DE2342025A1

DE2342025A1 - Spruehwasser-auffangvorrichtung fuer einen kuehlturm

Info

Publication number: DE2342025A1
Application number: DE19732342025
Authority: DE
Inventors: James F Forchini; Ronald M Garcia
Original assignee: Ecodyne Corp
Current assignee: Ecodyne Corp
Priority date: 1972-10-05
Filing date: 1973-08-20
Publication date: 1974-04-18
Also published as: GB1414068A; IT996252B; ES418940A1; US3850595A; CA1012455A; ZA734641B; JPS4972756A

Description

Sprühwasser-Auffangvorrichtung für einen Kühlturm

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Vorrichtungen, mit denen sich Sprühverluste durch Auffangen von in einem im wesentlichen aufwärts gerichteten Gasstrom mitgeführten Flüssigkeitströpfchen vermeiden lassen, und bezieht sich insbesondere auf eine Sprühwasser-Auffangvorrichtung zur Ve^rwenjiuiag in einem künstlich belüfteten Wasser-Kühlturm zum Auffangen von in der durch den Kühlturm aufwärtsströmenden Luft mitgeführtem V/asser.

Bei der in Kühltürmen durch die Bewegung von Luft durch den Kühlturm bewirkten Kühlung von Flüssigkeit wird von der Luft eine beträchtliche Flüssigkeitsmenge aus dem Turm ausgetragen, wenn in der Bewegungsbahn der Luft keine Vorrichtungen angeordnet sind, die die Flüssigkeit abscheiden (auffangen) und nach unten zur vorgesehenen Sammelstelle in einem unterhalb der Kühleinbauten liegenden Sammelbecken umlenken. Bei einigen Anlagen stellt der auf diese Weise eintretende tatsächliche j?lüssigkeitsverlust infolge der unzureichenden Verfügbarkeit und der schwierigen Beschaffung von Flüssigkeit ein ernstes Problem dar. Bei.anderen Anlagen kann der übermäßige Feuchtigkeit sgehalt der ausströmenden Luft in der unmittelbaren

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Nachbarschaft und im Bereich des Luftstromes in 'beträchtlichem Maße zu Belästigungen und zu Schaden an Gebäuden, Einrichtungen, Gegenständen u.dgl. führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sprühwasser-Auffangvorrichtung zu schaffen, die in der ausströmenden Luft mitgerissene Flümgkeitströpfchen aufzufangen und die abgeschiedene Flüssigkeit zuverlässig über durch die Bauweise erhaltene parallele und geneigte Ablaufkanäle in das KaItflüssigkeitsbecken zu leiten vermag.

Flüssigkeitsverlust durch die Luftauslaßöffnung des Kühlturms wird mit Auffangvorrichtungen verhindert, die Sprühverluste verhindernde Lamellen (Sprühwasser-Auffanglamellen) aufweisen.

Erfindungsgemäß ist eine Mehrzahl von Sprühwasser-Auffanglamellen an einer Stützenanordnung abgestützt und so befestigt, daß sich Sprühwasser-Auffangelemente ergeben, mit denen sich die aufgefangenen Flüssigkeitströpfchen zuverlässig von den Auffanglamellen abführen und über eine Reihe von durch die Bauweise erhaltenen parallelen und geneigten Ablaufkanälen dem Kaltwasser-Sammelbecken zuführen lassen.

Beim Verbinden zweier aneinander angrenzender Sprühwasser-Auffangelemente erhält man zwischen diesen einen sich aus der Anordnung ergebenden Ablaufkanal.

Zur Herstellung eines Sprühwasser-Auffangelementes sind mehrere Sprühwasser-Äuffanglamellen an einer Seitenplatte befestigbar. Bei Anschluß eines Auffangelernentes an die Seitenplatte eines benachbarten Elementes ergibt sich aus dieser Anordnung zwischen den Auffangelernenten ein Ablaufkanal.

Eine Sprühwasser-Auffangvorrichtung nach der Erfindung zur Verwendung in Verbindung mit einem Kühlturm v/eist kleine abmessungen auf und kann zur Verringerung der LConta.r;ezei"t. an

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der Baustelle aus in der Fabrik vormontierten Auffangelementen zusammengesetzt werden. Die Vorrichtung ist zu Reparatur- und/ oder Austauschzwecken ohne Schwierigkeiten in die Einbau-Stellung einsetzbar und aus dieser wegnehmbar.

