DE1626538B2

DE1626538B2 - RIESELWERK MADE OF FOAMED PLASTIC FOR HEAT AND EXCHANGE OF FUEL

Info

Publication number: DE1626538B2
Application number: DE19641626538
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing 6903 Neckar gemund Firgau
Original assignee: Kraftanlagen Ag, 6900 Heidelberg
Priority date: 1964-10-21
Filing date: 1964-10-21
Publication date: 1971-08-12
Also published as: DE1626538A1

Description

Gewährleistung einer ausreichenden Druck-, Zug- und Biegefestigkeit des Einbaugitters erzielt werden. Schließlich wurde ein optimales Verhältnis der Wärmeübergangsziffer bzw. Stoffaustauschzahl zum 5 Luftwiderstand erstrebt. Auch dieses wurde erreicht, wie es durchgeführte Versuche erwiesen haben.Ensure sufficient compressive, tensile and flexural strength of the built-in grille. Finally, an optimal ratio of the heat transfer coefficient or mass transfer number to the 5 strives for air resistance. This was also achieved, as tests carried out have shown.

Alle diese einander zum Teil widersprechenden Forderungen erfüllt das Rieselwerk gemäß der Erfindung. Dieses ist in Fortentwicklung desjenigenThe trickling system according to the invention fulfills all of these partially contradicting requirements. This is in the further development of the one

Die Erfindung betrifft ein Rieselwerk aus Kunststoff zum Wärme- bzw. Stoffaustausch für Kühler,
Rektifizierkolonnen, Reaktionstürme oder ähnliche
Anlagen, die für den Wärme- oder den Stoffaustausch
Verwendung finden. Hierbei handelt es sich um eine
Weiterentwicklung des Rieselwerks nach Zusatzpatent 1 288 617, nämlich eines Rieselwerks in Form
von aus Schaumkunststoff mit geschlossenen Zellen
bestehenden Gitterelementen, die als Ganzes in einer
Form geschäumt und an den Oberflächen benetzbar io nach dem Zusatzpatent 1288 617 dadurch gekenngemacht sind. zeichnet, daß seine Gitterstäbe eine Wandstärke inThe invention relates to a trickle system made of plastic for heat or material exchange for coolers,
Rectification columns, reaction towers or the like
Systems that are used for heat or mass transfer
Find use. This is a
Further development of the trickling plant according to additional patent 1 288 617, namely a trickling plant in the form
of closed cell foam plastic
existing lattice elements, which as a whole in a
Foamed shape and wettable on the surfaces io according to the additional patent 1288 617 are thereby marked. draws that its bars have a wall thickness in

In Anlagen der genannten Art wird die Flüssigkeit, der Größenordnung von 4 bis 15 mm, vorzugsweise beispielsweise bei einem Kühlturm das rückzu- zwischen 6 und 10 mm, aufweisen bei einer Gitterkühlende Wasser, einem Wasserverteiler zugeführt, teilung, die zwischen 15 und 90 mm, vorzugsweise in der die Flüssigkeit auf die Einbauten herabregnen 15 der Größenordnung von 25 bis 65 mm liegt, läßt. Die herabregnenden Wassertropfen fallen zum Was die Beschaffenheit des Kunststoffes anbe-In systems of the type mentioned, the liquid, of the order of 4 to 15 mm, is preferred for example in the case of a cooling tower that is between 6 and 10 mm back with a grille cooling end Water, fed to a water distributor, division between 15 and 90 mm, preferably in which the liquid raining down on the internals 15 is of the order of 25 to 65 mm, leaves. The raining drops of water fall to what affects the consistency of the plastic.

