DE2104631B2 - Einrichtung zum herunterkuehlen grosser volumina erwaermten wassers, wie industrieabwassers - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Herunterkühlen großer Volumina erwärmten Wassers, wie Industrieabwassers, auf eine zur Rückführung oder zur Einleitung in ein offenes Gewässer geeignete Temperatur mit auf eine Wasseroberfläche schwimmend aufgesetzten, verankerten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen, die das unter der Wasseroberfläche abgesaugte Wasser in einem vorgegebenen Muster zur Verdampfungskühlung mit der umgebenden Atmosphäre versprühen. Eine solche Einrichtung ist aus der US-PS 33 20 160 bekannt geworden. Sie bezweckt die sogenannte thermische Verschmutzung offener Gewässer, in die solche Industrieabwässer eingeleitet werden

müssen, weitgehendst zu vermeiden.

Die bekannte Einrichtung arbeitet insofern nicht voll befriedigend, als ihre Auslegung mathematisch nur schwer zu erfassen ist und sie deshalb eher zu großzügig geplant werden muß, um dem Bedarf gerecht zu

werden. . ,

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Einrichtung so zu verbessern daß es dem Ingenieur bei verlangtem Aus maß der Temperaturabsenkur.g möglich ist, die erforderliche Anzahl von Pump- und Sprühvorrichtungen in einfacher Weise zu errechnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst daß die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen in einem langgestreckten Kanal in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend unter Aufrechterhaltung der Parailelströmung des im Kanal strömenden Wassers verankert sind.

Eine solche Einrichtung ist in höchstem Maße anpassungsfähig, kann mit mäßigen Kosten errichtet werden und erfordert nur einen geringen Unterhaltungsaufwand Beispielsweise kann sie sofort in bereits vornan denen Abiaufkanälen von Zwangsdurchlauf-Heißwas seranlagen Verwendung finden, wobei die kombinier ten Pump- und Sprühvorrichtungen ohne Veränderung des Ksnal-= installiert werden können. Die Installation erfolgt einfach dadurch, daß diese kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen schwimmend zwischen oem stromaufwärts gelegenen Auslaß aus der Industrieanlage und der stromabwärts gelegenen Abgabestelle in den See, Fluß od. dgl. in der angegebenen Weise verankert werden.

Die Einrichtung ist auch für einen geschlossenen Kreislauf geeignet, bei dem das Wasser aus der Einrichtung in einen schlaufenförmigen Kanal abgelassen wird. Auf Grund der schrittweisen Kühlung durch die schwimmenden kombinierten Pump- und Sprühvc ; richtungen, die in der Kanalschlaufe angeordnet sind kann gekühltes Wasser kontinuierlich aus dem Rückführungsende der Schlaufe zur erneuten Verwendung in die Anlage zurückgefördert werden.

Die Einrichtung nach der Erfindung wird einem ex trem weiten Bereich von Anforderungen gerecht, die bei der Kühlung von Industrieabwasser auftreten So können Wasserdurchflußmengen bis 3,8 Mill. Liter pro Minute und mehr behandelt werden, um eine Verminderung der Wassertemperatur von 11 bis 14°C und zwar bei einer so geringen Annäherung an die umgebende Feuchttemperatur wie etwa von 5 bis 6⁰C /ti erreichen. Der erwünschte Kühleffekt wird durch einen direkten Kontakt zwischen Luft und Wasser erzielt, bei dem ein Massen- und Wärmeübergang von Wasser aul die Luft erfolgt. Die Sprühköpfe erzeugen eine thermisch wirksame, gleichmäßige Wasserversprühung, die zur Verdunstung eines geringen Anteils des zirkulierenden Wassers bei beträchtlicher Wärmeübertragung führt.

Die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen die im Abstand zueinander in Strömungsrichtung an geordnet sind, lassen eine progressive Wärmeabgabe stattfinden, bis die Temperatur des umgewälzten Was sers auf den erwünschten Wert reduziert ist.

