DE1776222A1 - Verdunstungswaermeaustauscher - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.PHYS.-ING.H.VON SCHUMANN 1776222 DIPL.CHEM.-ING.W.D. OEDEKOVEN

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Ausscheidung aus 29.10.1971

17 76 057-5-1;
vom 13.9.1968

P 17 76 057.5-13 ^2/F

BALTIMOBE AIRCX)IL COMPAHT., INC, Jessup, Maryland, USA

Verdunstungswärmeaustauscher

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verdunstungswärmeaustauscher mit senkrechtem Gehäuse und mit Luftumwälzung im Gegenstrom zum zu kühlenden oder zu kondensierenden Strömungsmittel, insbesondere Wasser, wobei im Gehäuse an eine Stromungsmittelzuführleitung angeschlossene Düsen zum Einspritzen des ßtrömungsmittels in gleichmäßiger Verteilung über den gesamten waagerechten Gehäusequerschnitt, darunter Rieselplatten zur Vermittlung einer möglichst großen Berührungsfläche zwischen der hochströmenden Luft und dem herabfließenden Strömungsmittel, darunter wiederum eine den Strömungsmittelsumpf enthaltende, das von den Hieselplatten herablaufende Strömungsmittel aufnehmende, an eine Strömungsmittelabzugsleitung angeschlossene Pfanne, und schließlich ein Luft durch das Gehäuse saugendes oder drückendes Gebläse vorgesehen sind, welche Hieselplatten in mindestens zwei waagerechten, senkrecht übereinander liegenden, einen !Teil des Gehäuses bildenden Rahmen, in jedem Rahmen waagerecht im Abstand zueinander angeordnet, befestigt sind, jeweils eine

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senkrechte obere und untere Kante aufweisen und dazwischen gewellt sind, wobei die Sieselplatten zweier benachbarter Rahmen durch einen freien Baum voneinander getrennt sind·

Unter Verdunstungswärmeaustauscherii sind im vorliegenden Zusammenhang Kühl türme, Terdunstungskondeneatoren, Jj'lüssigkeitskühler, Gaskühler usw. zu verstehen, d.h.. alle solche Wärmeaustauscher, bei denen eine Luftumwälzung, d.h. Zwangsbelüftung, gegeben ist und mit Verdunstungskühlung gearbeitet wird.

Zur Vermittlung einer möglichst groSen Berührungsfläche zwischen im Gegenstrom fließendem Stromungsmittel und Luft ist es bei Verdunstungswärmeaustauschern bekannt, bienenwabenartig zusammengesetzte, Zellen bestimmende Holzstäbe zu verwenden, oder die leistungsfähigeren, eingangs erwähnten Rieselplatten in Rahmen, welche zwischen den senkrechten Kanten Jeweils in senkrechter Sichtung mehrfach gewellt sind. Auch ist es bekannt, in Gasreinigungstürmen, in welchen aus hochströmendem Gas durch im Gegenstrom nach unten fließendes geeignetes Strömungsmittel unerwünschte Bestandteile herausgewaschen werden, in senkrechtem Abstand voneinander Hürden vorzusehen, welche jeweils aus mehreren, unmittelbar aufeinanderliegenden Lagen von Sieseiplatten bestehen, die waagerecht parallel im Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils eine senkrechte obere und eine senkrechte untere Kante sowie dazwischen eine Welle aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verdunstungswärmeaustauscher der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welcher eine bessere Verteilung des abwärts fließenden Strömungsmittels und somit eine höhere Leistungsfähigkeit bei geringerem Platzbedarf und Gewicht aufweist, und dessen Kapazität,

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d.h. Leistungsvermögen, an den jeweiligen Bedarf leicht angepaßt werden kann. Dies ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Rieselplatten in an sich bekannter Weise jeweils zwischen den senkrechten Kanten eine Welle aufweisen, und daß jede Kante sowie die Welle mit mindestens zwei zu den Kanten senkrechten, ausgestanzten Abstandszungen versehen ist.

