DE2250912C3

DE2250912C3 - Packing for process engineering apparatus

Info

Publication number: DE2250912C3
Application number: DE19722250912
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr.-Ing.; Bulang Siegfried Dipl.-Ing.; 5100 Aachen Regehr
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Filing date: 1972-10-18
Publication date: 1976-12-16

Description

3030th

Die Erfindung betrifft einen Füllkörper für verfahrenstechnische Apparate zum Stoff- jnd/oder Wärmeaustausch zwischen gasförmigen und flüssigen Medien, bestehend aus einem wabenförmigen Block zusammengefügten verformten Lamellen aus Kunststoffplatten bzw. -folien, die parallele Strömungskanäle mit winklig zueinander angeordneten Wandungen und beliebigen geometrischen Querschnittsformen bilden.The invention relates to a packing for process engineering apparatus for exchanging substances and / or heat between gaseous and liquid media, consisting of a honeycomb-shaped block joined together deformed lamellas made of plastic sheets or foils, the parallel flow channels with angled Form mutually arranged walls and any geometric cross-sectional shapes.

Werden Füllkörper, die beispielsweise im Querschnitt dreieckige Strömungskanäle haben, mit einer Flüssigkeit berieselt, die das eine Austauschmedium bildet, so zeigt es sich, daß ein Teil der Flüssigkeit sich in die von den Wandungen der Strömungskanäle gebildeten Zwickel hineinzieht. Wegen der relativ hohen Kohäsionskräfte verbleibt diese Flüssigkeitsmenge, die auch als »Zwickelflüssigkeit« bezeichnet wird, im Zwikkel und nimmt wegen des' geringen Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen nur zu einem unwesentlichen Teil am Wärme- und Stoffaustausch teil. Bei einer Vielzahl von Strömungskanälen, fällt auf diese Weise ein großer Anteil der Flüssigkeit als Austauschmedium aus, wodurch sich auch Schwierigkeiten bei der Vorausberechnung der Austauschleistung ergeben.If filling bodies, for example, have flow channels triangular in cross-section, with a If liquid, which forms the one exchange medium, is sprinkled, it turns out that a part of the liquid is in pulls in the gussets formed by the walls of the flow channels. Because of the relatively high cohesive forces This amount of fluid, which is also known as "gusset fluid", remains in the gusset and increases only to an insignificant extent because of the low surface-to-volume ratio Part of the heat and mass transfer. In the case of a large number of flow channels, occurs in this way large proportion of the liquid is used as the exchange medium, which also creates difficulties in the precalculation of the exchange service.

Der Erfindung liegt Häher die Aufgabe zugrunde, die Füllkörper so zu gestalten, daß sie die Bildung von Zwickelflüssigkeit weitgehend vermeiden und einen größtmöglichen Wärme- und/oder Stoffaustausch zwischen den sie durchziehenden Medien gestatten.The invention is based Häher the task of designing the packing so that they the formation of Avoid gusset liquid and the greatest possible heat and / or material exchange between allow the media flowing through them.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil der Wandung jedes Strömungskanals an den mit benachbarten Wandungen einen Winkel einschließenden Rändern aus der Wandungsebene hervortretende Auswölbungen aufweist, die in Richtung zur jeweiligen Wandungsmitte schräg nach abwärts gerichtete längliche Noppen sind.This object is achieved according to the invention in that at least part of the wall of each flow channel at the edges from the plane of the wall that form an angle with adjacent walls Has protruding bulges that are inclined in the direction of the respective wall center are downwardly directed elongated knobs.

Hierdurch wird erreicht, daß die in den Zwickeln befindliche Flüssigkeit unter Bildung eines Flüssigkeitsfilmes, zur Wandungsmitte hin abgeleitet wird und eine im Verhältnis zum Volumen größere Oberfläche erhält Zugleich wird die Flüssigkeit aus den Zwickelzonen heraus in ein Gebiet transportiert, wo die Gasgeschwindigkeit höher ist, so daß auch ein größerer Wärme- und Stoffaustausch stattfindet.This ensures that the liquid in the gusset forms a liquid film, is derived towards the center of the wall and is given a larger surface in relation to the volume At the same time, the liquid is transported out of the gusset zones into an area where the gas velocity is higher, so that there is also a greater exchange of heat and substances.

Da die Wandungen der Strömungskanäle beidseitig besuömt werden, ist es vorteilhaft, wenn die Auswölbungen im Wechsel aus der einen oder anderen Wandungsebene hervorragen.Since the walls of the flow channels are covered on both sides, it is advantageous if the bulges alternately protrude from one or the other wall level.

