DE2509630A1

DE2509630A1 - Filter-sumpfanordnung fuer einen verdunstungswaermetauscher

Info

Publication number: DE2509630A1
Application number: DE19752509630
Authority: DE
Inventors: Edward Norman Schinner
Original assignee: Baltimore Aircoil Co Inc
Current assignee: Baltimore Aircoil Co Inc
Priority date: 1974-03-06
Filing date: 1975-03-05
Publication date: 1975-09-11
Also published as: FR2263486A1; BR7501082A; FR2263486B1; JPS50121851A; DE2509630C3; US3963464A; DE2509630B2; ZA75313B; JPS544454U; IT1033188B; BE826326A; CA1017156A; AU7743275A; GB1490394A

Description

. Ing. Walter Abitz

5. März 1975 BAC-40

BALTIMORE AIRGOIL COMPANY, INC.

Montevideo Road, Jessup, Maryland, V. St. A.

Filter-Suiapfanordnung für einen Verdunstungswärmetauscher

Die vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von Flüssigkeiten und insbesondere neuartige Vorrichtungen zum Filtern von Flüssigkeiten in Flüssigkeitsbehandlungsanlagen.

Die vorliegende Erfindung ist besonders brauchbar zum Einsatz in mit Einspritzung arbeitenden Vorrichtungen, in denen eine Berührung zwischen Luft und Flüssigkeit aufrechterhalten wird, wie beispielsweise in Verdampfungskühlanlagen gemäss Deutscher Offenlegungsschrift 21 j52 356. Derartige Anlagen sind auch als Ejektor-Kühlsysteme bekannt. Bei diesen Anlagen wird das zu kühlende Wasser unmittelbar mit atmosphärischer Luft vermischt, wobei ein kleiner Teil des Wassers in die Umgebungsluft verdampft, so dass der verbleibende grössere Anteil des Wassers gekühlt wird. Infolge einer innigen Venai-

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schung atmosphärisciier Luft mit den zu kühlenden Flüssigkeiten gelangt eine beträchtliche Menge von in der atmosphärischen Luft enthaltenen Fremdstoffteilchen in die Flüssigkeit, so dass diese leicht verunreinigt wird.

Bisher.wurden bereits verschiedene Vorrichtungen verwendet, um mitgeführte Verunreinigungen aus der gekühlten Flüssigkeit zu entfernen. Beispielsweise durchdringt in der Anordnung der vorausgehend genannten Patentschrift ein Filtersieb einen Sumpf in solcher Weise, dass es senkrecht zur Flüssigkeitsströmung im Sumpf liegt. Eine weitere Filteranordnung, bei welcher das Filter ebenfalls senkrecht zur Flüssigkeitsströmung angeordnet ist, wird in der US-PS 1 564- 075 beschrieben. Darüberhinaus zeigt die australische Patentschrift 268 590 eine Filteranordnung, welche in Richtung der Flüssigkeitsströmung geneigt ist, wobei die obere Kante nach unten gerichtet ist. Diese Filteranordnungen erfüllten ihre Filterwirkung durchaus zufriedenstellend, jedoch erforderten sie in gewissen Zeitabständen eine Reinigung oder einen Austausch abhängig von der vorhandenen Strömungsmenge, dem Ausmass der Verunreinigung der Flüssigkeit und der Grosse der Filteröffnungen.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Filteranordnung zur Verfügung, welche weniger regelmässigen Reinigungsaufwand und Ersatz erfordert, als dies bisher üblich war. Die erfindungsgemässe Filteranordnung ermöglicht eine Selbstreinigung oder Spülung, so dass ein erheblicher Teil der durch den Filter abgetrennten Feststoffteilchen selbsttätig vom Filter entfernt wird. Diese abgetrennten Teilchen werden an einer der Filteranordnung benachbarten Stelle gesammelt, wo sie die Strömung durch den Filter nicht behindern.

Gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in einem Vei?dunstungskühlsystem ein Sumpf vorgesehen, durch den die zu filternde Flüssigkeit in vorbestimmter Richtung

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flieset. Die Querschnittsabmessungen des Sumpfes in einer Richtung quer zur Strömung sind ziemlich gross, so dass die lineare Strömungsgeschwindigkeit durch den Sumpf verhältnismassig niedrig ist. Ein grossflacMger Filter ist im Sumpf angeordnet und erstreckt sich über dessen Querschnitt. Der Filter ist derart geneigt angeordnet, dass sein unterer Rand, welcher sich am Boden des Sumpfs befindet, weiter strouiabv/ärts als sein oberer Rand liegt. Beim Durchtritt von Flüssigkeit durch den Filter werden Feststoffteilchen von der Flüssigkeit abgetrennt und an der Oberseite aufgefangen, welche nach unten geneigt ist, so dass die Feststoffteilchen nach unten gegen den Boden des Sumpfes fallen können. Durch die lleigung des Filters erzeugt eine Komponente der nach vorwärts gerichteten Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit eine kontinuierliche Spülwirkung nach unten, so dass die abgetrennten Feststoffteilchen gegen den unteren Rand des Filters bewegt v/erden.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Paar von Führungskanälen an einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Sumpfs angeordnet. Ein im wesentlichen rechtechiger Rahmen, welcher ein Filtersieb aufnimmt, ist in diesen Führungskanälen gleitbar in die vorausgehend beschriebene geneigte Lage verschiebbar. Das Filtersieb kann durch einfaches Gleiten nach oben längs der Führungsschienen und anschliessendes Herausnehmen aus denselben ausgebaut werden.

Gemäss einem Merkmal der vorliegenden Erfindung wird beim Abschalten der Anlage eine Reinigungswirkung durch Rückströmung erzielt. Wird die Anlage abgeschaltet, so verursacht der verbleibende Wasserpegel über dem Sumpf eine Rückströmung durch den Filter in solcher Weise, dass vorausgehend am Filter angesammelte Feststoffteilchen entfernt werden.

Die wichtigsten Merkmale der Erfindung wurden vorausgehend in allgemeiner Weise erläutert, um das Verständnis der nachfolgen-

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den Beschreibung zu erleichtern. Weitere Merkmale v/erden in der Einzelbeschreibung der Erfindung aufgeführt. Es ist 'jedoch offensichtlich, dass Abänderungen der Erfindung möglich sind und diese werden von der Erfindung im Rahmen der Ansprüche mitumfasst.

In den Zeichnungen sind eine Anzahl von Ausführungsbeispielen der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Pig. 1 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt und mit teilweise weggeschnittenen Teilen eines mit Einspritzung arbeitenden Kühlturms, welcher eine neuartige Filteranordnung gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufweist ,

Fig. 2 eine vergrösserte Teilansicht der Filteranordnung des Kühlsystems nach Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Filterabschnitts gemäss Fig. 2 und

Fig. 4- eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Anordnung in einem mit Gegenstrom arbeitenden Wärmetauschersystem.

Der mit Einspritzung arbeitende Kühlturm gemäss Fig. 1 weist einen aus Blech geformten Leitungsabschnitt 10 mit im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt auf, der über die Länge des Leitungsabschnitts konstant ist. Der Leitungsabschnitt besitzt ein Lufteintrittsende 12 und ein Luftaustrittsende 14, die beide zur Umgebungsatmosphäre offen sind. Zwischen diesen beiden Enden weist der Leitungsabschnitt 10 eine obere Wand 16, Seitenwände 20, eine untere Abschlussplatte sowie deren horizontalen Verlängerung auf.

Eine Anzahl von Wasserverteilern 22 erstrecken sich parallel

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zueinander quer zum Innern des Leitungsabschnitts in der Nachbarschaft des Lufteintrittsendes 12. Das zu kühlende V/asser v.'ird durch nicht dargestellte Einrichtungen au den V/asserverteilern gepumpt. Eine Anzahl von Sprühdüsen 24 sind in bestimmten Abständen voneinander an jeden Vasserverteiler 22 angeordnet und geben das Wasser in Sprühstrahlen 25 in den Leitungsabsehnitt 10 gegen dessen Luftaustrittsende 14 hin ab.