Die Sprühwasser-Auffangvorrichtung nach der Erfindung zur Verwendung in Verbindung mit einem Kühlturm weist eine Mehrzahl von an ihren Enden fest miteinander verbundenen Sprühwasser-Auffangelementen auf, von denen jedes aus einer Mehrzahl von Sprühwasser-Auffanglamellen mit überwiegender Längsausdehnung zusammengesetzt ist, welche an ihren Enden jeweils an einer Seitenplatte abgestützt sind. Die Seitenplatten von an der Längsseite aneinander angrenzenden Auffangelementen sind fest miteinander verbunden und bilden zwischen sich einen aus dieser Anordnung sich ergebenden Ablaufkanal. In den Seitenplatten sind Aussparungen ausgebildet, durch die an den Sprühwasser-Auffanglamellen angesammelte Flüssigkeit in den Ablaufkanal abfließen und einem Kaltwasser-Sammelbeck en zugeführt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematisier Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teils des Kühlturms, bei dem Teile weggelassen sind, um die Anordnung der Sprühwasser-Auffangvorrichtung nach der Erfindung erkennbar zu machen,

Fig. 2 eine Seitenansicht von der Linie 2-2 in Fig. 1 aus der Sprühwasser-Auffangelemente nach der Erfindung,

Fig. 3 eine Seitenansicht des oberen Teils der in Fig. 1 dargestellten Sprühwasser-Auffangvorrichtung,

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Fig. 4 eine Seitenansicht, in vergrößertem Maßstab, eines Teiles der in Fig. 3 dargestellten Sprühwasser-Auffangvorrichtung, aus der der Anschluß der Sprühwasser-Auffanglamellen an die Seitenplatten erkennbar ist, und

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 3» aus dem die Ausbildung von Ablaufkanälen zwischen aneinander angrenzenden Sprühwasser-Auffangelementen ersichtlich ist.

Ein in Fig. 1 dargestellter herkömmlicher Querstrom-Kühlturm weist einen Mantel 11 auf, der aus einer Mehrzahl von Betonfertigteilen zusammengesetzt sein kann und zu dem eine Kühlturmdecke 12 gehört, welche den Boden eines Wasserverteilerbeckens 13 bildet. Die zu kühlende Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, wird in das Verteilerbecken 13 gepumpt und läuft aus diesem über (nicht gezeichnete) Verteileröffnungen auf einen Kühleinbau 16 ab, der unmittelbar unterhalb des Verteilerbeckens 13 angeordnet ist. Nach dem Niederströmen durch den Kühleinbau 16 wird die Flüssigkeit in einem Kaltwasser-Sammelbecken (Tasse) 17 aufgefangen und kann aus diesem zum Gebrauch entnommen werden.

In seitlicher Richtung durch den Kühlturm wird ausgehend von Lufteinlaßöffnungen 18 durch den Kühleinbau 16 und eine Sprühwasser-Auffangvorrichtung 20 ein Luftstrom angesaugt und durch einen (nicht gezeichneten) Ventilatorkamin nach außen abgeführt. Beim Herabrieseln infolge Schwerkraft durch den Kühleinbau 16 wird die Flüssigkeit beim Auftreffen auf die Rieselkörper in feine Tropfen zerlegt. Die Kühlung erfolgt im wesentlichen durch Verdunsten an der Oberfläche der Flüssigkeitströpfchen und durch einen merklichen Wärmeaustausch zwischen der FlussigVeiusoberfläche und der zirkulierenden Luft. Während die,?.-„h Vorganges wird eine gewisse Anzahl von Flüssigkeitströpfcueii im Luftstrom mitgerissen. Wird der

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Austrag der mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen durch den Ventilatorkamin in die Außenluft nicht verhindert, rufen diese Flüssigkeitströpfchen Belästigungen hervor und stellen eine mögliche Gefahr dar. Das Entweichen der in der Luft mitgeführten Flüssigkeitsteilchen durch den Ventilatorkamin wird erfindungsgemäß durch die Sprühwasser-Auffangvorrichtung verhindert.

Die Sprühwasser-Auffangvorrichtung 20 fängt die Flüssigkeitsteilchen in der mit hoher Geschwindigkeit ausströmenden Luft ab, indem sie die durchströmende Luft umlenkt. Die mitgerissene Flüssigkeit trifft an Sprühwasser-Auffanglamellen auf und wird von diesen abgefangen, und das sich ansammelnde Wasser läuft von diesen Auffanglamellen durch den Kühlturm nach unten in das Sammelbecken 17 ab. Der Aufbau der Auffanglamellen 22 ist aus Fig. 3 bis 5 erkennbar. Die Auffanglamellen 22 fangen die im Luftstrom mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen wirksam ab und lenken die Luftströmung so um, daß der Druckabfall im Luftstrom auf ein Geringstmaß herabgesetzt wird. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Stützenanordnung, mit der sich die aufgefangenen Tröpfchen von den Auffanglamellen 22 durch den Kühlturm zurück in das Sammelbecken leiten lassen.

