DE1601131B2 - Kuehlraster als rieseleinbau, insbesondere fuer kuehltuerme - Google Patents
Kuehlraster als rieseleinbau, insbesondere fuer kuehltuermeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühlraster als Rieseleinbau, insbesondere für Kühltürme, bestehend
aus mehreren zueinander parallel angeordneten Platten aus metallischem, mineralischem und/oder synthetischem
Material, wobei einige oder alle Platten mindestens abschnittweise in zwei zueinander verschiedenen
Richtungen wellenartig senkrecht zur Plattenebene verformt sind und bezüglich einer gedachten
durch die verformten Platten gelegten Mittelebene in zwei verschiedenen Richtungen dieser Ebene jeweils
einer vor dieser Mittelebene liegenden Ausbuchtung eine hinter dieser Ebene liegende Ausbuchtung und
einer hinter dieser Ebene liegenden Ausbuchtung eine vor dieser Ebene liegende Ausbuchtung folgt, wobei die
Wellenberge bzw. Wellentäler dieser Formplatte mit den Wellentälern bzw. den Wellenbergen der benachbarten
Platte in üblicher Weise, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer ebenen Platte, z. B. durch
Schweißung, Klebung usw., verbunden sind.
Kühlraster für Kühltürme wurden früher aus Holz gefertigt. Heute werden auch für diesen Zweck
synthetische, metallische oder mineralische Materialien verwendet. Eine bekannte Konstruktion dieser Art
besteht aus bandartigen Streifen, die in Längsrichtung einen zickzackförmigen Verlauf aufweisen. Mehrere
Streifen sind nebeneinander und mit ihren Mittelebenen parallel zueinander zu plattenartigen Gebilden vereint,
wobei die einzelnen Streifen miteinander fest verbunden sind. Diese so gebildeten Kühlraster sind senkrecht
zu ihrer Ebene offen, so daß von oben nach unten das zu kühlende Wasser und von unten nach oben die Kühlluft
strömen kann.
Der Nachteil dieser Konstruktion liegt im wesentlichen darin, daß diese Kühlraster nur in einer Richtung
offen sind, so daß sie nur in waagerechter Richtung eingebaut werden können. Weiter ist nachteilig zu
vermerken, daß an den Zickzack verlaufenden Streifen das zu kühlende Wasser, Kondensat od. dgl. zur
Bachbildung neigt, was für den Kühleffekt denkbar ungünstig ist.
Bei einem weiteren bekannten Kühlraster dieser Art weisen die einzelnen bandartigen Streifen ebenfalls
einen zckzackförmigen Verlauf auf, doch liegt die Richtung dieses Zickzackverlaufes im spitzen Winkel
zur Längsrichtung des Streifens. Wenngleich Kühlraster dieser Art für den Luftdurchtritt in zwei zueinander
senkrechten Richtungen offen sind, so kann doch nicht übersehen werden, daß diese Kühlraster dem Luftdurchtritt
einen erheblichen Widerstand entgegensetzen, so daß der freie Luftdurchsatz infolge des im Kühlturm
herrscherden Temperaturgefälles nur gering ist. Im Falle des zwangsweisen Luftdurchsatzes mittels Gebläses
müssen diese entsprechend stark dimensioniert werden. Wird darüber hinaus zum Zwecke der
mechanischen Stabilisierung zwischen je zwei zickzackverlaufenden Streifen ein gerader Streifen eingeschaltet,
so ist der Luftdurchsatz in der Querrichtung überhaupt gesperrt.