Die aus den Sprühdüsen 24 austretenden Sprühstrahlen 25 sind im wesentlichen flach und fächerförmig ausgebildet. Das heisst, die Sprühstrahlen divex'gieren stärker in vertikaler als in horizontaler Richtung. Dies dient, wie in der vorausgehend genannten US-Patentanmeldung 144 855 ausgeführt wird, dazu, die Kühlung und das Mitführen von Luftteilchen möglichst gross zu machen. Die Sprühdüsen eines jeden Leitungsabschnittes sind fluchtend mit entsprechenden Sprühdüsen in den anderen Leitungsabschnitten angeordnet.

Am Lufteintrittsende des Leitungsabschnitts 10 sind gemäss Fig. 1 eine Anzahl von im engen Abstand voneinander angeordneten vertikalen Luftstromstabilisierungssti'eifen 26 angeordnet, die über den Querschnitt des Leitungsabschnittes gerade stromaufwärts der Wasserverteiler 22 liegen. Diese Stabilisierungsstreifen für die Stabilisierung der Einlassluft bestehen aus dünnem Blech und liegen in Ebenen, die im wesentlichen parallel zu den Ebenen der aus den Sprühdüsen 24 austretenden Sprühstrahlen verlaufen. Die Stabilisierungsstreifen 26 weisen mindestens eine Wellung 26a auf, wobei die Wellungen derart miteinander ausgerichtet sind, dass die Stabilisierungsstreifen im Abstand voneinander liegen und sich die Wellungen 26a geringfügig überlappen.

Gemäss S¹Xg. 1 ist ferner eine Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten Abscheiderstreifen 28 zur Trennung von Flüssigkeit und Luft in der Nachbarschaft des Austrittsendes des Leitungsabsehnitts 10 angeordnet. Diese Abscheiderstreifen bestehen ebenfalls aus Blech und liegen in vertikalen Ebenen

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über den Querschnitt des Leitungsabschnitts Verteilt.

Im Bereich, des austrittsseitigen Endes 14 ist ein unteres Wassersammeisims 36 im geringen Abstand oberhalb einer Bodenwand 37 mittels vertikaler Wände 38 und 40 befestigt. Unmittelbar unter dem Leitungsabschnitt 10 ist ein Sumpf 42 vorgesehen. Die untere Erstreckung des Sumpfes wird durch die Bodenwand 37 und den unteren Wassersammeisims 36 begrenzt, wälrrend die obere Erstreckung durch den im Sumpf befindlichen Wasserspiegel gegeben ist.

Die Wand 40 erstreckt sich weiter nach oben als das Wassersanmelsims 36 und verhindert ein Ausfliessen von Wasser aus dem Sumpf 42 nach vorne. Wie durch die strichpunktierte Linie L angegeben ist, wird der Wasserspiegel im Sumpf 42 normalerweise geringfügig über der Höhe des Wassersammelsims 36 gehalten. Eine Überströmleitung 43 am anderen Ende der Anordnung verhindert, dass der Wasserspiegel einen zu hohen Stand erreicht.

Eine Anzahl gekrümmter Leitschaufeln 44 erstrecken sich quer über den Leitungsabschnitt 10 stromabwärts der Abscheiderstreifen 28. Diese Leitschaufeln sind ausgehend von der Horizontalen nach oben gekrümmt und dienen dazu, die mit Feuchtigkeit beladene, aus dem Leitungsabschnitt 10 austretende Luft nach oben vom Leitungsabschnitt wegzuleiten, so dass sie nicht in das Eintrittsende 12 zurückgeführt wird. Es ist offensichtlich, dass diese Leitschaufeln gegenüber der Umgebungsatmosphäre geöffnet sind und dass keine besonderen Schutzanordnungen, wie Abdeckungen oder Prallplatten, verwendet werden.