¥/ie aus Fig. 2 zu erkennen, weist die Sprühwasser-Auffangvorrichtung 20 eine Mehrzahl von an ihren Enden fest miteinander verbundenen Auffangelementen 25 auf, von denen jedes aus einer Mehrzahl geneigt angeordneter Auffanglamellen 22 zusammengesetzt ist, die an ihren Enden jeweils an einer Seitenplatte 30 abgestützt sind. Diese erstrecken sich in senkrechter Richtung über im wesentlichen die gesamte Höhe des Auffangelementes 25 und weisen, wie am deutlichsten in Fig. 5 zu erkennen, Mittelteile 31» Innenflansche 32 und Außenflansche 34 auf. Die Innenflansche 32 ragen von den Mittelteilen 31 im wesentlichen rechtwinklig nach außen. In ähnlicher Weise ragen die Außenflansche 34 von den Mittelteilen 31 nach außen und sind so

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gestaltet, daß sie nach, innen gerichtete Lappen 36 und nach außen gerichtete Verbindungsstege 38 aufweisen,die beide im wesentlichen parallel zu den Mittelteilen 31 verlaufen.

Aus Pig. 4 ist zu erkennen, daß die Auffanglamellen 22 als zellenförmige BAuteile von überwiegender Längsausdehnung mit im wesentlichen V-förmigem, hohlem Querschnitt ausgebildet sind und zwei geneigte Teile 40 und 42 aufweisen, die unter gleichen, jedoch gegensinnigen Neigungswinkeln angeordnet sind. An ihren zusammenlaufenden Enden sind die Teile 40 und 42 mit Teilen 44 verbunden. An den auseinanderlaufenden Enden weisen die Teile 40 und 42 einstückig mit ihnen ausgebildete Nasen 46 und 48 auf, die im wesentlichen parallel, zu den Teilen 44 verlaufen. Zur Erhöhung der Starrheit der Auffanglamellen 22 sind an den Enden der Teile 40, 42, 44, 46 und Versteifungselemente 45 angebracht. Die Lamellen 22 sind vorzugsweise als Kunststoff-Extrudate, beispielsweise aus Polypropylen oder Polyvinylchlorid hergestellt.

Die Lamellen 22 sind bei flacher Anordnung mit/Befestigungsstiften 60 an den Seitenplatten 30 so befestigt, daß zwischen sich gegenüberliegenden Lamellen Kanäle 50 gebildet sind, durch die die Luft hindurchströmen kann. Die Befestigungsstifte 60 durchdringen in den Seitenplatten 30 ausgebildete Aussparungen 62 und 64 und weisen jeweils einen Kopf und einen Schaft auf. Der Schaft durchdringt die Aussparung 62 bzw. 64 und greift sicher in eines der Versteifungselemente 45 ein. Die Aussparungen 62 und 64 sind so bemessen und gestaltet, daß der Kopfteil der Befestigungsstifte nicht hindurchdringen kann. In Fig. 4 ist zu erkennen, daß die Aussparungen 64 L-förmig ausgebildet sind, so daß von den Befestigungsstiften 60 nicht verschlossene freie Bereiche verbleiben, durch die das an den Lamellen 22 aufgefangene V/asser hindurchfließen kann. Die Befestigungsstifte 60 können in an sich bekannter Weise ausgebildet sein.

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Fig. 5 zeigt, daß an der Längsseite aneinander angrenzende Auf fange lenient e 25 dadurch miteinander fest verbunden sind, daß die einander benachbarten Seitenplatten 30 aneinander befestigt sind. Die Innenflansche 32 überlappen einander an ihren äußeren "Rändern und die Lappen 36 liegen aneinander an, so daß die Seitenplatten 30 in einem vorbestimmten Abstand voneinander gehalten sind und zwischen sich einen Ablaufkanal bilden. Zwischen den einander benachbarten Verbindungsstegen ist eine in senkrechter Richtung sich erstreckende Stütze 72 angeordnet und an den Stegen mit einem Befestigungsstift 75 befestigt. In Pig. 4 ist zu erkennen, daß in der Stütze 72 zur Aufnahme des Befestigungsstiftes 75 ein Winkelschlitz 74 mit einer einem Hundebeän ähnlichen Gestalt ausgebildet ist. Die Stütze 72 erstreckt sich über die gesamte Höhe der Auffangvorrichtung 20 und dient zum Verbinden in senkrechter Richtung einander benachbarter Auffangelemente 25 miteinander. Dadurch ist eine starre Sprühwasser-Auffangvorrichtung 20 erhalten, die den durch den Angriff des Luftstromes an den Lamellen 22 an ihr aufgetragenen Kräften zu widerstehen vermag.

