DE2457803A1 - Kontaktkoerper fuer kuehlturm - Google Patents

Kontaktkoerper fuer kuehlturm

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DE2457803A1 DE19742457803 DE2457803A DE2457803A1 DE 2457803 A1 DE2457803 A1 DE 2457803A1 DE 19742457803 DE19742457803 DE 19742457803 DE 2457803 A DE2457803 A DE 2457803A DE 2457803 A1 DE2457803 A1 DE 2457803A1
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Description

HOFFMANN : &r EIT£,E · FATBNTAiWALTB
D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABEtLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)
AB Svenska Fläktfabriken, Nacka/ Schweden
Kontaktkörper für Kühlturm
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kontaktkörper für Wasser und Luft, vorzugsweise für Kühltürme und Luftbefeuchter, bestehend aus einer Anzahl vertikal und parallel zueinander angeordneter Kontaktplatten, die mit eine sog.Feinstruktur bildenden Falten oder Wellen versehen sind, deren Höhe zwischen 1 und 5 mm, und deren Länge kürzer als 12 mm bemessen ist.
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In Kühltürmen üblicher Ausführung wird das zu . . kühlende Wasser mit Hilfe einer Sprüheinrichtung, z.B. einer Anzahl im Oberteil des Turmes angeordneter Düsen, über einen im Turm befindlichen Kontaktkörper verteilt und strömt danach in ständigem Kontakt mit der in den Turm an seinem Boden oder seinen Seiten einströmenden Kühlluft im Turm abwärts. Zwecks Bewirkung eines guten thermischen Kontaktes zwischen dem Wasser und der Luft, d.h. eines hohen Kühleffektes, ist es wichtig, daß das Wasser an einem möglichst großen Teil der Flächen des Kontaktkörpers haftet. Der Kontaktkörper soll selbstredend eine große Kontaktfläche pro Volumeneinheit haben, damit der Kühlturm kompakt ausgeführt werden kann.
Der Kontaktkörper besteht oft aus gewellten Platten oder Folien aus z.B. Metall, Kunststoff oder imprägnierter Pappe, die in einem solchen Abstand voneinander angebracht wurden, daß Kanäle geeigneter Größe gebildet werden, um die Wasser- und Luftströme durch den Kontaktkörper passieren zu lassen. Fast ungeachtet des gewählten Materiales ist es schwierig, besonders bei geringen Wassermengen, eine gute Haftung und eine gleichmäßige Wasserverteilung über die Platten im Kontaktkörper zu erhalten. Es wurde versucht, diese Ungelegenheit dadurch zu beseitigen, daß die Kontaktplatten mit einer Art von Feinstruktur versehen werden, z.B. in Form nach einem Muster geordnet, kleiner Erhöhungen und Vertiefungen in den Oberflächen der Platten, aber auch dies führte zu keinem zufriedenstellenden Ergebnis.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorstehend genannten Nachteile zu beseitigen und einen Kontaktkörper zu schaffen, der eine solche Feinstruktur aufweist, daß eine optimale Wasserverteilung gepaart mit einer
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guten Haftung an der Kontaktplatte erhalten wird. Mit optimaler Wasserverteilung ist hier gemeint, daß in Form eines •schmalen Rinnsales an der oberen Kante einer Kontaktplatte herausströmendes Wasser veranlaßt wird, sich so stark wie möglich auszubreiten, bevor es zur unteren Kante der Platte gelangt. " -
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jede Kontaktplatte längs ihrer Erstreckung in vertikaler Richtung eine Anzahl von Federn aufweist, innerhalb derer die Falten parallel zueinander sind, daß die Falten für zwei angrenzende Felder eine entgegengesetzte Neigung zur Vertikalebene haben, und daß die längs den Kontaktkörpern verlaufenden Falten einen Winkel zur Vertikalebene bilden, der zwischen 65 und 88 beträgt, um eine gute Haftung und eine günstige Verteilung des Wassers dadurch zu erhalten, daß die auf die Flüssigkeit wirkende Oberflächenspannung größenmäßig mit der auf die Flüssigkeit wirkenden Schwerkraft nahezu übereinstimmt. Hierdurch wird eine gute Haftung an der Kontaktplatte erreicht. Auch kann ein Ausgleich einer eventuellen Schrägverteilung des Wasserflusses erfolgen. Die letztere Eigenschaft ist sehr wichtig, da sich mit den Sprühanordnungen, die in der Praxis angewendet werden, am Oberteil des Kühlturmes selten eine gleichmäßige,Wasserverteilung über den Querschnitt des Kontaktkörpers erzielen läßt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß zwecks Erzielung der optimalen Wasserverteilung die auf die Flüssigkeit wirkende Oberflächenspannungskraft größenmäßig mit der auf die Flüssigkeit wirkende Schwerkraft nahe übereinstimmen muß. Wie nachstehend aufgezeigt werden wird, müssen Neigung, Form und Höhe der Falte
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in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen, um optimale Wasserverteilung zu ergeben. Ferner soll, zur Bewirkung des jeweiligen Effektes, die Fläche der Kontaktplatte in vertikaler Erstreckung der Platte derart in Felder eingeteilt werden, daß die Falten in aufeinanderfolgenden Feldern in entgegengesetzter Richtung zur Vertikalebene geneigt sind, wobei eine Umverteilung des Wasserstromes auf gleichmäßige Abstände längs der Platte erfolgt.
Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kontaktkörpers sind in den Ansprüchen 2-12 gekennzeichnet.
Die Erfindung ist in erster Linie für Anwendung in Kühltürmen gedacht, in denen die Wasser- und Luftströme im Gegenstrom fließen, wobei die Kühlluft im Kontaktkörper aufwärts strömt. Die Erfindung kann jedoch, wie aus Nachstehendem hervorgeht, auch in Kühltürmen Anwendung finden, die nach dem QuerStromprinzip arbeiten, d.h., in 'Kühltürmen, in denen die Kühlluft horizontal durch den Kontaktkörper strömt. Sie kann aber auch in Luftbefeuchtern vom sog. Einsatztyp Anwendung finden. Diese Luftbefeuchter arbeiten auf der gleichen Weise wie Kühltürme vom Querstromprinzip. Der Wasserfluß durch den Kontaktkörper ist jedoch in der Regel bedeutend geringer als bei Kühltürmen.
Ausführuhgsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen
Fig. 1 die Feinstruktur eines Teiles einer Kontaktplatte zeigt,
Fig. 2 schematisch eine Kontaktplatte zeigt, bei der die Feinstruktur in Vertikalrichtung in Felder eingeteilt ist,
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Fig. 3 schematisch eine Kontaktplatte zeigt, bei der die Feinstruktur in Vertikal- und HoriZontalrichtung in Felder eingeteilt ist,
Fig. 4 perspektivisch eine Kontaktplatte zeigt, bei der die Feinstruktur auf eine Platte mit Grundstruktur aufgebracht ist,
Fig. 5 perspektivisch zeigt, wie eine Anzahl letztgenannter Platten zusammen einen Kontaktkörper bilden.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Teil einer mit einer Feinstuktur versehenen Kontaktplatte. Die Feinstuktur besteht hier aus einer zusammenhängenden Folge sinusförmiger Falten 2, die das ganzaFeld bedecken. Diese Falten können bei Sinusform vorzugsweise eine Höhe (h) von 2,5 mm und eine Wellenlänge (^) von 7mm haben. Die Neigung zur Vertikalebene (LP) kann vorzugsweise zwischen 75° und 85° betragen.· Mit der Höhe (h) ist der Abstand zwischen Wellental und Wellenkopf auf der Seite·der Platte gemeint, d.h. die Plattendicke ist in diesem Abstand nicht inbegriffen. Bei der genannten Neigung, Höhe und Form der Feinstruktur ergibt sich eine kräftige Ausbreitung des Wasserflusses, der an der Oberkante der Kontaktplatte in Form eines schmalen Rinnsales zugeführt wird. Die Breite· (b) des gezeigten Feldes mit Feinstruktur kann je nach der Größe der Platte vorzugsweise- 2o-5o mm gewählt werden. In vertikaler Richtung der Kontaktplatte soll sich daran ein Feld mit in entgegengesetzter Richtung geneigte Falten anschließen. Auf diese Weise erhält man eine abwechselnde Richtungsänderung des Wasserflusses, die unter ständiger Umverteilung und Ausbreitung auf der Kontaktplatte erfolgt. Außer sinusförmigen Falten kann beispielsweise eine Feinstruktur in Form dreieckiger Falten gewählt wrden. Die Form der Falten beeinflußt
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jedoch, wie bereits erwähnt, die zu wählende Höhe und Neigung, um eine optimale Wasserverteilung zu erzielen, da ja die Oberflächenspannungskraft weitgehend von den Krümmungsradien der Falten abhängt. In der nachstehenden Tabelle sind einige experimentell erhaltene Werte für den Ausbreitungswinkel ((3) des Wassers als Punktion des Winkels (iß ) der Falten zur Vertikalebene auf einer Kontaktplatte mit nahezu sinusförmigen Falten von 2,5 mm Höhe zusammengestellt. Der Wasserfluß auf der Kontaktplatte entsprach bei der Meßgelegenheit einem typischen Wert für Kontaktplatten in Kühltürmen.