Vorzugsweise besteht jede kombinierte Pump- unc Sprühvorrichtung aus einem Pumpenkopf und mehre ren Sprühköpfen. Der Pumpenkopf und die Sprühkopf* sind dabei in weiterer Ausbildung der Erfindung zweck mäßig in Reihe angeordnet.

In weiterer Ausbildung der Erfindung können du kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen paralle

oder quer zur Strömungsrichtung des Wassers zu wenigstens zweien nebeneinander angeordnet sein.

Die Anzahl der im Betrieb befindlichen Pump- und Sprühvorrichtungen läßt sich wahlweise in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit verändern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht jede kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung aus einem zentrischen Pumpenkopf und mehreren Sprühköpfen.

Die Sprühkcpfe liefern dabei zweckmäßig in der Nähe des Pumpenkopfes den Pumpenkopf überlappende Sprühmuster.

Vorteilhaft ist jeder Pumpenkopf mit den ihm zugeordneten Sprühköpfen über starre Verrohrungen verbunden.

Die Zeichungen zeigen in

F i g 1 eine perspektivische Ansicht einer Einrichtung gemäß der Erfindung, die in einem W°sserkanal angeordnet ist,

F i g. 2 eine Seitenansicht einer in dem Kanal einge- m> bauten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung,

F i g. 3 eine graphische Darstellung des mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielbaren Wärmeprofils,

F i g. 4 einen schematischen Grundriß einer Einrichtung nach der Erfindung, wobei die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen unter Einhaltung eines Querabstandes Gruppen bilden und diese Gruppen aufeinanderfolgend entlang des Kanals angeordnet sind; gleichzeitig ist ein Rückführkanal bzw. ein Einlaßkanal für Frischwasser vorgesehen,

F i g. 5 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Anordnung einer Gruppe von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen,

F i g. 6 eine schematische Ansicht einer abgewandelten, gegebenenfalls nicht ganz so vorteilhaften Anordnung einer Gruppe von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen,

F i g. 7 einen Querschnitt durch einen Kanal quer eingesetzter kombinierter Pump- und Sprühvorrichtungen,

F i g. 8 eine schematische Ansicht einer Anordnung von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen in einem Kanal unterschiedlicher Breite, und in

F i g. 9 eine schematische Ansicht einer X-förmigen kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung in einem Kanal.

F i g. 1 zeigt einen Wasserkanal C, in dem ein Wasserstrom S entsprechend den nach rechts weisenden Pfeilen von links nach rechts fließt Das nicht gezeigte stromaufwärts gelegte Ende des Wasserkanal'- nimmt erwärmtes Wasser von einer Industrieanlage auf, beispielsweise von einer Energieerzeugungsanlage, während das nicht gezeigte stromabwärts gelegene Ende des Wasserkanals in ein benachbartes Gewässer, wie etwa einen See, einen Fluß, eine Bucht od. dgl. mündet. An Stelle dessen kann eine als geschlossene Schlaufe ausgebildete Anordnung verwendet werden, wobei der Wasserkanal in die Industrieanlage zurückführt.

Die Zeichnung zeigt kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen M während ihrer Montage. Stromaufwärts erkennt man zwei kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen M, die bereits im Strom schwimmen und fest verankert sind und zwar mittels geeigneter Befestigungsleinen L, die an Ankern A sitzen. Der Vordergrund der Darstellung zeigt einen Kran K mit ^fi5 einem Ausleger B, an dem ein Kranseil H angeordnet ist. Das Kranseil H nagt ein Traggestell R. mit dem gerade eine kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung M in ihre Einsatzstelle im Strom abgesenkt wird. Für Fließbandmontage kann die kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung an einem zentralen Platz am Kanalufer zusammengesetzt, dann zu Wasser gelassen ur.d für ihre ortsfeste Verankerung stromaufwärts oder stromabwärts geflößt werden.

