DE1501396A1 - Kuehlturm - Google Patents

Description

• Kühlturm

  Die Erfindung besieht sich auf Kühltüre. Bei wühltür-

  wen mit natürlichen Zug, welche in Kraftwerken und chemischen

  Fabriken zum Einbau. gelangen, *uns an der Grundfläche des Mantels

  des Kühlturmes eine*ringtörnige Öffnung vorgesehen sein, durch

  welche die zum, Kühlen des Wassers erforderliche Luft hindurch-

  tritt. flenn diese Öffnung zu klein ist, dann ist die eintrete,...

  Luttaenge unsureiehand. Auf der anderen Seite bedingt eine zu

  grosse Öffnung eise Erhöhung der Baukosten des Kühlturnen, und -

  was noch ~entlieher ist - nacht es ertorderlieh, das @usergrössere Höhen zu pumpen, wodnreh der Krattbedart der Puapi er-

  höht wird.

  Der Luftwiderstand, welcher bei den lufteintrittsöffnungen der Kühltürme herkömmlicher Bauart austritt, steht teilweise mit der Tatsache im Zusammenhang, dass die längs der Aussenfläche des Mantels des Kühlturnen nach unten etrömende-Luft nur gezwungen werden kann, radial nach innen zu strömen, und zwar als Folge einen Druckgradienten, welcher die Luft swingt, sich längs einer gekrümmten Bahn zu bewegen. Hierdurch wird eine BinsohnUrung gebildet, wobei die wirtsame Lufteintrittsfläche auf einen wert herabgesetzt wird, welcher ein wenig grösser als die Hälfte des Baumes ist, welcher an der Grundfläche des Mantels -des Kühlturmes freibleibt.
• Der nachteilige Effekt dieser Binsohnürung ist schon lange erkannt worden. Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, eine gewölbte Verkleidung susnerhalb der Lufteintrittsöffnung -' an der unteren Zippe des Hanteln den Uhlturmes anzuordnen, um auf diese Weine sicherzustellen, dann die Luft die Lufteintrittsöffnung in annähernd waagerechter Richtung durchatrömt,um somit die genante, für diesen Zweck bestimmte iläohe zu benutzen. Die Anordnung einer derartigen Verkleidung ist aber relativ teuer.

  Die Erfindung bezieht sieh auf einen tüblturn mit einer

  Grundfläche und Mitteln zur Bildung den Mantels des Kählturaes,

  wobei dieser Mantel eines unteren Band besitzt, und ferner eine

  Tragkonstruktion für diesen xantel den Kühlturmes oberhalb der

  Grundfläche vorgesehen ist, so dass eine zutteiatrittabttauag

  gebildet wird. =s ist feralr eine lseiwn vorgesehen, wlohe in

  dem Weg der nach oben durch den Kühlturm hindurchströmenden Luft liegt, wobei diese Packung eine untere Umfangsfläche aufweist. Der untere Rand dient dabei dazu, die eintretende Luft in Rich- tung des unteren Randes der Packung längs den Weges einer ge- krümmten, oberen Trennlinie zu bewegen, wobei diese obere Trenn- linie über die gesamte Länge den Weges zwischen dem Rand oder der Kante und der Packung hinweg gegenüber den Flächen der Konstruk- tion den Kühlturmes einen Abstand besitzt, und dass die Tangente an diese Trennlinie den Luft$tromes in der Höhe den unteren Randet unter einen Winkel nach oben gerichtet ist, welcher gegenüber der Horizontalen weniger als loo beträgt.
• Einige Ausführungsformen des erfindungagemäseen Kühlturmes sind nachstehend anhand,der Zeichnung noch etwas näher er- läutert. In dieser zeigen in rein schematischer Weise: Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Kühlturm der herkömmlichen Bauart Fig. la eine Ansicht in Vergrössertem Maßstab der Lufteintrittsöffnung nach Figur 1, wobei der gestrichelte Linien- zug die obere Grenze den Luftstromes und die unterhalb der Packung liegende Binschnürung andeutet Fig. 2 eine der Anordnung naoh Figur la ent-