Teil auf die oberen Randkanten der Gitterstäbe, wer- langt, so muß dieser grundsätzlich ein Raumgewicht den dadurch verspritzt und erneut verteilt. Sie fallen von mindestens 25 kg/m³ aufweisen. Welches Raumdurch die Öffnungen des Gitters hindurch auf das gewicht im Einzelfall zu wählen ist, hängt allerdings darunter befindliche Gitter, dessen Stäbe in der Regel 20 auch davon ab, ob die besonders stark beanspruchten gegenüber den Stäben des oberen Gitters versetzt Flächen mit einem Erosionsschutz versehen werden, sind, und es findet ein erneutes Verspritzen statt, das wie es Gegenstand des Anspruchs 8 des Zusatzpatents sich bei jedem nachfolgenden Gittereinbau wieder- 1288 617 ist, oder ob auf einen solchen Schutz verholt. Durch diese Aufteilung des Wassers in Wasser- ziehtet wird. Bei Verwendung eines Erosionsschutzes tropfen, die immer wieder von neuem verspritzt und 25 wählt man zweckmäßigerweise ein Raumgewicht zwiunterteilt werden, wird dem Wasser eine große, den sehen 30 bis 70 kg/m³. Wird das Gitter aus geWärme- und Stoffaustausch begünstigende Oberfläche verliehen, wobei zudem immer neue Oberflächen geschaffen werden. Der Vorteil solcher gitterförmigen Elemente gegenüber Rieseltafeln, wie sie in 30
Rieselfilmkühlern benutzt werden, besteht darin, daß
sov/ohl wasserseitig als auch luftseitig eine Neuverteilung in waagerechter Richtung begünstigt wird.Part on the upper edge of the bars, so this basically has to have a volume weight which is thereby injected and redistributed. They have a fall of at least 25 kg / m ³ . Which space through the openings of the grille is to be selected for the weight in each individual case, however, depends on the grille underneath, whose bars usually also depend on whether the areas that are particularly heavily stressed compared to the bars of the upper grille are provided with an erosion protection , and there is a renewed spraying that, as it is the subject of claim 8 of the additional patent, is repeated with each subsequent installation of the grille, or whether such protection is lost. Through this division of the water into water is drawn. If an erosion protection device is used, which splashes over and over again and if a volume weight is expediently divided into two, the water becomes a large, 30 to 70 kg / m ³ . The grid is given a surface that promotes the exchange of heat and substances, and new surfaces are also created. The advantage of such lattice-like elements over trickle panels, as shown in FIG
Falling film coolers are used is that
so / ohl a redistribution in the horizontal direction is favored on the water side as well as on the air side.

Bei Verwendung von Gitterelementen aus massivem, homogenem Kunststoff ergab sich die Not- 35 dargestellt.When using grid elements made of solid, homogeneous plastic, the emergency 35 was shown.

wendigkeit, die Dicke der Gitterstäbe gering zu F i g. 1 stellt ein Einbaugitter gemäß der Erfindungagility, the thickness of the bars to F i g. 1 shows a built-in grille according to the invention

halten. Um bei solchen dünnen Gitterstäben trotzdem auf der Oberseite die erforderliche Tropfenfallfläche zu schaffen, wurden die Stäbe an ihrer oberen Randkante verbreitert, so daß sie ein T-Profil er- 40 hielten. Diese zu beiden Seiten des Steges überstehenden, dem waagerechten T-Balken entsprechenden Querstege ergaben aber für die Luftströmung einen sehr großen Strömungswiderstand.keep. In order to still have the required drop area on the top with such thin bars To create, the bars were widened at their upper edge so that they create a T-profile held. These protruding on both sides of the web, corresponding to the horizontal T-bar However, transverse webs resulted in a very large flow resistance for the air flow.

Die Herstellung der Gitterelemente aus Schaum- 45 besteht, sei darauf hingewiesen, daß die dargestellten kunststoff mit geschlossenen Zellen hat diesen Nach- Gitter in ihrer Bemessung nahezu der natürlichen teil schon beseitigt. Hierbei ist nämlich die Möglich- Größe entsprechen. Man kann, wie die vorstehenden keit gegeben, die Dicke der Gitterstäbe etwas größer Zahlenangaben zeigen, die Gitterstäbe vorteilhafterzu halten, so daß eine Verbreiterung der oberen weise ein wenig dicker und die Gitterteilung ein wenig Randkante entbehrlich wird. Ein weiterer Vorteil 50 größer wählen als dargestellt. Im wesentlichen aber besteht in der beträchtlichen Gewichtsverminderung. geben die beiden Darstellungen bereits ein gutes BildThe production of the grid elements consists of foam 45, it should be noted that the illustrated Plastic with closed cells has this post-lattice in its dimensioning almost the natural one part already eliminated. This is because the possible size is the same. One can, like the previous ones Given the ability to show the thickness of the bars slightly larger figures, the bars are more advantageous hold so that a widening of the upper wise a little thicker and the grating a little bit Edge edge becomes dispensable. Another advantage choose 50 larger than shown. But essentially consists in considerable weight reduction. both representations already give a good picture

Die vorliegende Erfindung beruht auf diesem all- von den tatsächlichen Verhältnissen, gemeinen Grundgedanken, der zur Verwendung von Damit die herabregnende Flüssigkeit eine guteThe present invention is based on this all of the actual circumstances, common basic idea of how to use So the raining liquid a good