F i g. 1 zeigt eine symmetrische kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung M, die aus einen? zentralen mittleren Pumpenschwimmer 10, stromaufwärts gelegenen Sprüherschwimmern 11 und 12 sowie stromabwärts gelegenen Sprüherschwimmern 13 und 14 besteht. Der Pumpenkopf trägt insgesamt das Bezugszeichen 15, während der Sprühkopf mit dem Bezugszeichen 16 versehen ist Haupt- und Abzweigleitungen, die den Pumpenkopf mit den Sprühköpfen verbinden, sind insgesamt mit der Bezugsziffer 17 bezeichnet. Bei gleichem Abstand zwischen den Sprühköpfen entsteht eine größere freie Rohrleitungslänge zwischen den von den Pumpenköpfen entfernten Sprühköpfen, d. h. zwischen den Sprüherschwimmern 11 und 12 bzw. 13 und 14. Gemäß der Zeichnung können zusätzliche Tragschwimmer 18 vorgesehen werden, die mittels geeigneter Kabel an den Rohrleitungsabschnitten zwischen den Schwimmern befestigt sind.

F i g. 2 zeigt eine mehr ins einzelne gehende Darstellung der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung M nach F i g. 1. Der Pumpenkopf 15 fördert in einen vertikalen Leitungsabschnitt 19, welcher einen T-Anschluß 20 trägt Druckwasser fließt stromaufwärts und stromabwärts durch horizontale Leitungsabschnitte 22 und wird mitteis T-Anschlüssen 24 auf vertikale Leitungsabschnitte 25 verteilt, die zu den jeweils auf den Sprüherschwimmern Il und 13 angeordneten Sprühköpfen 16 führen. Um einen gleichförmigen Druck an den Sprühköpfen aufrecht zu erhalten, wird das Wasser stromaufwärts und stromabwärts der Sprüherschwimmer 12 und 14 durch Reduzieranschlüsse 26 und daran befestigte Leitungsabschnitte 27 und 28 gefördert, die einen geringeren Durchmesser als die Leitungsabschnitte 22 aufweisen. Endstücke 29 stellen die Verbindung zu vertikalen LeitUiigsabschnitten 30 her und versorgen jeweils den Sprühkopf 16 des Sprüherschwimmers 12 und den Sprühkopf 16 des Sprüherschwimmers 14 mit Druckwasser. Sofern erforderlich, können die Leitungsabschnitte 30 einen geringeren Durchmesser aufweisen als die Leitungsabschnitte 25, um einen gleichförmigen Druck in den Sprühköpfen zu erzeugen. Die zwischenliegend angeordneten Tragschwimmer 18 sind über Seile 30a mit Befestigungsschlaufen oder Befestigungsringen 31 verbunden.

Nach Fig.2 fließt der Strom 5 ebenso wie nach F i g. 1 von links nach rechts, wobei der Boden bzw. die untere Fläche als Erstboden das Bezugszeichen G trägt. Die Unregelmäßigkeit der Bodenfläche bietet keinerlei Problem, da die Leitungen 17 von den Schwimmern getragen werden und dementsprechend den Boden nicht berühren können. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel kann die Strömung eine Tiefe von mindestens 210 cm aufweisen, wobei der Abstand zwischen der Schwimmebene oder Wasseroberfläche und der Unterkante der Leitungen 17 etwa 180 cm betragen würde.

Es ist vorteilhaft, Sprühköpfe zu verwenden, die ein vorbestimmtes Sprühmuster erzeugen. Beispielsweise ist die Anwendung von Sprühmustern möglich, die im Querschnitt fächerförmig ausgebildet sind. In F i g. 2 ist in unterbrochenen Linien die angenäherte äußere Form von Sprühstrahlen 32 angedeutet, welche von den

Sprühköpfen 16 erzeugt werden. Die Sprühstrahlen sind dabei in allen Querschnitten symmetrisch. Es sei darauf hingewiesen, daß sich diese Formationen bei Windstille bilden, da Luftbewegungen die Sprühmuster mehr oder weniger verformen und zwar in Abhängigkeit von der Windrichtung und der Windgeschwindigkeit.