  sprechende Ansicht, mit einer in 1)be^rein-

  etiamung mit den vorgenannt« früheren

  Vorschlag aussen gewölbten Verkleidung

  r

  Pig, 3 bis ? Ansichten, welche denjenigen der Piguren la und 2 entsprechen, wobei diese Ansichten fünf verschiedene Ausführungsformen den erfindungsgeaäasen Kühlturmes geigen.
• Wie in den Piguren 2, 3, 5 und 6 der Zeichnung er- sichtlich, besteht der Mantel den Kühlturmes aus einen ringför- migen Gebilde, welches sich gegen denjenigen Teil den Mantels ab- stützt, der sich an die obere Begrenzung der lutteintrittsöffnung anschliesst.
• Der ringförmige Teil den Mantels den Kühlturmes besitzt einen aussenliegenden Rand El, welcher höher liegt und einen grösseren Durchmesser aufweist ala der untere Aussenrand 22 der Packung, wobei die beiden Ränder relativ zueinander Ünd zu der unteren Begrenzung 23 den Lufteintrittes so angeordnet sind, dass die Stromlinie A den Luftstromes den von den Rand ?1 ausgehenden, gekrönten Weg folgt, wobei dieser Weg mit den festen Pläohen nicht in Berührung gelangt; diese Stromlinie trifft auf die Packung oder in der Nähe den Bandes 22 auf, wo diese Stromlinie den Luftstromes eine im wesentlichen waagerecht verlaufende Rl.ohtung nimmt. Oberhalb der Stromlinie A den Luftstromes ist ein Bereich 3 vorgesehen, in welche= die Luft nahezu stagniert, wobei die in diesen Bereich S befindliche Luft von der Stromlinie A des Luftstromes daran gehindert wird, mit der Aussenatmosphäre in Berührung :u gelangen. Diese Luft kann mit dem Bereich 8 Ober- halb der Packung den Kühlturmes baw. über die Aussenfläche der Packung in Verbindung stehen, sofern diese nicht abgeschirmt ist.
• Versuche an Modellen haben gezeigt, dass der Druckverlust als Folge des Lusteintrittes in der gleichen Grösnenordnung ist wie bei einer Bintritteöffnung mit einer Verkleidung nach Figur 2 der Zeichnung. Dieser Druckverlust ist überdies geringer als bei den herkömmlichen Lufteintrittsöffnungen nach Pigur 1 der Zeichnung.
• Die relative Lage der Inder ",0 82 und i939 Welche den erwähten Effekt bewirken, lässt sich nicht durch eine einfache analytische Formel definieren. Die Lage kann jedoch mathematisch genau wie folgt charakterisiert werden: Die Differentialgleiohungs div grad y = 0 oharakterisiert eine'$weidimensionale Plüssigkeitsatrönung ohne Reibung, wobei y gleich der Strömungsfunktion ist. Diese Differentialgleichung wird fair den bufteintrittabereioh unter der Bedingung gelöst, dass der Druck in Bereich 9, in welchen die Luft stag- niert, gleiohmLssig ist.