Die Sprühwasser-Auffangvorrichtung 20 ist an ihrem oberen Ende an der Kühl turmdecke 12 und an ihrem unteren^n dem das Sammelbecken 17 bildenden Fundament abgestützt bzw. befestigt. Y/ie aus Fig. 1 und 3 zu erkennen, ist die Auffangvorrichtung mit einer Stützenanordnung 80 an Kühleinbau-Tragrohren 78 hängend angeordnet. Zur Stützenanordnung 80 gehören die an den Seitenplatten 30 befestigten Stützen 72, von diesen/lm^weils Abstand und parallel angeordnete Stützen 82, sowie eine Mehrzahl von in im wesentlichen senkrechter Richtung mit Zwischenabstand angeordnete Querstreben (Abstandsstreben) 84, die die Stützen 72 und 82 miteinander verbinden. An ihren oberen Enden sind die Stützen 72 und 82 jeweils mit einem Tragbügel 85 an ein zugehöriges Tragrohr 78 angeschlossen, so daß die Stützenanordnung 80 an diesem hängend gehalten ist. An den unteren Enden weisen die Stützen 72/ni.ifi^einnen über die Innenkante der Lamellen 22 hinausreichende Verbindungsstrebe 86 auf,

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an die das äußere Ende einer Zugstange 87 angeschlossen ist. Deren inneres Ende ist mit einem in das Fundament eingebetteten Verankerungselement 88 verschraubt. Der Neigungswinkel der Auffangvorrichtung 20 gegenüber der Strömungsrichtung des Luftstromes ist durch Verändern der wirksamen Länge der Zugstange 87 exakt einstellbar.

Im Betrieb des Kühlturms 10 wird zu kühlende Flüssigkeit in das Verteilerbecken 13 gepumpt, von dem aus die Flüssigkeit über Verteileröffnungen in den Kühleinbau 16 abläuft, durch den sie infolge Schwerkraft hindurchfällt und dabei beim Aufprallen auf die Rieselkörper in Tröpfchen zerlegt wird und ebenfalls an den Rieselkörpern und tragenden Bauteilen einen Flüssigkeitsfilm bildet. Mit einem Gebläse wird dann von den Lufteinlaßöffnungen 18 her ein Luftstrom durch den Kühlturm und den Kühleinbau 16 angesaugt. Die infolge der Schwerkraft niederströmende Flüssigkeit wird durch den durch den Kühleinbau 16 gerichteten Luftstrom v/irksam gekühlt und im Kaltwasser-Sammelbecken 17 aufgefangen. Während des Vorganges wird eine gewisse Anzahl von Flüssigkeitströpfchen im Luftstrom mitgerissen, die Belästigungen hervorrufen und eine mögliche Gefahrenquelle bilden, wenn ihr Entweichen in die Außenluft nicht verhindert wird.

Wie in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet, gelangt der Luftstrom mit den in ihm mitgeführten Flüssigkeitströpfchen aus dem Kühleinbau 16 zur Sprühwasser-Auffangvorrichtung 20. Die flussigkeitbeladene Luft strömt durch die Kanäle 50 zwischen einander benachbarten Lamellen 22 und kommt mit den Lamellenoberflächen in Berührung, so daß sich die mitgeführte Flüssigkeit an den unteren Flächen der Kanäle 50 sammelt. Da, wie bereits erwähnt, die Lamellen 22 und daher auch die Kanäle in Längsrichtung geneigt sind, fließt die an den unteren Flächen der Kanäle 50 sich sammelnde Flüssigkeit nach unten zu den Seitenplatten 30 hin, passiert die in diesen ausgebildeten Aussparungen 64 und gelangt in die Ablaufkanäle 70, in denen sie frei nach unten in das Sammelbecken 17 fallen kann.