Verwendet man im wesentlichen identische Sprühköpfe und führt man das Wasser diesen Sprühköpfen mit annähernd gleichen Drücken und Durchflußmengen zu, so kann von Sprühkopf zu Sprühkopf entlang der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung das gleiche Sprühmuster erzeugt werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen sollte die von den Sprühköpfen ohne den Einfluß von Luftbewegungen erzeugten Sprühmuster hinsichtlich ihrer Durchmesser (bzw. Querschnitte), Höhen- und Sprühvolumina annähernd gleich sein.

Gemäß F i g. 2 können die Sprühstrahlen 32 aus Platzersparnisgründen so angeordnet sein, daß sie sich zwar berühren, jedoch im wesentlichen nicht überlappen. Eine Überlappung der Sprühmuster kann zu einer Verminderung in der Wirksamkeit der Verdunstungskühlung führen. Allerdings sind geringfügige Überlappungen und Sprühstrahltriften unvermeidbar und müssen zumindestens unter ungünstigen Windbedingungen hingenommen werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Sprühköpfe im Abstand von 9 bis 15 m voneinander, wobei ein typischer Abstand 12 m beträgt. Dementsprechend weisen die Sprühmuster einen Durchmesser auf, der etwa dem Abstand zwischen den Mittellinien benachbarter Sprühköpfe entspricht, beispielsweise einem Abstand von 12 m. Unter Verwendung dieses Abstandes würde die Gesamtlänge der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung nach F i g. 2 36 m betragen, wobei die Sprühköpfe einen Abstand von 12 m aufweisen würden, während der Durchmesser der Sprühmuster an der Basis etwa 12 m betrüge. Da die Leitungen 17 vorzugsweise aus steifem Material, beispielsweise aus gußeisernen Rohren und Rohranschlüssen bestehen, dienen sie dazu, den erwünschten Abstand zwischen den Sprühköpfen aufrecht zu erhalten. Es können auch flexible Leitungen und Anschlüsse verwendet werden. Jedoch ist eine Verwendung von steifen Leitungen und steifen Anschlüssen an die Schwimmer vorzuziehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Einbaues der Einrichtung nach der Erfindung werden die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M in etwa auf die Strömungsrichtung ausgerichtet, d. h. sie werden in Strömungsrichtung und nicht quer zur Strömungsrichtung angeordnet. Dies ist der Fall bei den Darstellungen nach den F i g. 1 und 2, in denen die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M mit der Strömungsrichtung fluchten und aufeinanderfolgend entlang des Wasserkanals C angeordnet sind. Wenn der Kanal C, wie es bei den gezeigten Ausführungsbeispielen der Fall ist, in seiner Größe an eine einzige Reihe von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M angepaßt ist, so ordnet man die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M vorzugsweise etwa in der Mitte der Strömung an. Beim Ausführungsbeispiel und in den Fällen, in denen die Sprühmuster einen maximalen Durchmesser von etwa 12 m aufweisen, ordnet man die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M gemäß F i g. 1 in Wasserläufen von 150 bis 210 cm Breite an. im Zusammenhang mit breiteren Wasserläufen können gemäß F i g. 4 Gruppen von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M verwendet werden.