  Dieser Druck ist im essentliehen gleieh denjenigen

  Druck, weleher unterhalb des Banden 3 2 der Packung herrscht,

  wenn der Bereich 8 mit den oberhalb der Packung liegenden Bereieh

  nicht in Verbindung steht. Wenn ianoweit eine Verbindung besteht,

  ist der Druck geringer. In der einschlägigen Literatur gibt es

  zahlreiche Lösungen für diese Differentialgleichung, eo dass die Lösung dieser Gleichung als fur den ?sohmann bekannt vorausgesetzt werden kann.
• Alle diejenigen Anordnungen und Ausgestaltungen der Lufteintrittaöffnung sind zufriedenstellend, fUr welche die Lösung dieser Gleichung eine freie Stromlinie A ergibt, welch letztere st" beim Annähern an den Hand 3 2 etwa auf gleicher Höhe diesen Bandes $2 liegt und in wesentlichen horizontal ver- läuft. Das Irfordernis des annähernd waagerechten Verlaufes muss in Hinblick auf den praktischen Gebrauch für Ingenieure insofern noch näher definiert werden, als die Berechnung der Strömung rei- bungsfreier Medien zeigt, dass ein tatsächlicher waagerechter Ver. lauf luftseitig lediglich in einen endlosen Abstand bzw. Bereich erreicht werden kann. lfär praktische Zwecke genügt es, dass die Stromlinie gegenüber der Waagerechten um weniger als etwa loo geneigt verläuft, und zwar in den punkte, in welchen sie den Rand ZZ schneidet.
• In vielen praktisch aufgetretenen Tällen ist gefunden

  worden, dass bei Kühltflrnen genitss der Erfindung, der Winkei,

  welcher von der Linie 111 E2 und der Waagerechten eingeschlossen

  wird, :wischen 1e anal 5o0, insbesondere aber zwischen 25 und 350

  liegt.

  Mit anderen Worten: die Bänder 181 uni =2 liegen in ei-

  ner !liehe eines mgestOrsten Kegels, dessen Winkel as der Spitze

  bsw. in Scheitelpunkt :wischen 8o und 16o0, insbesondere aber

  zwischen llo und 13o0 liegt.

  In kann ferner ein Rand 2 4 vorgesehen werden, der -

  in Strömungeriohtung gesehen - vor den Rand 31 liegt, wobei die-

  ser Rand B4 höher liegt als der Rand 31. Bin derartiger weiterer

  Rand 24 kontrolliert zusammen mit derjenigen Fläche, welche die-

  sen Rand B4 mit den Rand 111 verbindet, die Strömung, so dass bei

  eines bestimmten Grad der waagerechten Zage der den Rand 3, er-

  reichenden Strömung, der Abstand zwischen den Rändern 31 und B2

  kleiner sein kann. Zu liegt in Rahmen der Brtindung, den Rand E4

  durch eine entsprechend gewölbte Fläche zu ersetzen.

  Bei der Ausführungsform nach Pigur 3 der Zeichnung

  besitzt der Mantel 11 den gühlturmes an seiner luusentläohe einen

  ringförmigen Plansch 12, wobei dieser Plansch 12 mit Abstand'ge-

  genüber der lufteintrittsöftnung I liegt. Dabei bildet der Ausnen#

  umfang dieses ringförmigen Planschen 12 den Rand Z1. Die Packung

  13 liegt mit Abstand von dem Mantel 11; ein Teil der paohuuag 13

  liegt unterhalb den Niveau der oberen Begrenzung der Luttein-

  trittsöffnung, so dass der untere Aussenumgang dieser paokung 13,

  welcher den Hand 22 bildet, In wesentliehen unterhalb dieses

  Niveau liegt. Der Zwisohenraua swisohea der paolnnog 13 und den

  Mantel 11 ist verschlossen.