45 5o 55 6o 65 7o 75 8o 85 9o
7 9 13 •16 19 24 55 65 58 6
Winkel zur Vertikalebene
Ausbreitungswinkel des
Wassers <2)
Bei der betr. Höhe und Form der Falten soll, wie aus den Meßergebnissen hervorgeht, ein Winkel von 75-85 zur Vertikalebene gewählt werden.
In Fig. 2 ist eine Kontaktplatte gezeigt, die längs ihrer Erstreckung in Vertikalrichtung ein zweites Feld aufweist, wo die Falten der Feinstruktur für zwei angrenzende Felder entgegengesetzte Neigung zur Vertikalebene haben. Die Breite der Felder (b) ist vorzugsweise 2o-5o mm zu wählen,
In Fig. 3 bildet die Feinstruktur außer Feldern in Vertikalrichtung, wie in Fig. 2, auch Felder in Horizontalrichtung. Die Felder haben hier dieselbe Breite wie in Fig. 2, und die Länge (1) kann auf geeignete Weise je nach der Gesamtlänge der Kontaktplatte gewählt werden. Außer den in Fig. 2 und 3 gezeigten Methoden der Aufbringung der Feinstruktur auf eine Kontaktplatte läßt sich natürlich auch eine Reihe anderer Methoden denken. Es können z.B. zwischen den betr. Feldern Partien der Kontaktplatte ohne Feinstruktur gelassen, oder es können gewisse Teile der Platte mit nur horizontalen Falten oder
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einem anderen Typ von Feinstruktur versehen werden. Diese alternativenAusführungsformen ergeben im allgemeinen eine schlechtere Wasserverteilung, sie können aber z.B. durch herstellungstechnische oder andere Gründe bedingt sein, die mit dem Zusammenfügen der Platten oder der Formung des Kontaktkörpers im übrigen zu tun haben.
Das Material in.den Kontaktplatten für Kühltürme besteht, wie einleitend erwähnt wurde, aus Metall, Kunststoff oder imprägnierter Pappe. Die Kontaktplatten haben gewöhnlich eine Dicke von 0,2-0,5 mm. Speziell Kontaktplatten aus Kunststoff, und vorzugsweise aus Thermoplast, wie z.B. Polyvinylchlorid, können leicht mit Feinstruktur versehen werden. Die Feinstruktur kann hierbei auf flachen Platten aufgebracht, aber auch mit Platten aus sinus-, dreieck- oder trapezförmiger Wellung, überlagert werden. Dies ist in Fig. 4 veranschaulicht, wo die Feinstruktur auf eine Platte mit Grundstruktur 3 aufgebracht ist. Die Höhe der Wellung (H) beträgt hier auf Kontaktplatten für Kühltürme gewöhnlich 1o-3o mm. Die Falten der Feinstruktur sind mit 2 angedeutet,, und die Breite eines Feldes mit derselben Faltenneigung ist in der Fig. mit b markiert. Es ist zu bemerken, daß man mit einer Kontaktplatte, die nur eine Grundstruktur, also keine Feinstruktur hat, nicht die gewünschte Verteilung und Richtung des Wassers erhält, da bei den für die Grundstruktur geltenden großen Krümmungsradien die Oberflächenspannungskräfte nicht ausreichend wirksam sind. Da die Ausbreitung des Wassers auf der Kontaktplatte außerdem auf der von einer Anzahl Falten erhaltenen Gesamtwirkung beruht, ist der von der Grundstruktur, mit ihren wenigen Falten pro Längeneinheit, gelieferte Beitrag bedeutend geringer als der Beitrag von der Feinstruktur.
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Die Kontaktplatte gemäß Fig. 4 ist ferner mit einer Anzahl Distanzglieder 5, die eine Ausbauchung zu der einen Seite bilden, sowie mit einer Anzahl Distanzgliedern 6, die eine Ausbauchung zu der anderen Seite bilden, versehen.
Fig. 5 zeigt einenTeil eines Kontaktkörpers 7, der aus einer Anzahl Kontaktplatten 1 besteht. Die Falten der Feinstruktur sind mit 2, und die Breite eines Feldes mit b angedeutet. Die Bezeichnungen 5 und 6 betreffen Distanzglieder, die so angeordnet sind, daß die Distanzglieder angrenzender Kontaktplatten in Berührung miteinander kommen. Die Figur ist ein Beispiel, wie Kontaktplatten aufeinander gestapelt werden können. Es sind natürlich auch andere, nicht gezeigte, Alternativen möglich. Die vorstehend beschriebene Formung der Kontaktplatten eines Kühlturmes eignen sich in erster Linie für Kühltürme vom Typ Gegenstromturm. Das Prinzip als solches ist jedoch auch in Querstromtürmen und Luftbefeuchtern anwendbar, wenn man bei der Wahl des Neigungswinkels für die Falten der Feinstruktur beachtet, daß die Strömungsrichtung des Wassers von dem von der Seite einströmenden Luftfluß beeinflußt wird.
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Claims (12)

  1. _ 9 Patentansprüche
    1J Kontaktkörper für Wasser und Luft, vorzugsweise für Kühltürme und Luftbefeuchter, bestehend aus einer Anzahl vertikal und parallel zueinander angeordneter Kontaktplatten, die mit eine sog. Feinstruktur bildenden Falten oder Wellen versehen sind, deren Höhe zwischen 1 und 5 mm, und deren Länge kürzer als 12 mm bemessen ist, dadurch gekennzeichnet , daß jede Kontaktplatte (1) längs ihrer Erstreckung in vertikaler Richtung eine Anzahl von Feldern aufweist, innerhalb derer die Falten (2) parallel zueinander sind, daß die Falten (2) für zwei angrenzende Felder eine entgegengesetzte Neigung zur Vertikalebene haben, und daß die längs den Kontaktkörpern verlaufenden Falten einen Winkel zur Vertikalebene bilden, der zwischen und 88° beträgt, um eine gute Haftung und eine günstige Verteilung des Wassers dadurch zu erhalten, daß die auf die Flüssigkeit wirkende Oberflächenspannung größenmäßig mit der auf die Flüssigkeit wirkenden Schwerkraft nahezu übereinstimmt.
  2. 2. Kontaktkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kontaktplatte längs ihrer Erstreckung in horizontaler Richtung mehrere Felder aufweist, innerhalb derer die Falten parallel zueinander sind, und die Falten für zwei angrenzende Felder eine entgegengesetzte Neigung zur Vertikalebene haben.
  3. 3. Kontaktkörper nach Anspruch 1,oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstreckung des Feldes in vertikaler Richtung zwischen 2ο und 5o mm beträgt.
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  4. 4. Kontaktkörper nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Falten der Feinstruktur im wesentlichen sinusförmig ausgebildet sind.
  5. 5. Kontaktkörper nach Anspruch 4, dadurch g e k e η n-
    z e i c h η e t, daß die Höhe der sinusförmigen Falten zwischen 2 und 3 mm, die Wellenlänge 6-8 mm, und der Neigungswinkel zur Vertikalebene 75-85 beträgt.
  6. 6. Kontaktkörper nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Falten der Feinstruktur dreiecksförmig sind.
  7. 7. Kontaktkörper nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichne t, daß die Falten der Feinstruktur trapezförmig sind.
  8. 8. Kontaktkörper nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinstruktur auf flache Kontaktplatten aufgebracht ist.
  9. 9. Kontaktkörper nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinstruktur auf Kontaktplatten aufgebracht ist, die eine aus größeren Wellen bestehende Grundstruktur aufweisen.
  10. 10. Kontaktkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Wellen auf der Grundstruktur 1o-3o mm beträgt.
  11. 11. Kontaktkörper nach den Ansprüchen 1-1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktkörper aus thermoplastischen Platten bestehen.
    - 11 -
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  12. 12. Kontaktkörper nach den Ansprüchen 1-11, dadurch
    gekennzeichnet, daß jede Kontaktplatte mit DistanzglJelern versehen ist, die ein integriertes Teil der Platte bilden.
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