F i g. 4 zeigt eine mit dem Bezugszeichen P versehene Industrieanlage od. dgl., die die Wärmequelle darstellt, wobei die Strömung 5 des heißen Wassers in den Wasserkanal C abgegeben wird und zwar in der Richtung des Pfeiles. Das Ausführungsbeispiel kann sowohl einen schlaufenförmigen Kanal als auch einen Kanal ίο mit Zwangsdurchlauf darstellen. Der mit dem Bezugszeichen R versehenen Kanalabschnitt bildet dabei entweder das Rückführende des schlaufenförmigen Kanals oder einen aus einem natürlichen Gewässer kommenden Wassereinlaßkanal. Bei einer schlaufenförmigen Anordnung wird das gekühlte Wasser zur erneuten Verwendung in die Industrieanlage P zurückgefördert. Nach Wunsch kann ein Speicherreservoir oder ein Speicherteich zwischen dem Wasserkanal und dem Rückführungskanal R vorgesehen werden. Die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M gemäß F i g. 4 entsprechen im wesentlichen ihrer Konstruktion nach den oben an Hand der F i g. 1 und 2 beschriebenen kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M. Sie bestehen aus dem Zentralpumpenschwimmer 10 mit dem Pumpenkopf 15, den Sprüherschwimmern 11 bis 14 und den Sprühköpfen 16. Außerdem sind Tragschwimmer 18 vorgesehen. Die Muster der Sprühstrahlen 32 sind ebenfalls in unterbrochenen Linien angedeutet.

Die Verankerungsleinen 70, 71 und 72 können aus Stahlkabeln bestehen, die sich von in das Ufer eingelassenen Ankern zu den Verankerungsbefestigungen jeweils der Pumpen- oder Sprühköpfe erstrecken. Die Anker können aus an Ort und Stelle vergossenen Posten bestehen, in welchen Stäbe eingebettet sind, die in Befestigungsaugen gemäß F i g. 1 auslaufen. Werden zwei oder mehr kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen M zu einer quer liegenden Gruppe zusammengefaßt, so können sich Verbindungskabel zwischen benachbarten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen erstrecken wie es aus F i g. 4 hervorgeht.

Gemäß Fig.4 sind die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M in aufeinanderfolgenden Gruppen angeordnet, wobei jede Gruppe aus zwei im we· sentlichen nebeneinanderliegenden, in Querrichtung einen Abstand voneinander aufweisenden kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M besteht. Vorzugsweise sind, wie man aus der Zeichnung erkennt, die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen annähemd auf die Strömungsrichtung ausgerichtet. Bei dieser Anordnung saugen sämtliche Pumpenköpfe 15 einer vorgegebenen Gruppe Wasser von annähernc der gleichen Temperatur an und auch sämtliche Sprüh köpfe 16 versprühen Wasser von etwa der gleicher Temperatur. Es sei darauf hingewiesen, daß ein maxi maler Kühlbereich erzielt wird, wenn die Sprühköpfe bei der höchstmöglichen Wassertemperatur betrieber werden. Unter Verwendung von Gruppen (gernäC F i g. 4 sind es drei Gruppen), die aus Paaren von korn biniertem Pump- und Sprühvorrichtungen M bestehen kann eine Strömungsbreite von 24 bis 30 m überdeck werden. Da die Pumpenköpfe quer zur Strömungsrich tung im Abstand zueinander liegen, wird die gesamt« Strömungsbreite erfaßt und die Ausbildung einzelnei Kanäle auf ein Minimum zurückgeführt. Es sei darau hingewiesen, daß bei den meisten Installationen ein< erheblich größere Anzahl von Gruppen oder aufeinan derfolgenden einzelnen kombinierten Pump- un<

Sprühvorrichtungen M verwendet wird, als es in den F i g. 1 und 4 gezeigt ist. Beispielsweise kann es zur Erzielung der erwünschten Abkühlung erforderlich sein, eine langgestreckte Reihe von zehn bis zweihundert aufeinanderfolgenden einzelnen kombinierten Pump s und Sprühvorrichtungen bzw. Gruppen von solchen zu verwenden.