Es ist auch ein Kühlturm bekannt, dessen grof3flächige
Rieselcinbauten aus Platten bestehen, die in Strömungsrichtung de- Kühlluft gewellt und mit Abstand
voneinander angeordnet sind, wobei als Abstandshalter Platten dienen, die sowohl in Strömungsrichtung der
Kühlluft als auch quer dazu gewellt sind. Zum Aufbau eines solchen Rieseleinbaues dienen im einen Falle
ebene gewellte Platten, welche zur Bildung von Durchströmöffnungen zu Paketen geschichtet sind,
wobei jede Platte gegenüber der ihr im Plattenstapel vorhergehenden in ihrer Ebene um 90 Grad gedreht
angeordnet ist, so daß der Rieseleinbau senkrecht zu seiner Ebene in zwei Richtungen offen ist. Die einzelne
Platte, die für den Aufbau dieses Rieseleinbaues dient, wird theoretisch dadurch erhalten, daß ein sinusförmiger
Wellenzug geradlinig und senkrecht zu sejner Erstreckung und zu der durch ihn gebildeten Ebene
bewegt wird. Bei einer zweiten Ausführungsform eines solchen Rieseleinbaues ist jede zweite Platte des
Plattenpaketes nicht mehr eben, sondern weist eine zweite Wellung auf. Eine solche Platte wird theoretisch
dadurch gewonnen, daß ein Wellenzug nicht geradlinig zu seiner Erstreckung, sondern in einer Wellenform
bewegt wird. Wird ein aus solchen Platten gebildeter Plattenstapel von der Seite betrachtet, so ergibt sich
keine Durchsicht- oder Durchströmmöglichkeit mehr, denn diese zweifach gewellten Platten bilden zusammen
mit den ebenen gewellten Platten in horizontaler Ebene umfangsgeschlossene, von oben nach unten wellenförmig
verlaufende Kanäle. Bei dieser bekannten Ausführungsform weisen alle Platten Wellenzüge gleicher
Wellenlängen auf. Würden besonders bei der zweifach gewählten Abstandshalterplatte Wellenzüge unter-
schicdlicher Wellenlänge verwendet werden, so ließen sich die Platten nicht ordnungsgemäß zu einem Stapel
miteinander verbinden, weil in einem solchen Falle keine eindeutige Zuordnung der einzelnen Platten
zueinander mehr gegeben wäre. Was die eine Ausgestaltung dieses bekannten Rieseleinbaues betrifft,
so ist jene in zwei Richtungen gleichwertig verwendbar. Der Kühleffekt dieses Einbaues ist jedoch nicht hoch,
und zwar aus dem einen Grund, da die in dieser Form gewellten Flächen sozusagen ideale Voraussetzungen
dafür sind, daß der erwünschte filmbildende Effekt am Kühlmedium nicht eintritt. Hingegen ist die zweite
erwähnte Ausführungsform überhaupt nur in einer Lage verwendbar, denn durch die Abstandshalterplatten in
Verbindung mit den Platten der zweiten Art werden umfangsgeschlossene Röhren oder Gänge geschaffen,
und auch hier tritt die erwünschte Filmbildung des zu kühlenden Mediums nicht ein.
Wie die Erfahrung zeigt, ist die auf die Flächeneinheit bezogene Kühlleistung, die durch zahlreiche konstruktive
wie auch strömungstechnische Faktoren bestimmt wird, wie beispielsweise Anteil der benetzbaren Fläche,
Strömungswiderstand, Strömungsgeschwindigkeit, benetzbare Fläche pro Volumeneinheit, Verwirbelungsausmaß
der durchströmenden Luft u.dgl., nicht zufriedenstellend.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kühlraster so auszubilden, daß er nicht nur
senkrecht und waagrecht eingebaut, sondern auch in jeder dieser möglichen Lagen entweder im Gegenstrom
oder aber im Querstrom mit Kühlluft betrieben werden kann, wobei er die Bachbildung des zu kühlenden
Wassers, Kondensates od. dgl. praktisch verhindert und einen höchstmöglichen Kühleffekt bei geringen Durchlaßwiderstand
erzielen läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die wellenartige Verformung der Platten bei
gleicher Höhe der Scheitelpunkte der Wellenberge bzw. der Wellentäler in den beiden Richtungen voneinander
verschiedene Wellenlänge aufweist. Ein Kühlraster dieser Art ist nicht nur senkrecht zu seiner Ebene,
sondern auch quer dazu offen, so daß für die beiden erwähnten Einbauarten eine einzige Kühlrastertype
genügt, was wesentliche fertigungstechnische Vorteile bringt und was sich auch bezüglich der Lagerhaltung
günstig auswirkt. Darüber hinaus erzeugt die erfindungsgemäße Ausbildung des Kühlrasters nicht nur eine
lebhafte turbulente Bewegung des zu kühlenden Wassers, Kondensates od. dgl., sondern auch der den
Kühlraster durchströmenden Luft, so daß mit relativ einfachen Mitteln bereits auf kurzen Strecken eine
intensive Kühlung erzielt werden kann, was wiederum geringe bauliche Abmessung der Kühleinrichtung
bedingt. Ferner ist wesentlich und wichtig, daß für den Luftdurchtritt sowohl in der Quer- wie auch Längsrichtung
durchgehende, hintereinanderliegende, freie Öffnungen vorgesehen sind, die nur einen geringen
Strömungswiderstand bilden, ohne jedoch dadurch die Turbulenz der Luftströmung zu unterbinden.
Die in zwei Richtungen verlaufende wellenartige Verformung der Platten, aus denen der gegenständliche
Kühlraster gebildet ist, ist mit relativ einfachen Werkzeugen zu erzielen. Stellt man sich diese Platte als
geometrische Fläche vor, so wird sie dadurch erhalten, daß zwei unter einem spitzen Winkel aufeinander
zulaufende lineare Wellenzüge (Wellenflächen) gleicher Wellenlänge und gleicher Amplituden einander überlagert
werden, indem die jeweiligen Amplitudenwerte addiert werden.