Die Stabilisierungsstreifen 26 werden an ihren unteren Enden durch Streben 46 und 47 gehalten, welche gerade oberhalb einer Filterabdeckung 48 angeordnet sind. Eine vordere Strebe 46 ist einteilig mit der unteren Abschlussplatte 18 ausgebildet. Das stromabwärtige Ende der Filterabdeckung 48 und der Abschluss-

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platte 18 ist jeweils mit den geneigt angeordneten Führungsschienen 52 verbunden, welche einen Filter 5^· aufnehmen.

Gemäss Fig. 2 ist der unter der Abschlussplatte l8 gelegene Teil des Sumpfes 42 durch die Filterabdeckung 48 in ein oberes und unteres Abteil 57 bzw. 58 unterteilt. Gemäss der Zeichnung erstreckt sich die Filterabdeckung 48 parallel zur Abschlussplatte l8 und ist unterhalb derselben angeordnet. Die FiIterabdeckung ist an ihrer stromabwärtigen Kante nach hinten umgebogen, um einen Verstärkungsflansch 64 zu bilden.

Die Abschlussplatte l8 ist ebenfalls an ihrem stromabwärts gelegenen Ende nach unten abgebogen, um eine Vorderwand 62 zu bilden. Die untere Kante dieser !förderwand ist nach vorne und anschliessend nach hinten umgebogen, so dass ein weiterer Flansch 60 erhalten wird, welcher geringfügig oberhalb des Flansches 64 und {jenseits desselben liegt. Die beiden Flansche 60 und 64 bilden zwischen sich einen Schlitz 66, welcher sich quer zum Leitungsabschnitt 10 erstreckt und welcher eine Auslassöffnung für das obere Abteil 57 bildet. Der Raum zwischen den Streben 46 und 47, welche die Stabilisierungsstreifen 26 für die Luftströmung halten, bildet einen Einlass zum oberen-Abteil 57.

Eine Auslassöffnung 68 in einer der Seitenwände des Leitungsabschnitts stellt einen Auslass aus dem unteren Abteil 58 dar. Diese Öffnung ist mit nicht dargestellten Leitungen verbunden, die das gekühlte Wasser der Anlage an äussere Verbraucher abgeben. Der Bereich zwischen dem Flansch 60 der Filterabdeckung 48 und der Bodenwand 37 bildet einen Einlass für das untere Abteil 58.

Gemäss Fig. 2 und 3 weist der Filter 54 eine im wesentlichen flache rechteckförmige Form auf und erstreckt sich quer zum Leitungsabschnitt 10 und längs der Bodenwand 37» um den Einlass zum unteren Abteil 58 abzudecken. Der in Fig. 3 dargestellte Filter 54 weist eine starre kastenförmige Formgebung auf und

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kejin erhalten v/erden, indem die Kanton eines perforierten Metallblechs in eine rahmenartige Anordnung gebogen werden. Die seitlichen Konten des Filters 5^ werden mit geringem Spiel, aber lösbar, in den Führungsschienen aufgenommen, die ihrerseits in geneigter Lage mit den Seitenwänden des Leitungsabschnitts 10 verbunden sind. Ein bodenseitiges Profilelement 70 erstreckt sich längs der Bodenwand 37 zwischen den unteren Enden der Führungsschienen 52, um die untere Kante des Filters 54 aufzunehmen und sie gegen die Bodenwand 37 zu drücken.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Führungsschienen 52 derart geneigt, dass ihre unteren Enden mehr an. der Austritts— öffnung 68 des unteren Abteils liegen, während ihre oberen Abschnitte sich nach hinten und oben an den Flanschen 60 und 64 vorbeierstrecken. Befindet sich der Filter 5^ an seinem Platz zwischen den Führungsschienen 52 und dem bodenseitigen Profilelement 70, so erstreckt er sich quer zur Einlassöffnung des unteren Abteils 58 unter Abdeckung derselben und ist derart geneigt, dass sein unterer Hand näher zur Austrittsöffnimg 68 liegt. Befindet sich der Filter 5^ gemäss Fig. 2 an seinem Platz, so erstreckt sich seine obere Kante nicht über die Filterabdeckung 48 hinaus. Daher ist der Schlitz 66, welcher den Auslass des oberen Abteils 57 bildet, nicht durch den Filter abgedeckt.