Vorzugsweise sind dabei die Rieselplatten eines Rahmens zur Hälfte mit den Wellen zu einer Rahmenseite, zur Hälfte mit den Wellen zur gegenüberliegenden Rahmenseite hin gerichtet angeordnet. Der freie Baum zwischen den Rieselplatten zweier benachbarter Rahmen ist vorteilhafterweise halb so hoch wie die Rieselplatten, was dadurch besonders einfach zu verwirklichen ist, daß zumindest die beiderseits an einem Rahmen anliegenden Rahmen 1,5 mal so hoch wie die Rieselplatten ausgebildet werden.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der waagerechte Abstand zwischen jeweils zwei benachbaiv ten vertikalen Rieselplattenkanten zwischen 70 und 1UO % vom Krümmungsradius der Wellen ausmacht. Günstig ist auch das Merkmal, daß über die obere Kante jeder der beiden endständigen, jeweils mit der Welle an dem benachbarten, parallelen Längssteg des zugehörigen Rahmens anliegenden Rieselplatten eine von diesem Längssteg schräg nach unten vorspringende Leiste übergreift. Ferner sind vorteilhafterweise die Zungen jeweils zweier benachbarter Rieselplatten eines Rahmens versetzt zueinander angeordnet. Einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der Erfindung zufolge verjüngen sich die Zungen der Welle jeder Rieselplatte zum freien Ende hin.

Die erwähnten Rahmen bestehen für gewöhnlich aus Stegen mit U-Profil, in welche die Rieselplatten eingebaut sind.

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Diese Platten sind erfindungsgemäß weit kürzer als bei den f

bekannten Anordnungen. Die Platten nehmen etwa die Hälfte {

der Gesamthöhe der Rieselplatteneinrichtung des Verdunstungs- *

Wärmeaustauschers ein. Die Rahmen sind so aufgebaut, daß beim :_t

Aufeinanderstapeln zwischen den einzelnen Rieselplattenlagen \

jeweils ein kleiner LuftZwischenraum verbleibt. Dieser Zwi- \

schenraum dient dazu, das von den jeweils oberen Rieselplat- ■,

ten abrinnende Wasser aufs Heue zu verteilen, bevor es mit f

der jeweils unteren Rieselplattenlage in Berührung kommt. \

Wichtig ist aber auch der Umstand, daß durch den lAiftzwischen- ■ raum ein zusätzliches Fassungsvermögen geschaffen wird, ohne
daß dies mit einem entsprechend erhöhten Materialaufwand für
Rieselplätten verbunden wäre.

Die von den Platten abrinnenden Wassertröpfchen sind
klein, einem feinen Regen ähnlich, und weisen eine große freie

Oberfläche auf. Die von einer Plattenlage nach oben strömende > Luft trifft auf die Oberflächen der kleinen Wassertröpfchen

auf, wodurch diesen Wärme entzogen wird, bevor sie sich zu- « sammenballen und auf die betreffende Plattenlage niederfallen. Dieser Vorgang wiederholt sich über die gesamte Höhe des

Austauschers hinweg, bis das gekühlte Wasser die erwünschte >

Temperatur hat. '

Die erfindungsgemäßen Rieselplattenlagen mit Rahmen ,

weisen nur eine geringe Höhe auf, so daß sich die Möglichkeit .

ergibt, die Kapazität eines einmal aufgebauten Gerätes in \

kleinen Stufenunterschieden noch nachträglich zu verändern, j

was von weittragender Bedeutung ist. Man kann somit einen Aus- \

tauscher von Fall zu Fall exakt den Erfordernissen des jewei- '

!igen Verwendungszwecks anpassen und umgeht damit unter Ver- \

meidung jedes unnötigen Aufwandes alle Schwierigkeiten, die ft

das Arbeiten mit einem zu groß ausgelegten Austauscher mit $

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sich bringt, der leistungsmäßig nicht den tatsächlichen Betriebsverhältnissen entspricht. Es ist lediglich erforderlich, weitere Rahmen in geeigneter Anzahl zu entfernen oder hinzuzufügen. Die mit der Anschaffung eines zusätzlichen Austauschers verbundenen Kosten kommen in Portfall.