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Die Sprühwasser-Auffangvorriclitung 20 nach, der Erfindung ermöglicht eine vollständigere Abführung der in der Luft mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen, indem sie die an den Sprühwasser-Auffanglamellen 22-angesammelte Flüssigkeit wirksam in das Sammelbecken 17 ableitet. Durch ihren verbesserten Aufbau lassen sich die Auffangelemente 25 zur Verringerung der Kosten für Baustellenmontage in der Fabrik vormontieren.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehende bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen dieses Grundgedankens in vielfältiger Weise abwandelbar.

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Claims

1A-43 395 ANSPRÜCHE

11/ Sprühwasser-Auffangvorrichtung, die in einem Kühlturm für Flüssigkeiten, welcher einen Lufteinlaß, einen Luftauslaß und eine Vorrichtung aufweist, mit der Luftströme vom Einlaß zum Auslaß entlang eines im wesentlichen waagerechten und die im Kühlturm infolge Schwerkraft niederströmende Flüssigkeit schneidenden Strömungsweges gerichtet werden, so angeordnet ist, daß in der Luft mitgerissene Flüssigkeitströpfchen unmittelbar vor dem Austritt der Luft am Auslaß auffangbar sind, dadurch gek ennz e i chnet, daß eine Mehrzahl von Sprühwasser-Auffangelementen (25) an ihren Enden miteinander verbunden sind, daß jedes dieser Auffangelemente (25) aus einer Mehrzahl von Sprühwasser-Auffanglamellen (22) von überwiegender Längsausdehnung zusammengesetzt ist, die an ihren Enden jeweils an einer Seitenplatte (30) abgestützt sind, daß die Seitenplatten (30) von an ihren Längsseiten aneinander angrenzenden Auffangelementen (25) miteinander verbunden sind und zwischen sich einen durchgehenden Ablaufkanal (70) bilden, und daß die Seitenplatten (30) Aussparungen (64) aufweisen, durch die an den Auffanglamellen (.22) sich ansammelnde Flüssigkeit in den Ablaufkanal (70) abfließen kann.

2. Sprühwasser-Auffangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffanglamellen (22) geneigt angeordnet sind, um die an ihnen sich ansammelnde Flüssigkeit zu zwingen, durch die Aussparungen (61·) in den Seitenplatten (30) hindurchzufließen.

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3. Sprühwasser-Auffangvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenplatten (30) in Längsrichtung sich erstreckende und nach außen ragende erste und zweite Flansche (34»32) aufweisen, und daß die mit ihren Längsseiten aneinander angrenzenden Seitenplatten (30) so miteinander verbunden sind, daß jeweils einander entsprechende erste und zweite Flansche (34,32) aneinander anliegen und zwischen sich den durchgehenden Ablaufkanal (70) bilden.

4. Sprühwasser-Auffangvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit den ersten Flanschen (34) einstückig Verbindungsstege (38) ausgebildet sind, in denen Befestigungsmittel (75) zum Verbinden an ihren Längsseiten aneinander angrenzender Seitenplatten (30) aufnehmbar sind.

5. Sprühwasser-Auffangvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sprühwasser-AußTanglamellen (22) mit den Seitenplatten (30) mit Befestigungsstiften (60) verbunden ist,deren Schaft die Aussparung (64) in der Seitenplatte (30) durchdringt und in die Lamelle (22) eingreift, und deren Kopf so bemsssen ist, daß er die Aussparung (64) nicht durchdringen kann.

6. Sprühwasser-Auffangvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestalt der Aussparung (61·) in der Seitenplatte (30) so gewählt ist, daß der Kopf des Befestigungsstiftes (60) nicht hindurchdringen kann, während Durchfluß von an der Auffanglamelle (22) sich ansammelnder Flüssigkeit in den Ablaufkanal (70) möglich ist.

7. Sprühwasser-Auffangvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der ersten Flansche (34) nach innen eingerollt sind und am entsprechenden eingerollten äußeren 3nde der mit der Längsseite angrenzenden Seitenplatte (30) anliegen.

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8. Sprühwasser-Auffangvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennze ichnet, daß die äußeren Enden der zweiten Plansche (32) mit Überlappung aneinander anliegen.

9. Sprühwasser-Äuffangvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verbinden in senkrechter Richtung einander benachbarter Sprühwasser-Auffängelemente (25) zwischen zwei einander benachbarten Verbindungsstegen (38) in senkrechter Richtung verlaufende parallele Stützen (72) befestigt sind.

10. Sprühwasser-Auffangvorrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (72) dazu dienen, die Sprühwasser-Auffangvorrichtung. ( 20) im Innern des Kühlturms (10) hängend anzuordnen.

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