Gemäss Fig. 3 kann der Filter 54- zur Reinigung oder zum Austausch auf einfache Weise entfernt werden, indem ein an seiner oberen Kante befindlicher Handgriff 55 erfasst und längs Führungsschienen 52 hochgezogen und über die oberen Enden derselben hinausgezogen wird. Die Filter kann dann aus dem Leitungsabschnitt 10 durch eine ausbaubare Tür 61 (Fig. 1) in einem der Seitenwände 20 des Leitungsabschnitts entfernt werden.

Eine verjüngt ausgebildete Steuerplatte 72 zur Steuerung der Flüssigkeitsströmung erstreckt sich quer zum Sumpf 42 zwischen dem Filter 54- und der Wasseraustrittsöffnung 68. Diese Steuer-

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platte erstreckt sich vom Boden der Filterabdeckung 48 bis zu einem eng im Bereich, der Bodenwand 37 liegenden Höhe, und zwar in der Nähe der Austrittsöffnung 68, und sie verjüngt sich nach oben in Richtung höherer Wasserspiegel gegen die entgegengesetzte Seiten der Vorrichtung. Dadurch wird die Wasserströmung im Bereich der Auslassöffnung 68 in stärkerem Umfang begrenzt, so dass eine gleichmässige Wasserströmung durch den Filter in allen Bereichen desselben erhalten wird.

Quer zum Lufteintrittsende 12 erstreckt sich eine gekrümmte untere Luft eintritt suppe JM- längs der unteren Enden der Stabilisierungsstreifen 26 für die Luftströmung. Diese gekrümmte Lufteintrittslippe dient dazu, einen weichen wirbelfreien Luftstromverlauf in die unteren Abschnitte des Leitungsabschnitts zu gewährleisten.

Ein oberer Stützkanal 75 hält die oberen Enden der Stabilisierungsstreifen 26 in ihrer Lage. Unmittelbar unterhalb des Stützkanals 75 ist ein oberer Lufteintrittsschlitz 17 vorhanden, welcher sich quer über die Oberseite des Leitungsabschnitts hin bis zu einer Stelle geringfügig jenseits der Wasserverteiler 22 erstreckt. Die obere Wand 16 des Leitungsabschnitts 10 ist nach oben gekrümmt und zurückgebogen, um eine obere Lufteintritt slippe 78 längs der stromabwärtigen Kante des Eintrittsschlitzes 17 zu bilden. Die Verbindung dieses Schlitzes mit der genannten Lippe dient dazu, die eintretende Luftströmung zu verbessern und eine Eisbildung zu verhindern.

Beim Betrieb des beschriebenen Systems wird dasz zu kühlende Wasser unter Druck von einem nicht dargestellten Verbraucher den Wasserverteilern 22 zugeführt; von diesen wird das Wasser über die Sprühdüsen 24· in den Leitungsabschnitt 10 in Sichtung gegen dessen Austrittsöffnung 14 versprüht. Diese Wasserstrahlen reissen Luft durch die Eintrittsöffnung 12 mit und führen diese durch den Leitungsabschnitt. Die eintretende Luft tritt sowohl durch die Stabilisierungsstreifen 26 und durch den Einlasschlitz. Diese Steueranordnung für den Lufteintritt

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gewährleistet eine glatte wirbelfreie Luftströmung.

Die durch den Leitungsabschnitt 10 hindurchtretende Luft vermischt sich innig mit dem versprühten Wasser und kühlt dasselbe mittels dualer zusammenwirkender·Übertragungsvorgänge von Eigenwärme und latenter Wärme ab.