Die !Formgebung der Hieselplatten sowie deren Anordnung sind für die Erzielung einer guten Kühlleistung von äusserst weitreichender Bedeutung. Die Form und Anordnung der Rieselplatten sind solcherart, daß die Geschwindigkeit der durchströmenden Luft zum Herbeiführen einer möglichst intensiven Turbulenz und Wärmeübertragung zunächst erhöht und hierauf unter Steigerung des statischen Drucks gleichmäßig verringert wird, wenn die Luft an der Kante der Platten abströmt. Die Form der Hieselplatten ist hierbei von ausschlaggebender Bedeutung. Falls nämlich die Strömungsgeschwindigkeit der Luft zwischen zwei benachbarten Platten zu hoch ist, werden die niederfallenden Wassertropfen suspendiert, und zwar in der Weise, daß sie eine Brücke zwischen einander benachbarten Platten bilden, so daß der Luftstrom gestaut und folglich die Kühlleistung verschlechtert wird. Jede der Platten ist mit einer benachbarten Platte verschachtelt.

Wachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 die Ansicht eines senkrechten Schnittes durch einen erfindungsgemäßen Verdunstungswärmeaustauscher;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Schnittansicht eines anderen erfindungsgemäßen Verdunstungswärmeaustauschers, wobei zwei Baueinheiten gemäß Fig. 1 gegeneinandergesetzt sind, so daß eine gemeinsame Pfanne

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sich ergibt}

KLg. 3 einen Teil der Ansicht eines senkrechten Schnittes durch einen Rieselplattenkasten gemäß Hg· 1 und 2, bestehend aus einem Rahmen und einer A**r*iß befestigten Rieselplattenlagej

Fig. 4- eine perspektivische.Darstellung einer einzelnen Rieselplatte des Eieselplattenkastens gemäß 'K.g. 3}

5 einen Teil einer perspektivischen Ansicht des Rahmens eines Hieselplattenkastens genäß Fig. 1,2 und

Fig. 6 die Draufsicht auf den Rieselplattenkasten nach Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 und 2 weist der erfindungsgemäße Verdunstungswärmeaustauscher eine obere Bieselplatteneinrichtung 10 zum Kühlen von beispielsweise Wasser und eine untere V-förmige Sammelpfanne 11 zur Aufnahme des gekühlten Wassers auf. Die Einrichtung 10 ist von rechteckigem Umriß und besteht aus mehreren rechteckigen Hieselplattenkästen, welche übereinandergesetzt sind.

Die Pfanne 11 weist zwei einander gegenüberliegende senkrechte Wandungen 12 auf, die jeweils mit der darüberliegenden Seitenwandung der oberen Rieselplatteneinrichtung 10 fluchten. Zwischen diesen Wandungen 12 iet eine um einen Winkel von 45° gegen die Vertikale geneigte Wandung 14 vorgesehen, die mit den Wandungen 12 die V-formige .Pfanne 11 bildet.

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Das zu kühlende Wasser wird über einen Verteilerkopf 16 zugeführt und tritt durch eine Anzahl von Spritzdüsen 17 aus, um hierauf infolge der Eigenschwere durch die Eieselplatteneinrichtung 10 unter Abkühlung nach unten zu rinnen, welche eine große Anzahl von Eieselplatten 18 aufweist, die horizontal und vertikal im Abstand voneinander angeordnet sind, gehaltert, so daß dem Wasser insgesamt eine sehr große Berührungsfläche dargeboten wird.

Wenn das Wasser die Einrichtung 10 durchströmt hat, tropft es in die V-förmige Sammelpfanne 11 ab.

Der in Pig. 1 und 2 dargestellte Austauscher ist mit Zentrifugalgebläsen ausgerüstet, wodurch erreicht wird, daß zwischen den Eieselplatten 18 im Gegenstrom zum niederrinnenden Wasser ein Luftstrom aufsteigt, der ein Verdunsten eines Teils des Wassers bewirkt. Der Luftstrom und das verdunstete Wasser strömen nach oben und treten durch Nebelabscheider 19 aus dem Austauscher aus.

Die aus dem zurückbleibenden Wasser abgeführte Wärme wird mit der ausgestoßenen Luft an die umgebende Atmosphäre abgegeben. Wie bereits erwähnt, tropft das kalte Wasser in die Sammelpfanne 11 ab. Auffüllwasser strömt durch ein Ventil 20 nach, das durch einen Schwimmer 21 geöffnet wird, so daß die verdunsteten Wasseranteile und zum Entfernen von Verunreinigungen abgelassenes Abwasser ersetzt werden.

Das gekühlte Wasser wird aus der Sammelpfanne 11 durch eine Leitung 22 entnommen und durch eine Pumpe 23 über eine Leitung 24 zur Verwendungsstelle gefördert, beispielsweise zu einem Wärmeaustauscher 25 (Fig. 2). Das nach dieser Verwendung erwärmte Wasser wird zur Kühlung in den Austauscher gemäß Fig.