F i g. 3 zeigt ein typisches Thermoprofil. Die Angabe ist qualitativer Art und repräsentiert die Erfordernisse einer bestimmten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung M. Diese hängen von Auslegungskalkulationen ab, in welche die Wasserdurchflußmengen und Wassertemperaturen sowie die erwünschte Temperaturverminderung bei bestimmten oder vorgegebenen Umgebungsbedingungen eingehen. Letztere werden bestimmt von der Feuchttemperatur, der mittleren Windgeschwindigkeit und dem mittleren bariometrischen Druck. Im wesentlichen ergibt jedoch das Thermoprofil nach F i g. 3 ein gutes Bild. Bei dieser Darstellung kann Wasser, das mit einer Temperatur von etwa :o 37°C abgegeben wird, fortschreitend abgekühlt werden und zwar unter Verwendung einer Anzahl von 1 bis 20 kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen M entsprechend der im Zusammenhang mit den F i g. 1 und 2 beschriebenen Ausbildung. Die Grenze wird von der Feuchttemperatur der umgebenden Luft festgelegt. · Einer der Vorteile der aus kombinierten Pump- und Sprühvorrichtjngen M bestehenden Einrichtung nach der Erfindung unter Verwendung genormter Einheiten in genormten Folgen und Mustern liegt darin, daß sich die Auslegungskalkulationen in starkem Maße vereinfachen. Sie können von einem für allgemeine Zwecke vorgesehenen, programmierten Digitalrechner durchgeführt werden. Es ist daher möglich, mit beachtlicher Genauigkeit vorauszusagen, welche Kühlwirkung man bei vorgegebenen Bedingungen und Installationen erzielen kann. Ein Blick auf F i g. 3 läßt die Bedeutung dieser Tatsache ermessen. Beispielsweise führt eine Verwendung von fünf kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen zu einer Temperatursenkung des Wassers von 37°C auf 32^CC. während erheblich mehr kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen erforderlich wären, um die Wassertemperatur um weitere 5 bis 6°C zu senken. Es sei darauf hingewiesen, daß zu einer späteren Zeit zusätzliche kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen an eine bestehende Einrichtung angefügt werden können, wenn die Kühlanforderungen wachsen oder wenn es erwünscht ist, die Temperatur weiter zu reduzieren. Der Punkt, bei dem zusätzliche Anlagekosten zur reinen Kapitalsanlage, bezogen auf eine Erhöhung des Kühleffektes, werden, läßt sich mit der Einrichtung nach der Erfindung ohne weiteres ermitteln.

Wie oben bereits erwähnt sind die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen vorzugsweise so ausgebildet, daß sie die direkte Rezirkulaiion des versprühten Wassers vermindern. Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 1 und 2 wird dies dadurch erzielt, daß die Pumpeneinlässe unterhalb der überstehenden Teile des Pumpenschwimmers angeordnet sind.

Die Fig. 5 und 6 zeigen prinzipielle Möglichkeiten für das Zusammenfassen von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen in Gruppen. Die Strömungsrichtung wird bei diesen Figuren durch Pfeile angezeigt. Nach F i g. 5 liegen vier kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen Mi. M2 und M 4 derart nebeneinander. daß in Querrichtung Abstände gebildet werden, wobei die Pumpenköpfe 15 und die Sprühköpfe 16 innerhalb icder kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung mit der Slrömungsrichiung fluchten. Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 sind die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen Ml, M 2, M3 und M 4 quer liegend oder senkrecht zur Strömungsrichtung ausgerichtet. Man sieht, daß der Abstand zwischen den Pumpenköpfen der Gruppe im wesentlichen der gleiche sein und beispielsweise 12 m betragen kann. Bei der Gruppenanordnung nach F i g. 6 ergeben sich jedoch bestimmte Nachteile. Die Pumpenköpfe 15 saugen nämlich nicht Wasser von gleicher Temperatur an, wie es bei der Ausführungsform nach F i g. 5 der Fall ist, sondern nehmen viel mehr Wasser mit fortschreitend niedriger Temperatur auf. Dementsprechend versprüht die kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung M 4 bei der Ausführungsform nach F i g. 6 Wasser mit niedrigerer Temperatur als die kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung Ml. Die Sprühstrahlen der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtung MA führen dann zu einer weniger wirkungsvollen Verdampfungskühlung. Ein weniger auffälliges Ergebnis ist darin zu sehen, daß die Gruppenanordnung nach F i g. 5 dazu neigt, gegenüber der Anordnung nach Fig.6 die Wind- und Feuchtigkeitsauswirkungen zu vermindern. Wie oben bereits erwähnt, hat die Anordnung der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen mit Querabstand, wie sie auch bei der Gruppierung nach F i g. 5 gezeigt ist, den Vorteil, daß sie im Vergleich zu einer Gruppenanordnung nach F i g. 6 die Tendenz zur Kanal- oder Rinnenbildung vermindert. Da sämtliche Pumpenköpfe nach F i g. 6 entlang der Mittellinie der Strömung angeordnet sind, neigt das in den äußeren Abschnitten der Strömung, d. h. zu jeder Seite der Pumpenköpfe fließende Wasser dazu, die Pumpenköpfe unier Rinnenbildung zu umgehen. Dies führt dazu, daß eine größere Kanallängc und eine höhere Anzahl von aufeinanderfolgenden Gruppen erforderlich sind, um die gleiche Tcmperaturvermindeping zu erzielen. Demgegenüber saugen die Pumpenköpfe bei der Anordnung nach F i g. 5 über der vollen Breite der Strömung Wasser aus der Unterschicht an, versprühen das Wasser bei der verfügbaren Maximaltemperatur und lassen damit die höchstmögliche Wirksamkeit der Verdunstungskühlung zu.