Die aus den Sprühdüsen 24- austretenden Sprühstrahlen treffen auf die Abscheiderstreifen 28 auf, wobei wegen der an diesen Streifen vorhandenen Wellungen die nach vorne gerichtete Geschwindigkeitskomponente der Flüssigkeitsstrahlen erheblich verzögert wird. Infolgedessen steigt die relative Grosse der Schwerkraftkomponente an und die Sprühstrahlen werden von den Seiten der Abscheidex'streifen erfasst und fliessen an diesen nach unten gegen das Wassersammelsiras 36. Inzwischen gelangt die durch den Leitungsabschnitt 10 mitgerissene Luft horizontal zwischen den Abscheiderstreifen 28 hindurch, ohne dass dabei ein merklicher Einfluss auf ihre Strömungsgeschwindigkeit in Vorwärtsrichtung erfolgt. Die nach aussen gerichtete Luftbewegung quer zu den nach unten gerichteten Wasserströmen längs der Abscheiderstreifen 28 liefert einen zusätzlichen Wärmeübergang, durch welchen die Abkühlung des Wassers gefördert wird. Die Luft tritt dann aus dem Leitungsabschnitt 10 über die Leitschaufeln 34- aus.

Das an den Abscheiderstreifen 28 herabgeflossene gekühlte Wasser, welches sich am Wassersammeisims 36 gesammelt hat, fliesst anschliessend über den stromaufwärts gelegenen Hand des Simses gegen den Sumpf 4-2. Der Sumpf ist verhältnismässig tief und weist eine grosse Querabmessung auf, so dass das Wasser sich im Sumpf mit einer erheblich geringeren Lineargeschwindigkeit bewegt, als längs der Abscheiderstreifen 28. Das Wasser tritt dann durch den Filter 54- und gelangt in das untere Abteil 58. Von dort tritt das gekühlte und gefilterte Wasser über die Austrittsöffnung 68 zu einem nicht dargestellten Verbraucher.

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Da die in der Vorrichtung zur Kühlung des versprühten Wassers verwendete Luft atmosphärische Luft anzieht, welche sich mit cle."i Wasser vernischt, ist es möglich, dass Freiadkörperteilchen, beispielsweise Schinutsteilchen, Blätter und dgl., während des Durchtritts des Wassers durch die Anordnung vom Wasser aufgenoL'-Tien werden. Diese Fremdkörperteilchen werden aus dem Wasser enti'ex-nt, während dieses durch den Sumpf und den Filter fliesst.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, fliesst das Wasser mit grosser Geschwindigkeit nach unten über die stromaufwärts gelegene Kante des Sammelbehälters 36 und nach unten in den Sumpf 42, vjo es sich mit geringer Geschwindigkeit bewegt. Diese Geschwindigkeitsverringerung verursacht eine Ablagerung eines Teils der mit ge führt e*n Teilchen als erste Aufschlämmung 79 an der Ecke des Sumpfes 42, die durch die Bodenwand 37 und die vertikale Wand 33 gebildet wird. Der Anteil der verbleibenden Festkörperteilchen im Wasser, welcher eine ausreichende Grosse aufweist, um die Sprühdüsen 24 zu verstopfen, wird durch den Eiltei· 54 abgefangen. Wegen der besonderen Anordnung des Filters, dessen obere Kante stromabwärts der Wasserströmung liegt, wird dem auf dem Filter auftreffenden Wasser eine nach unten gerichtete Ablenkung gemäss dem Pfeil A in Fig. 2 erteilt. Diese nach unten gerichtete Wasserströmung erzeugt eine kontinuierliche Reibungswirkung, durch welche an der Oberfläche des Filters abgelagerte Feststoffteilchen weggespült werden. Da sich die untere Kante des Filters stromabwärts der Wasserströmung befindet, erfolgt die Reibungswirkung in Richtung einer Teilchenablagerung gegen den Boden des Leitungsabschnitts. Daher wird ein erheblicher Anteil der vom Filter aufgefangenen Teilchen als zweite Aufschlämmung 80 an einer Stelle abgelagert, wo das Filter an der Bodenwand 18 anliegt.