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I bzw. 2 zurückge spei st, und zwar über eine Zuführleitung 26, i die an den Verteilerkopf 16 angeschlossen ist. '

Gemäß ilg. 2 sind zwei Gruppen von z.B. je drei Zentrifugalgebläsen 28 bzw. 29 vorgesehen. Die Gebläse 28 und [ 29 jeder Gruppe sind auf eine gemeinsame Antriebswelle 47 \ bzw. 32 aufgekeilt, die über Mehrfachriemen 34- mit einstell- . \ barer Spannung von einem Elektromotor 44 bzw. 36 angetrieben , ·- ist. - ■ , ■ \

Sämtliche Zentrifugalgebläse 28 und 29 saugen Luft in der Achsrichtung an und stoßen sie in radialer Richtung aus. Die Gebläse jeder Gruppe sind in Abständen voneinander angeordnet. Auslaßseitig ist jedes Gebläse 28 und 29 mit einem Luftaustrittsrohr 57 bzw. 58 verbunden, das durch die Wandung 15 bzw. 14 der Sammelpfanne 11 hindurchgeführt ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist lediglich ein Gebläse 29 bzw. eine Gruppe von Gebläsen 29 vorgesehen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Sammelpfanne 11 in der Mitte durch eine Trennwandung 69 unterteilt, die sich zwischen den Wandungen 12 vom oberen Sade der Pfanne

II bis etwas unterhalb des Wasserspiegels in der Sammelpfanne 11 nach unten erstreckt. Unterhalb des unteren Endes der Trennwandung 69 ist eine zum Verhindern eines Mitreißens von Luft vorgesehene Platte 70 angeordnet. Die Platte 70 dient außerdem dazu, eine gleichmäßige Wasserentnahme aus der Sammelpfanne 11 zu ermöglichen, da sie nach dem einen !Ende hin in der Weise schmäler wird, daß dem zuströmenden Wasser an dem vom Auslaß entfernten liinde eine breitere Durchtrittsöffnung zur Verfügung steht.

In einem gewissen Umfang ist schon vor dem Ausströmen der Luft aus den einzelnen Rohren ^>^r/ bzw. 58 ein Ansteigen des

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statischen Drucks zu verzeichnen, doch ist die Strömungsgeschwindigkeit der aus den Mündungen dieser Rohre ausströmenden Luft immer noch zu hoch, als daß allein schon hierdurch eine gleichmäßige Strömungsverteilung der Luft über die gesamte Querschnittsfläche der oberhalb der V-förmigen Sammelpfanne 11 liegenden Eieselplatteneinrichtung 10 erzielt werden könnte. Um dies zu erreichen, werden weitere Vorkehrungen getroffen. Eine dieser Vorkehrungen beruht darin, daß die Sammelpfarme 11 oberhalb der Mündungen der Bohre 57 bzw. 58 einen in Strömungsrichtung der aufsteigenden Luft sich verbreiternden Querschnitt aufweist. Hierdurch wird eine Erhöhung des statischen Drucks hervorgebracht, die zu der bereits in den Rohren 57 bzw. 5ß verursachten noch hinzukommt.

Eine noch weitere Verfeinerung in der Strömungsverteilung der Luft läßt sich erzielen, bevor diese die Rieselplatteneinrichtung 10 erreicht, wenn Vorkammerkäasten I70 und 71 vorgesehen werden. Diese dienen zum Ausgleichen geringer Un- " terschiede in der Strömungsgeschwindigkeit der am oberen Ende der V-förmigen Sammelpfanne 11 ausströmenden Luft. Die Kästen 170 und 71 sind jeweils als rechteckiger Rahmen aus U-Profilen gebildet» welcher äußere Flansche aufweist. Auf der dem bzw. den Gebläsen einer Gruppe gegenüberliegenden Seite ist der zugehörige unterste Kasten I70 innen mit einem Winkelstück 77 versehen, welches sich mit dem waagerechten Schenkel etwa in einer Länge von 50 bis 75 nm auf das bzw. die zugehörigen Gebläse zu erstreckt.

