasserverteilung erfolgt in derselben Weise. Die Rinnen 11 sind aber so nahe beieinander angeordnet, daß die 45 % des Querschnitts der Kammer 10 in der Ebene A-A einnehmen, weil Fig. 2 einen Kühlturm darstellt, indem in dem Wärmetauschbereich Wellplatten 39 angeordnet sind. Diese Platten 39 dienen zur Schaffung einer großen Zwischenfläche Luft — Wasser, so daß große Wasservolumen gekühlt werden können.

In der Anordnung nach F i g. 2 wird das zu kühlende Wasser von der Rohrleitung 40 zugeführt und in der an Hand der F i g. 1 beschriebenen Weise von den Rinnen 11 abgegeben. Ein Teil dieses Wassers verdampft, wodurch der Rest des über die Leitung 40 zugeführten heißen Wassers bis zum Erreichen des Sumpfes 12 gekühlt wird. Das gekühlte Wasser wird von dem Sumpf 12 über eine Leitung 41 abgezogen.

Durch die zentrale Zuführung des Wassers zu einer Kammer 23, die über mehrere, in Abständen voneinander angeordnete Öffnungen mit einem Verteilbehälter 25 in Verbindung steht, ist die Aufrechterhaltung eines Wasserstandes im Behälter 25 ohne Auftreten von Turbulenz möglich. Da die Öffnungen 29 im Querschnitt im wesentlichen die gleiche Form und Fläche haben wie die von ihnen gespeisten Rinnen, ist die Durchtrittsgeschwindigkeit des Wassers durch die Öffnungen 29 in der Zwischenwand 27 nur gering. Der obere Rand jeder Öffnung 29 liegt unterhalb des Überlaufniveaus bzw. des Wasserspiegels in den Rinnen 11. Dadurch erfährt das in die Rinne einströmende Wasser einen ausreichenden Staudruck, so daß die der Öffnung 29 benachbarten Kerben Wasser in einem beständigen Strömungsmuster abgegeben und die von diesen Kerben abgegebene Strömung nicht von hohen Strömungsgeschwindigkeiten in dem benachbarten Bereich der Rinne beeinflußt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Durch die gewölbte Bodenform der Rinnen kann Patentansprüche: dabei in Verbindung mit am Rinnenboden außen be festigten Leitblechen dem seitlich an der Rinne über-

1. Aus Überlaufrinnen bestehendes Flüssigkeits- laufenden Wasser ein gewünschter Strömungsverlauf Verteilsystem für einen Wärmetauscher, bei wel- 5 erteilt werden (französische Patentschrift 1 024131). chem von einem gemeinsamen, langgestreckten Es ist ferner bekannt, durch die Anordnung von Verteilbehälter einseitig eine Mehrzahl im wesent- Kerben eine zick-zackförmige Oberkante der Rinnenlichen paralleler, auf gleicher Höhe angeordneter wände zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Wasser-Rinnen abführt, dadurch gekennzeich- strömung zu erreichen und ferner Strömungsschwann e t, daß in dem gemeinsamen Verteilbehälter io kungen dadurch zu verringern, daß in den Rinnen (25) durch Längswände (24, 24 a) eine Kammer horizontale Trennwände liegen, in denen im Ab-

(23) abgeteilt ist, die über eine Zuleitung (16) die stand voneinander Austrittsöffnungen für die Flüszu verteilende Flüssigkeit zugeführt erhält und sigkeit angebracht sind, so daß plötzliche Drucküber mehrere, über die Länge der Zwischenwand Schwankungen im Flüssigkeitszufluß zu den Rillen

(24) verteilte Öffnungen (28) mit dem übrigen 15 stark gedämpft werden USA.-Patentschrift 3146 609). Raum des Verteilbehälters (25) in Verbindung Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zusteht, gründe, ein Flüssigkeitsverteilsystem für einen Wär-

2. Flüssigkeitsverteilsystem nach Anspruch 1, metauscher zu schaffen, bei welchem ebenfalls wie in dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (16) der letztgenannten Anordnung gemäß der USA.-für die zu verteilende Flüssigkeit auf halber 20 Patentschrift 3146 609 eine gleichmäßige Füllung Länge der Kammer (23) durch die den Austritts- der Rinnen erreicht wird, dies jedoch durch eine öffnungen (28) gegenüberliegende Längswand in baulich besonders einfache und geringen Strömungsdie Kammer (23) einmündet. widerstand aufweisende Anordnung erzielt wird.