Unabhängig von diesen Tatsachen, die gegen eine Querausrichtung der kombinierten Pump- und .Sprühvorrichtungen sprechen, sind ohne weiteres Fälle möglich, die derartige Anordnungen wünschenswert machen. Eine Anwendung einer Querai>richtung geht aus F i g. 7 hervor. Dementsprechend ist der Wasserkanal C mit geneigten Seilen 100 und einem vertieften Mittelabschnitt 101 versehen. Wenn die Seiten des Kanals nach innen geneigt liegen und die Mitte den tiefster Abschnitt darstellt, besteht eine geringere Neigung zui Rinnenbildung und dem Pumpenkopf steht außerderr eine größere Tiefe zur Verfugung, wenn sämtliche Pumpenköpfe entlang der Mitte des Kanals angeordnei sind. Der Einfachheit halber sind entsprechende Teile der Ano^rdnung nach F i g. 7 mit den Bezugszeichen dei F i g. 2 versehen, wobei jedoch zusätzlich ein Stricr verwendet wird. Aus F i g. 7 ergibt sich, daß die Leitun gen 17' unter Verwendung einer Anzahl von Eckstük ken horizontale Strömungswege bilden, welche in Rieh tung auf die Kanalseiten schrittweise auf höheren F.be nen liegen. Dies bietet den Sprüherschwimmern 11' bii 14' die Möglichkeit, die Leitungen 17 ohne zusätzlich) Schwimmer zu tragen. Alternativ dazu besieht jedocl auch die Möglichkeit, einen Teil des Leitungssystem auf den Boden oder auf den geneigten Seiten des Ka nals abzustützen.