Es tragen also die V-Form der Pfanne 11, die Anordnung der eine Vorkammer bildenden Kästen 170 und 71 sowie das Winkelstück 77 insgesamt und jeweils einzeln für sich wesentlich zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Durchströmens der Luft und zur Erhöhung der Kühlleistung bei.

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Die Luftströmung wird gleichmäßig über die untere Fläche der Eieselplatteneinrichtung 10 Terteilt. Das zu kühlende Wasser wird von oben durch die Düsen 17 ia Form eines feinen, gleichförmigen Nebels über die obere Fläche der Einrichtung 10 verteilt. Venn es möglich ware, einen solchen Nebel im Austauscher aufrechtzuerhalten, konnte auf kleinem Baum ein sehr hohes Leistungsvermögen erzielt werden, da in diesem Fall eine sehr große Oberfläche der Wasserteilchen ungeschützt freiläge. Man versucht dies in ^1"*™? sprühnebelgefüllten Turm zu erreichen, doch ist leider nicht zu vermeiden, daß sich die Wassertröpfchen schon sehr bald vereinigen und stets größer werdende Tropfen entstehen.

Erfindungsgemäß wird der feine Hebel unmittelbar unterhalb der Sprühdüsen 17 ausgenutzt. Sobald die Tropfchen des Nebels beginnen sich zusammenzuballen, nämlich etwa 10 bis 15 cm unterhalb der Düsen 17> treffen sie auf eine erste Lage von Kieselplatten 18 auf, die an dieser Stelle vorgesehen ist. Auf diesen Hieselplatten 18 wird ein dünner Wasserfilm von gleichmäßiger Stärke gebildet· Es ist eine große Zahl von Hieselplatten 18 horizontal in gegenseitigem Abstand voneinander in einem Bahmen 81 gehalten, und es sind mehrere solche Eieselplattenkästen übereinander angeordnet, und zwar mit einem bestimmten gegenseitigen Abstand der RLeselplattenlagen, so daß den Wassertropfen insgesamt eine sehr große Oberfläche dargeboten wird: Nachdem das Wasser über die Oberfläche einer Rieselplatte 18 niedergeronnen ist und hierbei eine gewisse Wärmemenge abgegeben hat, tropft es an der unteren Kante 89 (Fig. 3) in Form kleiner Tropfen etwa derselben Art ab, wie sie auch unmittelbar unterhalb der Sprühdüaen 17 vorliegen. Diese kleinen Tropfen bieten der nach oben strömenden Luft eine sehr große Angriffsfläche dar, so daß eine hohe Väimeüber tragung gegeben ist. Beginnen die kleinen Tropfen sich nun er-

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neut zusammenzuballen, so treffen sie auf eine folgende Lage von Eieselplatten 18 auf.

Wenn das Wasser über die zum Erzielen der gewünschten Abkühlung erforderliche Anzahl von Lagen an Eieselplatten 18 gerieselt ist, tropft es schließlich in die V-förmige Sammelpfanne 11 ab.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind drei übereinandergeschichtete Eieselplattenlagen mit Eahmen 79 bzw. 80 bzw. 81 angeordnet. Die Rahmen 79 und 80 sind als austauschbare Kästen ausgebildet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind vier Eieselplattenlagen mit Kahmen 79 bzw. 80 bzw. 81 bzw. 82 vorgesehen, wovon die Rahmen 79» 80 und 81 als austauschbare Kästen ausgebildet sind. Die Kästen sind identisch. Im folgenden wird daher lediglich der Kasten mit dem Eahmen 79 erläutert.

Gemäß Fig. 6 besteht der Eahmen 79 aus vier Stegen 83» 84, 8i? und 86, jeweils gebildet von einem U-Profil. Die Hieselplatten 18 können in den Rahmen 79 leicht eingebaut und gehaltert werden.

Nach Fig. 5 weist jede Rieselplatte 18 eine obere und eine untere gerade Kante 88 bzw. 89 und dazwischen eine Welle 90 auf. An den Kanten 88 und 89 sind durch einen Stanz- und Abkantvorgang Abstandszungen 91 ausgebildet. Abstandszungen 92 von gleicher effektiver Höhe, die sich von der konkaven Seite der Welle 90 weg erstrecken, sind auch daraus ausgestanzt. Die besondere Querschnittsausbildung dieser Zungen 92 ergibt sich daraus, daß sie aus der Welle 90 der Eieselplatten 18 ausgestanzt sind. Die Abstandszungen 91 und 92 machen jeg-

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liehe sonstige Anordnung zum Einhalten vorbestimmter Abstän de im Rahmen 79 überflüssig.