  bei der Ausführungsform nach Pigur 4 wird der Rand 3

  ton dem Aussenumfang der Basis 14 den Mantels 11 gebildet, wobei

  diese Basis 14 die obere Abgrenzung der.,Luftrintrittsöffnang be-

  stimmt, Dabei werden die erforderlichen Verhältnisse für denje- nigen Raus, in welchen sich die stagnierende Luft befindet, dadurch erreicht, dass der untere Rand 82 der Packung 13 in eines geeigneten Abstand unterhalb des Randes E1 liegt, wobei gleichzeitig ein geeigneter waagerechter Abstand zwischen den beiden Rändern E1 und 22 vorgesehen wird. Der hierdurch gebildete Zwischenraum zwischen der Aussenfläche der Packung und der Innenfläche des Mantels wird hierdurch verschlossen, und zwar bei- spielsweise mit Hilfe von Platten aus Asbestzement.
• Eine andere praktische Verwirkliahungsforn teigt die eigur 5 der Zeichnung. Hier bildet der Band 19, den unteren Rand eines aussenliegenden, längs des Urfanges sich erstreckenden Kanalas 2o, wobei sich dieser Kanal 2o us die Basis des Mantels herum erstreckt und zur Verteilung des umlaufenden Wassers auf verschiedene Punkte der Wangsfläahe des Kühlturmes verwendet wird. Nachdem ein derartiger Verteilungskanal in eines jeden Yalle erforderlich wird, und zwar entweder innerhalb oder ausserhalb des Mantels des Kühlturses, sind die zusätaliohen Kosten der An- ordnung, welche zur Verwirklichung der erfindungsgemässen Vortei- le erforderlich sind, ausserordentlich gering. Der obere Umfang des Kanals bestimmt den Rand $4, so dass der Luftstrom zwischen den Rändern E4 und 21 längs der Aussenfläche des äanales 2o er- folgt.
• Re ist vorstehend bereits erwähnt worden, dass die stagnierende Luft in den Raum 8, in welchen die Luft stagniert, daran gehindert wird, mit der Aussenatmosphäre unmittelbar in Verbindung zu gelangen, da diene Luft von der Aussenatmosphäre durch die gewölbte Stromlinie A und durch feste Plächen getrennt wird. Man kann aber einen gewinnen Vorteil dadurch erreichen, das$ eine Verbindung zwischen diesen Baum und den unter geringem Druck stehenden Bereich 8 unterhalb der Packung in gewissen Um- fang zugelassen wird.
• Bei der weiteren Ausführungaforn nach Vigur 6, welche der Verwirklichungsform nach Pigur 3 ähnlich ist, findet diese Verbindung über ein Loch oder aber eine Öffnung in den Abdeokblech 21 statt, welch letzteres zwischen der Packung 13 und den Mantel 11 den Kühlturmes angeordnet ist. Diese Verbindung führt dazu, dass die Stromlinie A tatsäohlioh nach oben abgelenkt wird, und zwar unmittelbar vor den Erreichen den Bandes 1129 obgleich sie unterhalb dieses Punktes noch waagerecht verläuft und in wesentlichen in Richtung den Randes E2 weist. Dies hat insofern günstige Wirkungen zur äolge, als der Druck in den Bereich 8, in welchen die Luft stagniert, niedriger ist als in den Bereich un-

  terhalb dir Psokung, was seinerseits erlaubt, die Radien der ge-

  krümmten Linie der Stromlinie A kleiner zu wählen und die Bänder

  111 und 82 näher aneinander zu rücken. 8elbatveratfdlieh"ist in-

  sofern ein kleiner Nachteil zu verzeiohaen, als die in diesen

  Bereich R auf diese Weise eintretende Luft keinerlei direktes

  Kühleffekt auf das nasser auaAbt, sondern vielaeha die fenperatur

  in den oberhalb der Packung liegenden Bereich herabsetzt, wodurch

  die die Luft in den äählturn einsaugende Auftriebekraft harabse-

  setzt wird. Es ist daher wichtig, die Strömung der Luft aus den

  Bereich S in den Bereich R in ihrer Menge :u beschränken, so

  dann ein optimales Gleichgewicht zwischen dem günstigen und un-

  günstigen Effekt erreicht wird.

  Die Pigur ? der Zeichnung zeigt eine weitere AusfUh-

  rungsform, welche derjenigen nach Pigur 5 sehr ähnlich ist. Da-

  bei Set von der Aussenwandung des Beckens 2o ausgehend eins Ab-

  deckung 25 aus Asbestsenent nach unten geiührtg wobei der untere

  Rand dieser Abdeckung 25 den Rand 31 bestimmt. Bei dieser Ausfüh-

  rungsfora liegt die Packung 13 mit Abstand unterhalb des unteren

  Bandes des Mantels 11 des Uhlturaes.