Ein weiterer Vorteil der in Strömungsrichtung fluchtenden Anordnung der kombinierten Pump- und SprüliMirnchiungen ergibt sich aus Fig. 8. Wenn sich Sprühvorrichtungen ergibt sich aus F i g. 8Wenn sich nämlich die Breite des Wasserkanals C verändert oder wenn sich der Kanal in einen verbreiterten Abschnitt öffnet, wie es bei 200 in F i g. 8 gezeigt ist, kann die Anzahl der in Querrichtung verwendeten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen ohne weiteres erhöht werden und es besteht außerdem die Möglichkeit, die Anordnung der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen relativ zu benachbarten kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen zu staffeln, um eine im wesentlichen vollständige Gruppe im gleichen Abstand zueinander liegender kombinierter Pump- und Sprühvorriehtungen quer zur Strömung zu biiden. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellen die kleinen Kreise Sprühköpfe dar. während die großen Kreise Pumpköpfe bedeuten würden. Es handelt sich dabei um kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen gemäß F i g. 2 mit einem zentralen Pumpenkopf und zwei stromaufwärts gelegenen sowie zwei stromabwärts gelegenen Sprühkopf. Beim Eintritt in den Teich oder in die Strömungserweiterung 200 werden in Querrichtung fünf kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen zu einer Gruppe zusammengefaßt. Beginnend auf der Querlinie der Pumpenköpfe in der ersten Gruppe der kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen werden zwei weitere kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen mit Querrichtung hinzugefügt und zwar derart, daß deren erste Sprühköpfe auf der Höhe der Pumpenköpfe liegen. Ein Stück weiter stromabwärts werden neben den Pumpenköpfen der zugeführten kombinierten Pump- und .Sprühvorrichtungen zwei weitere zusätzliche kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen angeordnet, so daß quer zur Strömungsrichtu.ig insgesamt neun kombinierte Pump- und Sprühvorrichtungen liegen. Wie sich aus der Zeichnung ergibt, sind diese Abwandlungen in einer Art und Weise möglich, bei der der gleichförmige Abstand zwischen den Sprühköpfen aufrecht

ίο erhalten wird. Man kann also das wirkungsvollste Sprühmuster aufrecht erhalten und es besteht gleichzeitig die Möglichkeit, eine genügende Anzahl von kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen zu verwenden, um Wasser über der vollen Breite der Stromiing anzusaugen und auf diese Weise Rinnenbildungen zu verhindern.

F i g. 9 zeigt eine X-förmige kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung Λ/5 mit einem zentralen Pumpenkopf 15 und vier außen liegenden Sprühköpfen 16. Bei einer typischen Ausführungsform liegen die Sprül.köpfe 16 an den Ecken eines Quadrats, dessen Abmessungen mit »x« wiedergegeben sind. Damit entsteht eine symmetrische Baueinheil, die den Vorteil mit sich bringt, daß die Kosten für die Verbindungsleitungen gesenkt werden und daß auf Tragschwimmer verzichtet werden kann, jedoch bestellt die Möglichkeit, daß die X-förmigen kombinierten Pump- und Sprühvorr chtungen bei der Verwendung von Strömungen mit wechselnden Breiten und bei einer Anordnung in quer liegenden Gruppen weniger flexibel sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum Herunterkühlen großer Volumina erwärmten Wassers, wie Industrieabwassers, auf eine zur Rückführung oder zur Einleitung in ein offenes Gewässer geeignete Temperatur mit auf eine Wasseroberfläche schwimmend aufgesetzten, verankerten, kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen, die das unter der Wasserobertläche abgesaugte Wasser in einem vorgegebenen Muster zur Verdampfungskühlung mit der umgebenden Atmosphäre versprühen, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen (M) in einem langgestreckten Kanal (C) in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend unter Aufrechterhaltung der Parallelströmung des im Kanal (C) strömenden Wassers verankert sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung (M) aus einem Pumpenkopf (15) und mehreren Sprühköpfen (16) besteht.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkopf (15) und die Sprühköpfe (16) in Reihe angeordnet sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen (M) parallel oder quer zur Strömungsrichtung des Wassers zu wenigstens zweien nebeneinander angeordnet sind (F i g. 4,5,6 und 8).
5. 5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der im Betrieb befindlichen kombinierten Pump- und Sprühvorrichtungen (M) wahlweise in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit veränderbar ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede kombinierte Pump- und Sprühvorrichtung (M) aus einem zentrischen Pumpenkopf (15) und mehreren Sprühköpfen (16) besteht (F ig. 9).
7. 7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühköpfe (16) in der Nähe des Pumpenkopfes (Ί5) den Pumpenkopf (15) überlappende Sprühmuster liefern.
8. 8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pumpenkopf (15) mit den ihm zugeordneten Sprühköpfen (16) über starre Verrohrungen (19, 20, 22,24, 25, 26, 27, 28,29 und 30) verbunden sind (F i g. 2).