Wie aus den Fig. 3 und 6 zu ersehen, sind die Rieselplatten 18 in der Weise in den Rahmen 79 eingebaut, daß sie sich parallel zu den Längsstegen 85 und 86 erstrecken. Die äußerste Rieselplatte 18 greift unter eine Leiste 93 und ist hierdurch festgehalten, während die übrigen Rieselplatten 18 Seite an Seite eingebaut werden, auf Abstand gellalten durch . die Zungen 91 und 92. In der Mitte zwischen den. beiden Längsstegen 85 und 86 sind zwei benachbarte Rieselplatten Bücken an Rücken angeordnet, wie aus Fig. 1 ersichtlich. Die beiden äußersten Rieselplatten liegen also jeweils am benachbarten parallelen Längssteg 85 bzw. 86 des Rahmens 79 mit dem Bauch, d.h. der Welle 90 an.

Die Z-förmige Leiste 93 dient einem doppelten Zweck. Einerseits leitet sie das Wasser, das an der Innenfläche der zugehörigen Wandung der Einrichtung 10 abrinnt, in den Luft- . strom zurück, so daß die erwünschte Verteilung erzielt wird. Zum zweiten aber dient sie dazu, die dem Längssteg 85 benäch-~ barte Rieselplatte in der vorgesehenen Lage festzuhalten, in der die konvexe Welle 90 nach außen gekehrt ist. Durch diese Vorkehrungen ist eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit der Luft über die Gesamtfläche der Rieselplatteneinrichtung 10 hinweg sichergestellt. Eine der Leiste 93 entsprechende Leiste 96 ist innen am anderen Längssteg 86 des Rahmens 79 vorgesehen (Fig. 5)·

Der Kasten mit dem Rahmen 79 läßt sich, in einfacher und wirtschaftlicher Weise zusammenbauen. Die Längsflansche der aus U-Profilen gebildeten Querstege 83 und 84 des Rahmens 79 erstrecken sich nach innen. Beim Zusammenbau wird so vor-

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gegangen, daß man die Hieselplatten 18 zunächst in den U-förmigen, auf einer Längsseite offenen Hatamen 79 einschiebt, nämlich in den von einem Längssteg 85 oder 86 und den beiden Querstegen 83 und 84 gebildeten Bügel. Die Hieselplatten 18 ruhen auf den nach innen ragenden Längsflanschen der Querstege 83 und 84. Nachdem die Hälfte der Hieselplatten 18 eingeschoben ist, baut man die andere Hälfte in umgekehrter Anordnung ein. Ist der gesamte Satz von Rieselplatten eingebaut, werden an den Querstegen 83 und 84 Winkel schienen 97 und 98 befestigt, wobei die nach innen vorstehenden Längsflansehe dieser Schienen auf die oberen Kanten der Hieselplatten zu liegen kommen, so daß diese in ihrer Stellung festgehalten werden. Der Kieselplattenkasten kann als Baueinheit transportiert und gehandhabt werden.

Wie aus ilg. 6 ersichtlich, sind die Hieselplatten nicht sämtlich einander völlig gleich, sondern es ist eine versetzte Anordnung der Abstanszungen 91 und 92 bei benachbarten Rieselplatten 18 vorgesehen, um zu verhindern, daß die Abstandszungen einer Rieselplatte in Stanzlöcher der benachbarten Rieselplatte eingreifen.

Bei bekannten Rieselplatteneinrichtungen sind in der Regel Platten vorgesehen, die sich in Richtung des Luftstroms über die Gesamthöhe der Rieselplatteneinrichtung erstreckten. Im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Vorschlag sind also zwischen den einzelnen Rieselplattenlagen in vertikaler Richtung keine Zwischenräume vorgesehen. Die hoch aufragenden Platten der bekannten Einrichtungen erfordern nicht nur große Mengen an Konstruktionsmaterial, sondern lassen auch insofern zu wünschen übrig, als ihre Leistungsfähigkeit keineswegs den aufgewandten Materialmengen proportional ist, da das Wasser sich nahe den unteren Enden der Platten zu "Bächen" vereint