  Wie aus der Zeichnung ersichtlich, verläuft die Ab-

  deckung 25 senkrecht nach unten, wobei die Länge dieser Abdeckung

  25 so bemessen ist, dass die linse 111 3 2 und die Waagerechte bei-

  spielsweise einen Winkel von 330 miteinander eimsehliessen. 11-

  ternativ kann die lbdeaknag nach innen geneigt und in Richtung

  der Packung verlauten, wobei der Neigungswinkel gegenüber der Ver-

  tikalen etwa 150 beträgt. Dabei ist die ränge der Abdeakmg so be-

  *essen, dass die binie 21 82 und die Waagerechte einen Winkel von

  beispielsweise 3o o miteinander einschliessen. Der Punkt der Auf-

  hängung der geneigt verlaufenden lbdeeiung ldum von dem Aussen-

  wand des Beckens in radialer Riehtmmg nach imun liegen.

Claims (1)

1. yatentaneprüohe 1. Kühlturm mit einer Grundfläche, einem Mantel mit unteren Band, einer Tragkonstruktion, welche den Mantel des Kühlturnen ober- halb der Grundfläche hält, wodurch eine Lufteintrittsöffnung gebildet wird, wobei ferner eine Packung vorgesehen ist, welche in dem Weg der nach oben durch den Kühlturm hindurohntrömenden Luft liegt, und eine untere Umfangsfläche besitzt, d a d u r o h g e k e n n z e i c h n e t , dann der untere Rand (81) oder Aufbau, welcher eine in der Nähe dieses Bandes (S1) liegende Kante bildet, dazu dient, die eintretende Luft in Richtung des unteren Randes (82) der Packung (13) längs des Weges einer ge- krümmten, oberen Trennlinie (A) zu bewegen, wobei diene obere Trennlinie (A) über die gesamte Länge des Wegen zwischen den Rand oder der Kante und der Packung (13) hinweg gegenüber den Flächen der Konstruktion des Kühlturmes einen Abstand besitzt, und dass die Tangente an diese Trennlinie (A) des Luftstromes in der Höhe des unteren Randes (Z2) unter einem Winkel nach oben gerichtet ist, welcher gegenüber dwr Horizontalen weniger als loo beträgt. 2. Kühlturm nach Anspruch 1, d a d u r o h g e k e n n s e i o hn e t , dass der Mantel (11) des Kühlturmes einen ringförmigen Querschnitt besitzt, und dann die in radialen Ebenen sich er- streckenden, von dem Rand (B1) ausgehenden und in Richtung der unteren Unfangslinie der Packung (13) verlaufenden geraden Linien unter einen Winkel gegenüber der Waagerechten geneigt verlaufen, welcher zwischen 1o und 5o0 liegt. 3. Kühlturm nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i e h n e t d u r c h einen ringförmigen Plansch (12), welcher den Aen Aufbau bestimmenden Rand bildet. 4. Kühlturm nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , dass der Flansch (12) nach aussen gerichtet ist und nach unten geneigt verläuft. 5. Kühlturm nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i e h n e t d u r a h ein ringförmiges Becken oder Kanal (2o), welcher den Aufbau bildet, und dass der äussere Umfang dieses Kanales (2o) den Rand (81) bildet. 6. Kühlturm nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n z e i c h n e t d u roh eine von dem ringförmigen Kanal (2o) ausgehend nach unten geführte Abdeckung (25), wobei dieser Kanal (20) und die Abdeckung (25) den Aufbau bilden und der untere iüafang dieser Abdeckung (23) den Rand (B1) bildet. 7. Kühlturm nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r o h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Packung (13) mit Abstand gegenüber der Innenfläche des Mantels (11) liegt, und dann eine in diesem Zwischenraum liegende Platte (15) @rorgesehen ist. B. Kühlturm nach Anspruch 1, d a d u r o h g e k e n n s e i a hn e t , dann der Raum oberhalb der oberen sreanlinie des Weges den Luftstromer und zwischen des Band (31) und der Packung (13) mit eines innerhalb den Mantels (11) den 1Ctihlturaea oberhalb der Packung (13) liegenden Bau= über eine Öffnung (3) swiaohen der Packung (13) und der Innenfläche des Mantels (11) des UM- -turnen in Verbindung steht.