Es ist zwar bekannt, den an den Wandungen von Füllkörpern entlang fließenden Flüssigkeitsfilm durch vorstehende Noppen zu zerreißen, doch war es bisher nicht möglich, die in den Zwickeln von einen Winkel einschließenden Wandungen bereits gebildete Flüssigkeitsanhäufung, die sich ungünstig auf den Wirkungsgrad des Füllkörpers auswirkt, zu beseitigen.It is known to flow through the liquid film flowing along the walls of the packing to tear protruding knobs, but it has not been possible so far from an angle in the gussets enclosing walls already formed accumulation of liquid, which adversely affects the efficiency of the packing affects to eliminate.

So genügt es nicht (DT-Gbm 19 40 933) lediglich waagerecht verlaufende Rippen vorzusehen, da sich auch dort unerwünschte Zwickelflüssigkeit ansammelt.So it is not sufficient (DT-Gbm 19 40 933) to provide only horizontally running ribs, since there are there also accumulates unwanted interstitial fluid.

Bei einem anderen Füllkörper (DT-OS 20 32 292) sind im Bereich der einen stumpfen Winkel einschließenden Wandungen Durchbrechungen vorgesehen. Diese hindern aber nicht, daß sich im Bereich der einen spitzen Winkel einschließenden Wände trotzdem Zwikkelwasser ansammelt, zumal die Ränder der Durchbrechungen als Führung für das Wasser in Richtung zum Zwickel wirken.In another packing (DT-OS 20 32 292) are in the area of the enclosing an obtuse angle Wall openings provided. But these do not prevent themselves from being in the area of the one Walls enclosing acute angles still have Zwikkelwasser accumulates, especially since the edges of the perforations act as a guide for the water in the direction of the Gusset work.

Ferner ist durch die DT-OS 21 22 537 ein Füllkörper bekanntgeworden, der sowohl schräge als auch waagerechte Rillen aufweist. Doch sind diese Rillen so angeordnet, daß die Flüssigkeit gerade zum Zwickel hingeleitet wird.Furthermore, through the DT-OS 21 22 537 a packing has become known, which is both inclined and horizontal Has grooves. But these grooves are arranged so that the liquid is directed straight to the gusset will.

Es zeigt sich somit, daß sowohl die Aufgabenstellung als auch die vorgenannte Lösung der Aufgabe neu ist.It can thus be seen that both the definition of the problem and the aforementioned solution to the problem are new.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigtThe invention is shown in more detail in the drawing, for example explained, namely shows

F i g. 1 eine perspektivische Teilansicht eines Füllkörpers gemäß der Erfindung,F i g. 1 is a perspective partial view of a filling body according to the invention,

F1 g. 2 eine teilweise Abwicklung eines Strömungskanals des Füllkörpers nach F i g. 1, F1 g. FIG. 2 shows a partial development of a flow channel of the filling body according to FIG. 1,

Fig.3 einen Längsschnitt nach der Linie 1II-1II in F i g. 2,3 shows a longitudinal section along the line 1II-1II in F i g. 2,

F i g. 4 eine teilweise schemn.tische Draufsicht auf einen Füllkörper undF i g. 4 is a partially schematic top view of a filler body and

F i g. 5 eine Einzelheit in der Draufsicht in vergrößertem Maßstab.F i g. 5 shows a detail in plan view on an enlarged scale.

Der in F i g. 1 gezeigte Füllkörper 1 besteht aus einer Vielzahl paralleler, glatter Kunststoffolien 2 und dazu gegenläufiger, mäanderförmig oder zickzackförmig verformter Kunststoffolien 3 und bildet einen Wabenblock mit einer Vielzahl im Querschnitt dreieckiger Strömungskanäle 4, wie dies F i g. 4 schematisch zeigt.The in F i g. 1 shown filler body 1 consists of a plurality of parallel, smooth plastic films 2 and to it opposing, meandering or zigzag deformed plastic films 3 and forms a honeycomb block with a plurality of flow channels 4 of triangular cross-section, as shown in FIG. 4 shows schematically.

Wie Fig.l und insbesondere die F i g. 2 und 3 erkennen lassen, weisen die lotrechten Wandungen 5 zumindest der verformten Kunststoffolien 3 an ihren, die Ekken oder Zwickel 6 bildenden Rändern, lotrechte Reihen von schräg nach abwärts zur Wandungsmitte gerichteten Auswölbungen 7 in Form länglicher Noppen auf. Diese können aus dem Lamellenwerkstoff abwechselnd positiv und negativ oder auch auf der einen Seite positiv und auf der anderen Seite negativ ausgeformt sein. Wichtig ist, daß diese Noppen der im Zwickel anhaftenden Flüssigkeit eine waagerechte Ableitkomponente erteilen.As Fig.l and in particular the F i g. 2 and 3 recognize let the vertical walls 5 have at least the deformed plastic films 3 at their, the corners or edges forming gusset 6, vertical rows from obliquely downward to the center of the wall Bulges 7 in the form of elongated knobs. These can alternate from the lamellar material positive and negative or positive on one side and negative on the other being. It is important that these knobs form a horizontal drainage component for the liquid adhering to the gusset To give.