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bzw. zusammenströmt·

Im Idealfall sollte das über eine BieB^lplatte niederrinnende Vasser auf beiden Seiten über die Gesemtoberfläche hinweg in einem dünnen Film gleichmäßig verteilt bleiben. Erfindungsgemäß wird ein solcher gleichfSr»ig#ap BlIa dadurch gewährleistet, daß die Höhe einer jeden Rieselplatte nur gering ist. So ist bei einer bevorzugten Ausrührungsform für jede der Kieselplatten eine Höhe von 102 bis 127 »m vorgesehen. Weiterhin ist zwischen jeweils zwei benachbarten Bieselplattenlagen ein Zwischenraum von annähernd der Hohe einer Hieselplatte (d.h. einer Höhe zwischen der Hälfte und dem Anderthalbfachen der Höhe einer Rieselplatte) vorgesehen, in dem das niederströmende Wasser gleichmäßig übeir die Oberfläche der nächstunteren Hieselplattenlage verteilt wird, so daß die Rieselplatten 18 dieser Lage von einem dünnen film bedeckt sind.

Es hat sich gezeigt, daß bezüglich der' Form der Bieselplatten 18 verschiedene Faktoren kritisch sind. Da die zwisehen benachbarten Bieselplatten aufsteigende I/uft stets nur senkrecht zur Abstandsrichtung zwischen den Bieselplatten Durchlaß findet, kann in diesem Luftstrom eine Turbulenz dadurch hervorgerufen werden, daß Wellungen vorgesehen werden, die an jeder Rieselplatte ähnlich sind. Bildet man diese Wellen 90 mit einer zu starken Krümmung aus, so kann der niederrinnende Wasserfilm der Krümmung nicht folgen· Andererseits ist aber eine möglichst starke Krümmung erwünscht, um einen so intensiven Kontakt wie nur irgend möglich zwischen der Luft und dem Wasser herbeizuführen und um ein möglichst gründliches Durchwaschen der Luft an der Wasseroberfläche zu gewährleisten, worauf der Luftstrom bei einem gleichzeitigen geringfügigen Anstieg des statischen Drucks gleichmäßig verlangsamt wird,

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bevor die Luft an der oberen Kante jeder Rieselplatte abströmt. Hierfür hat sich ein Hauptkirümmungsradium von 15*88 bis 22,22 mm als zweckdienlich erwiesen, wobei Nebenradien von 12,70 bis 19»O5 van an jenen Stellen vorgesehen sind, an denen die Welle 90 in die Kanten 88 und 89 einer Rieselplatte mit einer Höhe von 108 bis 114 mm übergeht.

Es wurde festgestellt, daß der Abstand zwischen horizontal benachbarten Rieselplatten vorteilhafterweise etwa 12,70 bis 22,22 mm betragen soll. Bei einer engeren Anordnung kommt es zu St autmgs erschexntmgen, wobei das Wasser den Zwischenraum zwischen jeweils zwei benachbarten Rieselplatten überbrückt. Ein größerer Abstand hat sich ebenfalls als weniger geeignet erwiesen. Vorzugsweise werden die Rieselplatten horizontal mit solchem gegenseitigem Abstand angeordnet, daß eine gewisse wechselseitige Verschachtelung gegeben ist, also die konvexe Seite der Welle 90 einer ersten Rieselplatte sich in die Vertiefung der konkaven Seite der Welle 90 der benachbarten zweiten Rieselplatte hineinerstreckt, und zwar bis zu einer Entfernung von der die Kanten 88 und 89 der zweiten Rieselplatte enthaltenden Ebene, welche etwa 30 % des Horizontalabstandes zwischen zwei benachbarten Rieselplatten ausmacht.

Beispielsweise können die Rieselplatten 18 jeweils folgende Abmessungen aufweisen: Höhe ■ 111,12 mm; Hauptkrümmungsradius der Welle 90 ■ 19i84 mm; Nebenkrümmungsradien » 16,67 mn} Gesamtlänge der Welle 90 - 68,0 mm; Länge der anschließenden geraden Kanten 88 und 89 jeweils = 21,6 mm; Länge der Abstandszungen 91 " 15 »9 mm (» Abstand zwischen benachbarten Rieselplatten).