3. Flüssigkeitsverteilsystem nach den An- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gesprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß 25 löst, daß in dem gemeinsamen Verteilbehälter durch der obere Begrenzungsrand der den Verteilbehäl- Längswände eine Kammer abgeteilt ist, die über eine ter (25) mit den Überlaufrinnen (11) verbinden- Zuleitung die zu verteilende Flüssigkeit zugeführt den Öffnungen (29) unterhalb der Überlaufebene erhält und über mehrere, über die Länge der Zwiliegt. schenwand verteilte Öffnungen mit dem übrigen

4. Flüssigkeitsverteilsystem nach Anspruch 3, 30 Raum des Verteilbehälters in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Form der den Beim erfindungsgemäßen System ist nur der Ein-Verteilbehälter (25) mit den Überlaufrinnen (11) bau eines einzigen Zwischenbleches im Hauptververbindenden Öffnungen (29) der Querschnitts- teiler an Stelle einer Vielzahl von Blechen in den form der Rinnen (11) angepaßt ist. Rinnen erforderlich, so daß die Herstellungskosten

5. Flüssigkeitsverteilsystem nach Anspruch 4, 35 besonders günstig sind. Da ferner die Flächen der dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche einer Öffnungen in der Zwischenwand im wesentlichen den Verteilbehälter (25) mit einer Rinne (11) ver- dem Rinnenvertikalquerschnitt entsprechen, ist der· bindenden Öffnung (29) kleiner ist als der unter- Drosselverlust in den Durchtrittsöffnungen sehr gehalb der Überlaufebene liegende Teil der Quer- ring. .

schnittsfläche der zugehörigen Rinne. 4° Weitere Ausführungen der Erfindung sind Gegen-

, ■ ... stand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird anschließend an Hand von

Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

- ■■ ,: . .. Fig. 1 schematisch im Vertikalschnitt einen Ver-

45 dampfungs-Kondensationskühler mit dem erfindungs- *^r ' gemäßen Flüssigkeitsverteilsystem,

Die Erfindung betrifft ein aus Überlaufrinnen be- Fig. 2 ebenfalls schematisch im Vertikal schnitt

stehendes Flüssigkeitsverteilsystem für einen Wärme- einen Verdampfungskühler mit dem erfindungsgetauscher, bei welchem von einem gemeinsamen, lang- mäßen Flüssigkeitsverteilsystem,
gestreckten Verteilbehälter einseitig eine Mehrzahl im 5» F i g. 3 in größerem Maßstab eine einzelne Rinne wesentlichen paralleler, auf gleicher Höhe angeord- und das Flüssigkeitsverteilsystem zum Speisen derneter Rinnen abführt. selben,

In den bekannten Kühlwerken, oder Verdampfungs- Fig. 4 die Einrichtung nach Fig. 3 teilweise im

Wärmetauschern wird aus einer Reihe von horizontal Schnitt und teilweise im Aufriß nach der Linie 4-4 angeordneten Verteilungsrinnen überlaufendes Was- 55 der Fig. 3.

ser verspritzt, das sich unter der Wirkung der Schwer- Gemäß F i g. 1 ist eine Kammer 10 an ihrem obe-

kraft als Regen im Gegenstrom zu der Luft bewegt, ren Ende mit einer Gruppe von Überlauf rinnen 11 die den Wärmetauschbereich von unten nach oben und an ihrem unteren Ende mit einem Sumpf 12 verdurchströmt. Während dieser Berührungszeit ver- sehen. In den Seitenwänden der Rinnen sind V-fördampft ein Teil des Wassers, wobei die Verdamp- 6° mige Kerben 13 vorgesehen, wobei die Kerben in der fungswärme dem zu kühlenden Gut entzogen wird. einen Seitenwand gegenüber den Kerben in der an-Derartige Systeme werden häufig zum Kühlen von deren Seitenwand versetzt sind. Aus den Kerben 13 Strömungsmitteln, zum Kondensieren und Kühlen der Rinnen 11 überlaufendes Wasser benetzt die von Kältemitteln, zum Kühlen von Wasser usw. ver- Wärmetauscherrohre 14 und wird im Sumpf 12 aufwendet. Beim Kühlen von Wasser wird ein Teil des 65 gefangen und von dort mit einer Pumpe 15 über eine Wassers verdampft und die Verdampfungswärme dem Zuleitung 16 zu den Rinnen 11 zurückgefördert. Zuübrigen Wasser entzogen, das auf diese Weise gekühlt satzwasser tritt über eine Leitung 17 durch ein wird (deutsche Patentschriften 302 887, 460 753). Schwimmerventil 18 ein, das von einem Schwimmer