Um die Erfindung in der Vielfalt ihrer Realisierungsmöglichkeiten anschaulich zu machen, wird diese
anhand der Zeichnung näher erläutert, ohne sie dadurch auf die dargestellten Ausführungsbeispiele einzuschränken.
Es zeigt
F i g. 1 einen bandartigen Streifen in Schrägsicht,
F i g. 2 einen aus bandartigen Streifen gebildeten Kühlraster in Schrägsicht,
F i g. 3 in Draufsicht und
Fig.4 in Ansicht gemäß der in Fig.3 durch Pfeile
angedeuteten Blickrichtung,
Fig.5 und 6 eine Variante des Kühlrasters nach F i g. 2 in Schrägsicht und in Draufsicht und
F i g. 7 eine Ansicht gemäß der in F i g. 6 durch Pfeile angedeuteten Blickrichtung.
Der bandartige Streifen 1, der beispielsweise aus einem der mechanischen und thermischen Beanspruchung
genügenden Kunststoffmaterial gefertigt ist, weist sowohl in seiner Längsrichtung (Pfeil 2) als auch in
seiner Querrichtung (Pfeil 3) einen wellenförmigen Verlauf auf, wobei die beiden Wellenzüge einander
überlagert sind, so daß bezüglich der gedachten Streifenmittelebenc 4 sowohl in der Längs- als auch in
der Quererstreckung 2, 3 des Streifens 1 jeweils einer vor dieser Ebene 4 liegenden Ausbuchtung 5, 5', 5" und
so fort eine hinter dieser Ebene 4 liegende Ausbuchtung 6,6', 6" und einer hinter dieser Ebene liegenden eine vor
dieser Ebene befindliche Ausbuchtung folgt. Werden zwei zueinander senkrechte Schnittebenen 7 und 8
gelegt, die lotrecht die gedachte Mittelebene 4 durchdringen, wobei die eine Schnittebene 7 die
Mittelachse 9 des Streifens 1 enthält und parallel dazu gelegt ist und die andere Schnittebene 8 im Bereich
einer Scheitelhöhe einer Ausbuchtung 5 respektive 6 geführt ist, so ergibt sich einerseits als Schnittkontur
eine annähernd gerade Linie 10, die mit der Längsmittelachse 9 zusammenfällt, andererseits eine wellenförmig
verlaufende Schnittkontur 11 (F i g. 1). Wenn auch in der
F i g. 1 die Wellenzüge stetig verlaufend gezeigt sind, so liegt es durchaus im Rahmen der Erfindung, den Streifen
so zu verformen, daß die einzelnen Schnittkonturen durch gerade Linien beispielsweise trapez- und/oder
dreieckförmig gebildet sind. Auch ist der stetige Verlauf der Wellenzüge für die Erfindung nicht bindend, da es
durchaus möglich ist, einen unterbrochenen Wellenzug vorzusehen oder aber die Streifen nur jeweils auf einen
Teil ihrer Länge in der vorgeschlagenen Weise auszubilden. Es ist für die Erfindung nicht bindend, daß
die Richtungen der beiden Wellenzüge unbedingt senkrecht zueinander stehen, denn es ist ohne weiteres
möglich, daß diese beiden Richtungen einen spitzen Winkel miteinander einschließen. Der Wellenverlauf in
Querrichtung (Pfeil 3) des Streifens 1 ist relativ kurz, so daß sich deren Schnittkontur 11 mit der Ebene 8
bezüglich der gedachten Streifenmittelebene 4 als positive und negative Viertelwelle W und 11" darstellt.
Es fällt jedoch in den Rahmen der Erfindung, die Streifen breiter zu gestalten oder aber die Wellung in
Querrichtung so zu formen, daß in dieser Richtung mehrere positive und negative Wellenberge aufscheinen.
Wesentlich ist jedoch, wie auch aus der Zeichnung ersichtlich ist, daß die Wellenlänge des in Querrichtung
3 verlaufenden Wellenzuges ein Vielfaches der Wellenlänge des in Längsrichtung 2 verlaufenden Wellenzuges
aufweist, wobei insbesondere die Höhe der Wellenberge des einen Wellenzuges geringer ist als die Wellenlänge
des ihn kreuzenden Wellenzuges.
Zur Bildung des Kühlrasters werden mehrere Streifen 1, Γ, i" der erläuterten Art mit ihren gedachten
Mittelebenen 4 parallel zueinander und nebeneinander angeordnet, so daß wabenartige, sich vornehmlich in
zwei Richtungen erstreckende Gebilde (F i g. 2, 3 und 4) entstehen, wobei die einzelnen Streifen im Bereich der
sich berührenden positiven respektive negativen Wellenberge miteinander fest verbunden, beispielsweise
verklebt oder verschweißt werden.