Mit Hilfe dieser Auswölbungen 7 wird es ermöglicht, daß die in den Zwickeln 6 angesammelte Flüssigkeit, die sogenannten Zwickelflüssigkeit 8 (F i g. 5) zur Wan-With the help of these bulges 7 it is made possible that the liquid accumulated in the gussets 6, the so-called interstitial fluid 8 (Fig. 5) to the wall

dungsmitte hin abgeleitet wird Sie verteilt sich dabei über die ganze Wandungsfläche und nimmt am Stoffaustausch besser teil.It is distributed over the entire wall surface and takes part in the exchange of substances better part.

F i g- 5 zeigt einen solchen Zwickel 6. Es ist unschwer zu erkennen, daß die freie Oberfläche der Zwickelflüssigkeit im Verhältnis zu ihrem Volumen relativ gering ist, so daß relativ große Mengen an Mediumsflüssigkeit am Austauschvorgang praktisch nicht teilnehmen. Durch die Auswölbungen 7 wird die Zwickelflüssigkeit aus den Zwickeln 6 herausgezogen.Fig. 5 shows such a gusset 6. It is not difficult to recognize that the free surface of the interstitial fluid in relation to its volume is relatively small is, so that relatively large amounts of medium liquid practically do not participate in the exchange process. The gusset liquid is drawn out of the gussets 6 through the bulges 7.

Die an den Wandungen der Strömungskanäle fließende Flüssigkeit strömt im wesentlichen laminar, so daß ledigl.ch die Grenzschicht an der Oberfläche der Flüssigkeit am Stoff- und/oder Wärmeaustausch teilnimmt. The liquid flowing on the walls of the flow channels flows essentially in a laminar manner, see above that ledigl.ch the boundary layer on the surface of the liquid participates in the exchange of substances and / or heat.

Gemäß den F i g. 2 und 3 sind die Wandungen 5 mit waagerechten länglichen Auswölbungen 9 versehen.According to FIGS. 2 and 3, the walls 5 are provided with horizontal elongated bulges 9.

die, wie F i g. 3 zeigt, abwechselnd negativ und positiv ausgebildet sind. Durch diese Auswölbungen 9 wird die laminare Strömung der an der Wandung fließenden Flüssigkeit unterbrochen, abgerissen und turbulem gemacht. the, as F i g. 3 shows alternating negative and positive are trained. By these bulges 9 is the laminar flow of the liquid flowing on the wall is interrupted, torn off and made turbulent.

Zugleich wird auch die gasförmige Mediumssirömung in ihrem Weg gestört und in Wirbel versetzt. Dabei wird ein inniger Wärme- und/oder Siofiaustausch herbeigeführt.At the same time, the gaseous medium flow is also disturbed in its path and set into eddies. An intimate exchange of heat and / or silicon is brought about.

Durch die Auswölbungen 7 und 9. die für sich oder in Kombination zumindest an einem Teil der Wandungen 5 der Strömungskanäle 4 vorgesehen sind, wird eine beträchtliche Leistungserhöhung des Füllkörper;» erzielt, ohne daß ein gegenüber den bekannten Ausfuhrungen erhöhter Aufwand oder Raumbedarf erforderlich ist.Due to the bulges 7 and 9, individually or in combination, at least on part of the walls 5 of the flow channels 4 are provided, a considerable increase in performance of the filler body; achieved, without an increased effort or space requirement compared to the known designs is.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Packing for process engineering apparatus for mass and / or heat exchange between gaseous and liquid media, consisting of joined together to form a honeycomb block, deformed lamellas made of plastic sheets or foils, the parallel flow channels with angled Form mutually arranged walls and any geometric cross-sectional shapes, characterized in that at least one Part of the walls (5) of each flow channel (4)

at the edges from the wall plane that form an angle with adjacent walls (5) Has protruding bulges (7), which in the direction of the respective wall center obliquely downward elongated knobs are.

2. Filler body according to claim 1, characterized in that the bulges (7) in per se known Way are formed from the lamellar material.

3. Filler body according to claim 1 or 2, characterized in that the bulges (7) in the Changes on one or the other wall level protrude.