Schaumkunststoff mit geschlossenen Zellen bei der Prall- und Verteilungsfläche vorfindet, sind bei beiHerstellung von gitterförmigen Rieselwerken führte. 55 den Ausführungsbeispielen die oberen Randkanten In Weiterentwicklung dieses Gedankens ist die Er- der Gitterstäbe als waagerechte, ebene Flächen ausfindung von der Aufgabe ausgegangen, mit geringem gebildet, deren Breite gleich der Dicke der Gitter-Aufwand an Kunststoff, bei kleinem Strömungswider- stäbe ist. Man kann allerdings auch die oberen Randstand für das gasförmige Medium und unter guter kanten ballig abrunden, also im Querschnitt mit Ausnutzung des umbauten Raumes einen Einbau zu 60 etwa kreisbogenförmiger Randkante bzw. auch flach schaffen, der durch die Ausbildung der oberen Rand- abgerundet ausbilden oder gar ein wenig schneidenkanten der Elemente ein möglichst gutes Verspritzen förmig zuschärfen, wenn man die seitlichen Flächen und Verteilen der Flüssigkeit bewirkt, zugleich aber der Gitterstäbe in stärkerem Maße zur Ausbildung auch die Seitenflächen nutzbar macht, und zwar als eines Rieselfilmes nutzbar machen will. Bei einer Rieselflächen, auf denen sich ein Flüssigkeitsfilm für 65 Zuschärfung der Gitterstäbe in Richtung nach oben den Wärme- oder Stoffaustausch bildet, der in mög- ergeben sich an der oberen Randkante schräge liehst gleichmäßiger Verteilung und in geringer Film- Seitenflächen, die das auftreffende Wasser schräg zur stärke herabfließt. Diese Ergebnisse solTen aber unter Seite zurückspritzen lassen. So kann man durch geFoam plastic with closed cells found in the baffle and distribution surface are at the time of manufacture led by lattice-shaped trickling works. 55 the exemplary embodiments, the upper marginal edges A further development of this idea is the earth of the bars as a horizontal, flat surface finding Assumed the task of being formed with little, the width of which is equal to the thickness of the lattice effort on plastic, with small flow resistance. However, you can also use the upper edge stand for the gaseous medium and round off with good edges, i.e. in the cross-section with Utilization of the built-up space an installation at an approximately circular arc-shaped edge or even flat create, which by the formation of the upper edge form rounded or even a little cutting edges Sharpen the elements as good a splash as possible, if you look at the side surfaces and distributing the liquid causes, but at the same time the bars to a greater extent for training also makes the side surfaces usable, specifically as a trickle film wants to make usable. At a Flow areas on which there is a film of liquid for the bars to sharpen upwards the heat or mass transfer forms, which in possible arise at the upper edge of the incline Lent even distribution and in less film side surfaces, which the incident water obliquely to strength flows down. These results should, however, splash back under page. So you can go through ge

schäumtem Kunststoff nicht mit einem solchen Erosionsschutz versehen, so soll das Raumgewicht mindestens 50 kg/m³ betragen.If foamed plastic is not provided with such an erosion protection, the density should be at least 50 kg / m ³ .

Unter den verschiedenen bekannten Schaumstoffen mit geschlossenen Zellen hat sich Schaumpolystyrol als besonders geeignet erwiesen.Expanded polystyrene has proven itself among the various known foams with closed cell proved to be particularly suitable.

Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens sind in der Zeichnung zwei AusführungsbeispieleTo illustrate the idea of the invention, two exemplary embodiments are shown in the drawing

dar, bei dem die Längsstäbe und die Querstäbe in unterschiedlicher Höhenlage angeordnet sind, während represents, in which the longitudinal bars and the transverse bars are arranged at different heights, while

F i g. 2 ein Gitter zeigt, dessen Stäbe auf gleicher Höhe liegen.F i g. Figure 2 shows a grid, the bars of which are at the same height.

Da das wesentliche Merkmal der Erfindung in der Verwendung des bezeichneten Schaumstoffes sowie in der zweckentsprechenden Bemessung des GittersSince the essential feature of the invention in the use of the designated foam as well in the appropriate dimensioning of the grille

eignete Ausbildung der Querschnittsform der Stege empirisch die bestmögliche Verteilung des Wassers über die gesamte Fläche ermitteln und man kann dadurch das Gitter an das jeweils benutzte Wasserzuführungs- und -verteilungssystem (Spritzteller, Düsen od. dgl.) anpassen. Als entscheidend ist aber in jedem Falle hervorzuheben, daß es gemäß der Erfindung auf die angegebene Gitterteilung und die Wandstärke der Gitterstäbe ankommt, um das Optimum hinsichtlich der Wärmeübergangszahl und des Luftwiderstandes zu erreichen.Appropriate design of the cross-sectional shape of the webs empirically allows the best possible distribution of the water determine over the entire area and you can thereby attach the grid to the water supply used in each case. and distribution system (spray plates, nozzles or the like). But what is decisive is In any case, it should be emphasized that it is according to the invention on the specified grating and the Wall thickness of the bars comes to the optimum in terms of the heat transfer coefficient and the To achieve air resistance.