Aus dem Vorstehenden und auch aus den Figuren (Fig.2, 3 und 4) geht eindeutig hervor, daß der so
gebildete Kühlraster in zwei Richtungen (Pfeile 12 und 13) offen ist und daß dank der gewählten Verformung
eine Bachbildung des zu kühlenden Wassers, Kondensates od. dgl. praktisch ausgeschlossen ist.
Vor allem ist auch aus F i g. 4 ersichtlich, daß für den Luftdurchtritt in Pfeilrichtung 13 weite und durchgehende
Öffnungen 20 vorgesehen sind, durch die die einzelnen Luftströme ziehen, ohne wesentliche Umlenkung
und damit ohne wesentlichen Widerstand zm finden. Die Strömungsverhältnisse sind dann günstig
(kleiner Strömungswiderstand einerseits, hoher Verwirbelungsgrad andererseits), wenn die Höhe der Wellenberge
des einen Wellenzuges geringer ist als die Wellenlänge des ihm überlagerten und ihn kreuzenden
Wellenzuges. Zweckmäßig beträgt das Verhältnis mindestens 1 : 5, vorzugsweise jedoch 1 : 20 oder sogar
noch mehr.
Die Variante des Kühlrasters nach den F i g. 5,6 und 7
unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführung dadurch, daß zwischen den verformten Streifen 14,
14', 14" plane Streifen 15,15' eingeschaltet sind. Daß die verformten Streifen 14, 14', 14" bezüglich der planen
Streifen 15, 15' spiegelbildlich oder aber auch gegeneinander versetzt angeordnet sein können, liegt
auf der Hand. Auch im Falle der Verwendung der planen Zwischenstreifen 15, 15' sind die Kühlraster in zwei
Richtungen durchgehend offen, so daß auch für diese Kühlrastertype die oben erwähnten Einbauarten und
Betriebsweisen gelten. Wesentlich und wichtig ist dabei, daß die Kühlluft trotz der planen Streifen den Raster in
Pfeilrichtung 13 praktisch ungehindert durchströmen kann (F i g. 7), wobei auch für diese Ausbildungsform das
oben angegebene Verhältnis (Wellenberg/Wellenhöhe) gilt.
Um großflächige Verbindungsstellen zu gewinnen, werden die Wellenberge in ihrem Scheitelbereich
abgeflacht, so daß sich dadurch eine zur gedachten Mittelebene 4 parallele Fläche bildet.
Dank des erfindungsgemäßen Vorschlages können Kühlraster jeder beliebigen Abmessung gebaut werden,
die der erfindungsgemäßen Aufgabe (senkrechter und waagrechter Einbau, Gegenstrom- und Querstrombetrieb
in jeder Einbaulage) mit einfachen Mitteln gerecht werden, wobei die für den Luftdurchtritt vorgesehenen
Querschnittsöffnungen so groß sind, daß sie der strömenden Luft nur einen geringen Widerstand bieten,
andererseits jedoch eine so starke Verwirbelung erzielt wird, daß der Kühlraster ein Höchstmaß an Kühlleistung
zu bieten vermag.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Kühlraster als Rieseleinbau, insbesondere für Kühltürme, bestehend aus mehreren zueinander
parallel angeordneten Platten aus metallischem, mineralischem und/oder synthetischem Material,
wobei einige oder alle Platten mindestens abschnittweise in zwei zueinander verschiedenen Richtungen
wellenartig senkrecht zur Plattenebene verformt sind und bezüglich einer gedachten durch die
verformten Platten gelegten Mittelebene in zwei verschiedenen Richtungen dieser Ebene jeweils
einer vor dieser Mittelebene liegenden Ausbuchtung eine hinter dieser Ebene liegende Ausbuchtung und
einer hinter dieser Ebene liegenden Ausbuchtung eine vor dieser Ebene liegende Ausbuchtung folgt,
wobei die Wellenberge bzw. Wellentäler dieser Formplatte mit den Wellentälern bzw. den Weilenbergen
der benachbarten Platte in üblicher Weise, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer ebenen
Platte, z. B. durch Schweißung, Klebung usw., verbunden sind, d ad urch gekennzeichnet,
daß die wellenartige Verformung der Platten bei gleicher Höhe der Scheitelpunkte der Wellenberge
bzw. der Wellentäler in den beiden Richtungen voneinander verschiedene Wellenlänge aufweist.
2. Kühlraster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der einen wellenartigen
Verformung in der einen Richtung der Platte ein Vielfaches der Wellenlänge in der anderen Richtung
der Platte beträgt.
3. Kühlraster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitelhöhe in einem
Wellenberg bzw. einem Wellental einer der verformten Platten kleiner als die größere Wellenlänge
der wellenförmigen Verformung ist.
4. Kühlraster nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Scheitelhöhe in einem Wellenberg bzw. Wellental einer der verformten Platten kleiner
als ein Fünftel der größeren Wellenlänge der wellenförmigen Verformung der Platte ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |