DE2461982B2 - Kühlturm mit einer außen an der Krone angeordneten Wmdleitvorriehtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlturm mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Untersuchungen der Erfinder haben gezeigt, daß der Wind die Funktion des Kühlturms wesentlich beeinflussen kann. Bei großen Windgeschwindigkeiten erzeugt der in der Regel seitlich anströmende Wind in dom Kühlturmaustritt ein Totwassergebiet in Form einer Strömungswalze, die den Kühlturmaustritt teilweise zusetzt und bei einer Windgeschwindigkeit von 20 m/s die effektive Auftriebshöhe des Kühlturms um etwa 30% verringern kann.

Es ist ein Kühlturm der eingangs genannten Art mit einer außen an der Krone angeordneten Windleitvorrichtung in Form eines l.eitschaufelringes mit Strömungskanälen bekannt, die nach oben zur Kühlturmcff- bo nung hin sich erweitern (DE-PS 5 42 261). Hierdurch kann der Seitenwind nur in geringem Maße an einem Zusetzen des Kühlturmaustrittes gehindert werden, denn die in der Windleitvorrichtung umgelenkte Strömung wird in den sich erweiternden Strömungska- h5 nälen verzögert, so daß sich kein sehr wirksamer, vor dem Seitenwind schützender Strömungsmantel bilden kiinn.

Es ist ferner bei sogenannten Kaminkühlern eine Windhaube bekannt, die derart an der Mündung des Kamins angeordnet ist, daß schräg von oben einfallende Windstöße in einer für den Kaminzug unschädlichen Weise abgeleitet werden und ferner längs der Außenwände des Kamins aus dem Kühlvorbau aufsteigende Wasserdämpfe und warme Luft abgefangen und zur Zugverstärkung herangezogen werden. Die Haube hat an ihrem unteren Eintritt eine Erweiterung nach unten mit einem öffnungswinkel, gemessen zur Vertikalen, der kleiner als 45° ist Der Eintrittsquerschnitt der Haube liegt horizontal. Die Haube ist über horizontale Ringbänder und Pfosten an der Mündung des Kamins befestigt Da keine radialen Trennwände vorgesehen sind, ergibt sich ein durchgehender Ringkanal (AT-PS 95 290).

Wenn unter diesen Bedingungen überhaupt Seitenwind zwischen die Haube und die Außenwand des Kamins eindringt, so kann solcher Seitenwind in Umfangsrichtung um den Außenmantel des Kamins herumströmen. Hierbei wird der Seitenwind beschleunigt, wobei er seine größte Geschwindigkeit in den beiden um 90° zur Staulinie versetzten Mantellinien erreichen wird. Dies führt zu einer Saugwirkung an den genannten Steifen. Allenfalls ein kleiner Bruchteil des anströmenden Seitenwinds kann im Bereich der Staulinie nach oben strömen.

Der Seitenwind kann aus diesen Gründen bei der bekannten Haube nicht zu Zugverstärkung führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlturm so zu gestalten, daß die schädlichen Einflüsse des Windes, insbesondere starken Seitenwindes (Windgeschwindigkeiten über 10 m/s) auf die Funktion des Kühlturms gemildert oder gänzlich ausgeschaltet werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den zusätzlichen Unteransprüchen bezeichnet.

Bei dem Kühlturm nach der Erfindung schafft der nach oben umgelenkte Seitenwind einen wirkungsvoll schützenden Strömungsmantel um den Bereich des austretenden Schwadens. Dieser Strömungsmantel verhindert die Ausbildung von die Kühlturmöffnung mindestens teilweise zusetzenden Strömungswalzen.

Aufgrund der Beschleunigung, die der Seitenwind in den sich nach Art einer Ringdüse verengenden Strömungskanälen der Windleitvorrichtung erfährt, tritt der Seitenwind an deren oberem Ende mit erhöhter Geschwindigkeit aus. Abgesehen davon, daß dies die Schutzwirkung gegen den Seitenwind erhöht, wird dadurch ein den Zug des Kühlturms verstärkender Sog erzeugt.

In manchen Gegenden kommt der Seitenwind überwiegend aus einer Richtung. Hier kann es genügen, wenn die Leitschaufelanordnung nur an einem der Hauptwindrichtung zugewandten Teilbereich der Krone angeordnet ist. Eine solche Leitschaufelanordnung ist aufgrund der Materialersparnis wesentlich billiger als eine den ganzen Kronenumfang umgebende ringförmige Leitschaufelanordnung. Eine solche Leitschaufelanordnung kann auch um den Kronenumfang drehbar angeordnet sein, d. h. auf die jeweils herrschende Windrichtung ausrichtbar sein.

Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung sind die äußeren Leitflächen als konischer Windleitring mittels Seilen an einem zentralen Mast aufgehängt. Diese Ausführung der Erfindung ist mit Vorteil bei einem

Kühlturm in der bekannten Seilkonstruktion anwendbar, bei welcher der Kühlturmmantel an einem zentralen Mast angehängt ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand mehrerer Ausfuhrungsbeispiele an schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine im Maßstab vergrößerte, teilweise geschnittene Seitenansicht durch die Krone eines gemäß der Erfindung gestalteten Kühlturmes;

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Kühlturm nach F i g. J; ι ο

Fig.3 einen im Maßstab nochmals vergrößerten Teilschnitt durch eine Einzelheit der Kühlturmkrone nach F i g. 1;

F i g. 4 eine teilweise geschnittene Teilansicht ähnlich F i g. 1 durch eine weiter abgewandelte Kühlturmkrone gemäß der Erfindung;

F i g. 5 eine Draufsicht auf den Kühlturm nach F i g. 5 und

F i g. 6 eine perspektivische Ansicht des oberen Teils mit Krone eines anderen, gemäß der Erfindung gestalteten Kühlturmes.

In F i g. 1 ist nur die Kühlturmkrone dargestellt, und zwar in der rechten Hälfte geschnitten. Ein Teil dieser geschnittenen Hälfte ist in vergrößertem Maßstab in Fig.3 gezeigt. Die Krone umfaßt einen an einen zylindrischen Bereich anschließenden verjüngten Bereich 12, dessen kleinster Querschnitt von der durch den Öffnungsrand 11 eingeschlossenen Fläche F₂ gebildet wird. Das Verhältnis der Höhe H zum größten Durchmesser D dieses verjüngten Bereiches 12 beträgt etwa

und das Verhältnis der Fläche F2, die gleichzeitig den Austriitsquerschnitt des Kühlturmes darstellt, zur Querschnittsfläche Fi des zylindrischen Bereiches 10

IL· ^ ±
F1 * 5 "

40

Der zylindrische Bereich 10 und der verjüngte Bereich 12 gehen über eine Abrundung 13 ineinander über. Auf der Außenseite des verjüngten Bereiches 12 sind koaxial mit dem Kühlturm zwei Leitschaufelringe 14,15 mit zu den oberen, nahezu vertikalen Austrittsenden hin konvergierenden, gekrümmten Strömungskanälen angeordnet, db durch radiale Wände 16,17 getrennt sind. Am unteren Eintritt sind die Strömungskanäle mit im Vergleich zum Austritt größerer Horizontalkompoiiente ausgerichtet. Als innere Begrenzung des inneren Leitschaufelringes 14 ist nicht die geneigte Außenseite des verjüngten Bereiches 12 ausgenutzt, sondern es ist eine darauf aufgesetzte ringförmige Wand 18 hierzu vorgesehen, deren oberer Endbereich vertikal ausgerichtet ist Bei der gezeigten Blechkonstruktion entsteht dann ein Hohlraum 19 zwischen dem verjüngten Wandbereich 12 und der ringförmigen Wand 18. Diese Konstruktion mit zwei Wänden, ergänzt durch einen oben abschließenden Ring 18', ist auch baustatisch günstig. Die Leitschaufelringe lenken den Seitenwind in Richtung nach oben um (durch die Pfeile in Fig.3 angedeutet). Das Entstehen einer horizontal über den Austrittsquerschnitt des Kühlturms laufenden Strömungswalze ist durch die Leitschaufelringe verhindert. Auch ein einziger Leitschaufelring bringt schon eine Verbesserung der Verhältnisse bei hohen Windgeschwindigkeiten.

Die F i g. 4 und 5 zeigen eine Konstruktion, bei der der Kühlturmmantel an einem zentralen, vertikalen Mast 40 über Seile 41 aufgehängt ist Die Seile 41 sind am Übergang des verjüngten Bereiches 12 in den Kühlturmmantel bei 46 befestigt Die geringer geneigten Seile 42 sind zwischen der Mastspitze 43 und dem Umfang des Mantels über einen Tragring 44 gespannt Dieser Tragring 44 ist am unteren Ende des konischen Windleitringes 45 vorgesehen, dessen konische Mantelfläche dem Verlauf der Seile 42 folgt. Bei dieser Ausführung wird ein konischer, ringförmiger Windleitkanal zwischen der Außenwand des verjüngten Bereiches 12 und der geringer geneigten Innenwand des Windleitringes 45 gebildet Falls erwünscht, kann zur Erzeugung einer noch größeren vertikalen Komponente des Seitenwindes ein Ring mit vertikalem Austrittsbereich ähnlich dem Ring 18' bei der Ausführung nach F i g. 1 bis 3 auf die Außenwand des verjüngten Bereiches 12 aufgesetzt sein.

Bei einer anderen Abwandlung (F i g. 6) kann eine Windleitvorrichtung 50 auch nur der Hauptwindrichtung zugewandt am äußeren Umfang der Kühlturmkrone angeordnet sein. Diese Windleitvorrichtung kann beispielsweise mittels eines nicht gezeigten herkömmlichen Antriebes oder vom Wind selbst drehbar um die Krone in einem die Krone außen umgebenden Drehkranz 51 getrieben sein. Wenn auch bei der gezeigten Ausführung die Windleitvorrichtung 50 dreiteilig mit einem tangential zum Öffnungsrand Il verlaufenden Mittelteil 52 und zwei parallel dazu in Sehnenrichtung verlaufenden Seitenteilen 53 gestaltet ist, kann die Windleitvorrichtung auch einteilig sein oder mehr als drei Teile umfassen und kann ferner feststehend angeordnet sein, wenn der Wind am Aufstellungsort im Jahresdurchschnitt überwiegend aus einer Richtung kommt.

Bei den Konstruktionen nach den Fig. 1 bis 6 wird eine Vermischung des Seitenwindes mit dem Schwaden unterhalb der Austrittsöffnung behindert oder sogar gänzlich vermieden. Dies ist für eine ungestörte Funktion des Kühlturmes wichtig.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kühlturm mit einer außen an der Kreme angeordneten Windleitvorrichtung mit nach oben weisenden, zur Kühlturmachse geneigten äußeren Leitflächen, welche mit inneren, von der Außeniläche der Krone gebildeten Leitflächen und mit den äußeren, etwa auf gleicher Höhe befindlichen Leitflächen einen den Seitenwind nach oben umlenkenden Strömungsquerschnitt bilden, wobei durch etwa radial verlaufende Trennwände, welche die äußeren Leitflächen an der Krone abstützen, mehrere Strömungskanäle gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Leitflächen gegenüber der Kühlturmlängsachse im Mittel stärker geneigt sind als die inneren Leitflächen der Krone, so daß sich die Strömungskanäie nach oben verengen.

2. Kühlturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Leitflächen zwei koaxiale Leitschaufelringe (14, 15) aufweisen, von denen der äußere zur Kühlturmachse im Mittel stärker als der innere geneigt ist

3. Kühlturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen (52,53) eine Leitschaufelanordnung (50) bilden, die nur an einem der Hauptwindrichtung zugewandten Teilbereiche des Kronenumfangs vorgesehen ist.

4. Kühlturm nach Anspruch 3, dadurch gekenn- jo zeichnet, daß die Leitschaufelanordnung um die Krone drehbar angeordnet ist.

5. Kühlturm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Leitflächen als konischer Windleitring (45) mittels Seilen (42) an einem zentralen Mast (40) aufgehängt sind.

6. Kühlturm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seile (42) zwischen dem Mast (40) und dem Kühlturmmantel (10) über einen am Fuß des Windleitringes (45) angeordneten Tragring (44) gespannt sind.