Da bei Verwendung von Schaumstoff die Gitterstäbe starkwandig ausgeführt werden können, so daß es nicht notwendig ist, zur Erzielung tropfenerzeugender Flächen verbreiternde Ansätze vorzusehen, ist der Luftwiderstand eines solchen Einbaus gering. Andererseits ist die Festigkeit von Schaumpolystyrol mit Raumgewicht von mindestens 25 kg/m³ so groß, daß sie den bestehenden Erfordernissen genügt. Mit diesem Kunststoff können auch selbsttragende Gittereinbauten erstellt werden.Since the bars can be made thick-walled when using foam, so that it is not necessary to provide widening approaches to achieve droplet-generating surfaces, the air resistance of such an installation is low. On the other hand, the strength of expanded polystyrene with a density of at least 25 kg / m ^{3 is} so great that it meets the existing requirements. This plastic can also be used to create self-supporting lattice installations.

Die angegebene Gitterteilung, also die Bemessung der Gitteröffnungen, die bei Stegen dieser Festigkeit gewählt werden kann, ergibt eine geringe Anfälligkeit gegenüber Verstopfungen. An sich können Algen, Laub und sonstige Verunreinigungen der Flüssigkeit die Einbauten von Kühlern od. dgl. verstopfen. Ein Verstopfen der Kanäle bedeutet aber, daß der Einbau für den Wärme- und Stoffaustausch unwirksam gemacht wird und daß der Druckverlust stark ansteigt. Diese Gefahr besteht bei dem Einbau gemäß der Erfindung auf Grund der im Rahmen der Gesamtausbildung des Gitters möglich gemachten Bemessungen der Durchtrittsöffnungen nicht.The specified grid spacing, i.e. the dimensioning of the grid openings, for bars of this strength can be chosen gives a low susceptibility to clogging. In itself can Algae, leaves and other impurities in the liquid clog the built-in coolers or the like. A clogging of the channels means, however, that the installation for the heat and mass transfer is made ineffective and that the pressure loss increases sharply. This risk exists during installation according to the invention on the basis of what is made possible within the framework of the overall design of the grid Dimensions of the passage openings not.

Im Gesamtergebnis bewirkt der Einbau gemäß der Erfindung ein gutes Verspritzen und Verteilen der Flüssigkeit unter weitgehender Aufteilung der Tropfen und gleichmäßiger Filmbildung. Andererseits führt er zu einer guten Ausnutzung des umbauten Raumes. Diese gute Ausnutzung wird erreicht durch eine besonders gute Abstimmung der einzelnen Bemessungsgrößen aufeinander, so daß sich eine Kombination guter Eigenschaften ergibt, nämlich eine größtmögliche Tropfen- und Rieselfilmfläche sowie günstige Stoffaustausch- und Wärmeübertragungsziffern und andererseits ein geringer Luftwiderstand und damit eine niedrige Lüfterleistung. In dieserOverall, the installation according to the invention causes good spraying and distribution of the Liquid with extensive division of the drops and uniform film formation. on the other hand it leads to a good utilization of the enclosed space. This good utilization is achieved by a particularly good coordination of the individual measurement values with one another, so that a combination results in good properties, namely the largest possible drop and trickle film area as well favorable mass and heat transfer coefficients and, on the other hand, low air resistance and thus a low fan power. In this

ίο Wahl der optimalen Bemessungsverhältnisse besteht das Wesen der Erfindung.ίο there is a choice of the optimal dimensioning ratios the essence of the invention.

Claims

Patent claims:

1. Trickle system made of plastic for heat or mass transfer for coolers, rectifying columns, Reaction towers or similar systems in the form of plastic foam with closed Cells existing lattice elements, which are foamed as a whole in a form and attached to the Surfaces are made wettable, according to additional patent 1288 617, characterized in that that its bars have a wall thickness in the order of 4 to 15 mm, preferably between 6 and 10 mm with a grid spacing between 15 and 90 mm, preferably of the order of 25 to 65 mm.

2. Trickle system according to claim 1, the particularly heavily used surfaces are provided with an erosion protection, characterized in that the density of the foamed plastic is between 30 and 70 kg / m ³ .

3. trickling system according to claim 1, in which a special erosion protection is not provided, characterized in that the density of the foamed plastic is at least 50 kg / m ³ .

1 sheet of drawings