Der Rahmen 81 (Fig. 1) bzw. 82 (Fig. 2) ist etwa doppelt so hoch wie die Rahmen 79 und. 80 bzw. 79 , 80 und 81, da darin

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nicht nur eine Eieselplattenlage untergebracht ist, sondern auch, der Verteilerkopf 16 und die verschiedenen Eohrleitungen, die sich von diesem forterstrecken· Sonst ist der Rahmen 81 bzw. 82 ausgebildet, wie der geschilderte Rahmen 79· Die Eieselplatten 18 werden in der gleichen Weise eingeschoben, wie in den Rahmen 79·

Diese Rieselplattenkästen können dann übereinander
oberhalb einer geeigneten Sammelpfanne miteinander verschraubt werden, und zwar in der zur Erzielung der erwünschten Eühlwirkung erforderlichen Anzahl. Luft kann durch die von den Kasten gebildete Rieselplatteneinrichtung gesaugt oder- gedruckt werden.

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Claims (8)

Pat ent anspräche

1. Verdunstungswärmeaustauscher mit senkrechtem Gehäuse und mit Luftumwälzung im Gegenstrom zum zu kühlenden oder zu kondensierenden Strömungsmittel, insbesondere Wasser, wobei im Gehäuse an eine Strömungsmittelzuführleitung angeschlossene Düsen zum Einspritzen des Strömungsmittels in gleichmäßiger Verteilung über den gesamten waagerechten Geisse querschnitt, darunter Bieselplatten zur Vermittlung einer möglichst grossen Berührungsfläche zwischen der hochströmenden Luft und dem herabfließenden Strömungsmittel, darunter wiederum eine den Strömungsmittelsumpf enthaltende, das von den Rieselplatten herablaufende Strömungsmittel aufnehmende, an eine Strömungsmittelabzugsleitung angeschlossene Pfanne, und schließlich ein Luft durch das Gehäuse saugendes oder drückendes Gebläse vorgesehen sind, welche Rieselplatten in mindestens zwei waagerechten, senkrecht übereinander liegenden, einen Teil des Gehäuses bildenden Rahmen, in jedem Rahmen waagerecht im Abstand zueinander angeordnet, befestigt sind, jeweils eine senkrechte obere und untere Kante aufweisen und dazwischen gewellt sind, wobei die Rieselplatten zweier benachbarter Rahmen durch einen freien Kaum voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rieselplatten (18) in an sich bekannter Weise jeweils zwischen den senkrechten Kanten (88; 89) eine Welle (90) aufweisen, und daß jede Kante (88 bzw. 89) sowie die Welle (90) mit mindestens zwei zu den Kanten (88; 89) senkrechten, ausgestanzten Abstandszungen (91 bzw. 92) versehen ist.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rieselplatten (18) eines Rahmens (79 bzw. 80 bzw. 81 bzw. 82) zur Hälfte mit den Wellen (90) zu einer Rahmenseite,

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zur Hälfte mit den Wellen (90) zur gegenüberliegenden Baamenseite hin gerichtet angeordnet sind.

3· Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Baum zwischen den Hieselplatten (18) zweier benachbarter Bahmen (79» 80 bzw. 80$ 81 bzw· 81; 82) halb so hoch wie die Eieselplatten (18) ist·

4-. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die beiderseits an einem Bahnten (79J 80; 81; 82) anliegenden "Rahmen (80 bzw. 80; 81) 1,3 mal so hoch wie die Rieselplatten (18) sind.

5· Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten vertikalen Bieselplattenkanten (88 bzw. 89) zwischen 7ü und 100 % vom Krümmungsradius der Wellen (90) ausmacht.

6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß über die obere Kante (88) jeder der beiden endständigen, jeweils mit der Welle (90) an dem benachbarten, parallelen Längssteg (85 bzw. 86) des zugehörigen Bahmens (79 bzw. 80 bzw. 81 bzw. 82) anliegenden Bieeelplatten (18) eine von diesem Längssteg (85 bzw* 86) schräg nach unten vorspringende Leiste (93 bzw. 96) übergreift.

7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (91; 92) jeweils zweier benachbarter Bieselplatten (18) eines Bahmens (79 bzw. 80 bzw· 81 bzw. 82) versetzt zueinander angeordnet sind.

8. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (92) der Welle (90) jeder Rieselplatte (18) sich zum freien Ende hin verjüngen.

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