Es ist offensichtlich, dass wegen der Selbstreinigung, die durch die vorausgehend beschriebene Filter- und Sumpfanordnung die Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Reinigungs- oder Austauschvorgängen des Filters erheblich erhöht wird. Ferner

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kann das Filter, falls es schliesslich mit kleineren Teilchen überladen wird, die nicht weggespült worden sind , leicht zur Reinigung oder zum Austausch ausgebaut werden, indem lediglich die Zutrittstür 61 geöffnet und gemäss Fig. 3 der Filter zwischen den Führungsschienen 52 herausgeschoben wird.

Gemäss Fig. 4 ist ein Wärmetauschersystem vorgesehen, welches mit einer Eezirkulation des Värmeübertragungsmediums, wie beispielsweise V/asser, arbeitet. Das in Fig. 4 dargestellte System enthält einen Wärmetauscher 81, welcher beispielsweise aus der in der US-PS 3 290 025 beschriebenen Gegenstrombauart bestehen kann. Dieser Wärmetauscher besitzt nach oben gerichtete äussere Wände 82 und eine Bodenwand 84. Am Boden des Wärmetauschers ist ein Sumpf 86 vorgesehen. Ein Gebläse 88 ragt seitlich gerade oberhalb des Sumpfes in den Wärmeaustauscher hinein und bläst Kühlluft aus der Umgebungsatmosphäre in den von den Wänden 82 umschlossenen Bereich. Diese Luft tritt durch die Anordnung nach oben in Wärmeaustausch mit Wasser, welches über die gewellten Platten 90 nach unten strömt. Die Luft nimmt Wärme aus dem Wasser auf und tritt dann durch die Nebelabscheider 92 in die Umgebungsatmosphäre aus. Das zu kühlende Wasser wird dem Wärmetauscher 81 mittels einer Pumpe 94 zugeführt, welche das Wasser durch eine Förderleitung 96 in eine Einlassleitung 98 in der Nachbarschaft der Oberseite der Anordnung fördert. Die Einlassleitung tritt durch die Wände 82 in einen Verteiler 100 ein, der gerade oberhalb der Platten 90 angeordnet ist. Das V/asser wird aus den Düsenöffnungen 101 in den Verteilern versprüht und fliesst unter Ausbildung von Wasserfilmen längs der Platten 90 nach unten.

Nachdem das Wasser längs der Platten 90 im Wärmeaustausch mit der einströmenden Luft nach unten geflossen ist, gelangt es in den Sumpf 86 und durch diesen hindurch zu einem Auslass 102. Von hier wird das nunmehr gekühlte Wasser durch eine Auslassleitung 104 zu einem Verbraucher 105 gefördert. Der Verbraucher kann aus jeder Vorrichtung bestehen, welche gekühltes Wasser verwendet, beispielsweise aus einer Klimatisierungsanlage für Gebäude.

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Durch die Verwendung des gekühlten Wassers verursacht der Verbraucher 106 eine Erwärmung des Wassers. Anschliessend gelangt das erwärmte Wasser mittels der Pumpe 94 zurück zur Einlassleitung 98 des Wärmetauschers 81 zur erneuten Kühlung.

Ein Filter 114 erstreckt sich quer zum Sumpf 86 im Strömungsweg des V/assers gegen den Auslass 102. Wie in der vorausgehend beschriebenen Ausführungsform ist der Filter geneigt, so dass sein oberes Ende stromaufwärts der Flüssigkeitsströmung liegt. Dabei wird beim Betrieb des Systems der Fig. 4 eine kontinuierliche Reinigungswirkung erhalten und das zu filternde Wasser bewegt sich beim Auftreffen auf den Filter über die Filteroberfläche nach unten, so dass die vom Filter zurückgehaltenen Teilchen gegen die untere Kante desselben geführt werden. Eine Filterabdeckung 115 verhindert, dass durch die Filteranordnung durchgetretene Teilchen den Filter umgehen können.

Die Anordnung nach Fig. 4 liefert ebenfalls eine selbsttätige Rückspülung, so oft die Wasserströmung durch die Anordnung abgeschaltet wird. Diese Rückspülung erfolgt wegen des Unterschiedes in der Wasserhöhe zwischen der Oberseite des Einlassrohres 98 und dem Sumpf 86. Beim Abschalten der Wasserströmung drückt das Wasser, welches in jenem Teil der Speiseleitung 96 verbleibt, der höher liegt als der Sumpf, das Wasser in den unteren Bereichen des Systems zurück, so dass eine entsprechende Wassermenge über den Ausgang 102 in den Sumpf zurückgeführt wird. Diese Wasserströmung fliesst durch den Filter 114 zurück, wobei Fremdkorperteilchen, die vom Filter erfasst wurden, weggewaschen werden. Diese Rückströmung und die begleitende Reinigungswirkung erfolgen jedes Mal, wenn die Strömung im System abgeschaltet wird.

Es ist offensichtlich, dass eine ähnliche selbsttätige Rückspülung beim Abschalten der Anlage erhalten wird, wenn eine Injektoranordnung gemäss Fig. 1 anstelle des Wärmetauschers 81

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der Fig. 4- verwendet wird, so lange nur die Wassereinspeisong zum Injektor höher als der Spiegel im Sumpf liegt. In jedem Falle fällt die Flüssigkeit während ihrer Berührung mit der Atiaosphärenluft durch diese hindurch, so dass beim Abschalten der Flüssigkeitsstromung durch die Anordnung ein Ungleichgewicht im Flüssigkeitsspiegel des Systems vorhanden ist, durch welches Flüssigkeit nach rückwärts durch den Sumpf gedrückt wird.

Es ist offensichtlich, dass weitere Abänderungen der Erfindung möglich sind und diese werden im Rahmen der Ansprüche von der Erfindung mitumfasst.

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Claims

Patentansprü .C_-Ji^e_-

1. Filter-Sumpfanordnung für einen Verdunstungswäriaetauscher, gekennzeichnet durch eine Flüssigkeitssammelvorrichtung zur Aufnahme von Flüssigkeit nach Abtrennung derselben von einem in der Anordnung vorhandenen Värmeübergangsmedium, durch eine Vorrichtung (18, 36, 37) > welche eine iin wesentlichen horizontale Strömungsbahn für die Flüssigkeit bildet und mit der Flüssigkeitssammelvorrichtung und einem Flüssigkeitsauslass in Verbindung steht, durch eine FiIteranordnung (54), welche quer zur Strömungsbahn liegt und sich vom Boden der Strömungsbahn nach oben erstreckt und gegenüber der Horizontalen geneigt ist, so dass ihre obere Kante stromabwärts ihrer unteren Kante bezüglich der Flüssigkeitsströmung durch den Sumpf liegt.

2. Filter-Sumpfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (54) im wesentlichen flach ist.

3. Filter-Sumpfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (54) ein im wesentlichen flaches rechteckförmiges Filterelement aufweist, sowie ein Paar länglicher kanalartiger Führungsschienen (52), welche längs der einander gegenüberliegenden Kanten des Filterelements angeordnet sind und dieses halten.

4. Filter-Sumpfanordnung nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement in den Führungsschienen verschiebbar ist.

5. Filter-Sumpfanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die FiIteranordnung (54) quer über die Breite des Sumpfs (42) erstreckt.

6. Vorrichtung zur Herstellung einer Berührung zwischen Flüs-

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sigkeit und Luft nach der Injektorbauart, gekennzeichnet durch einen gegenüber der UmgebimgsatmoSphäre en beiden Enden offenen Leitungsabcchnitt (10), quer au welchem in der Nachbarschaft des einen Enden desselben eine Anzahl von Flüssigkeitssprühdüsen (25) angeordnet sind, welche Flüssigkeitcstrahlen in den Leitungsabschnitt in Richtung gegen sein anderes Ende versprühen, durch eine Flüssigkeits-Luft-Abscheidervorrichtung (28) in der Nachbarschaft des anderen Endes des Leitungsabschnittes, um die versprühte Flüssigkeit abzufangen und zu sammeln, durch eine Sumpf anordnung (4-2) zur Aufnahme der von der Abscheidevorrichtung gesammelten Flüssigkeit, uia die gesammelte Flüssigkeit längs einer im wesentlichen horizontalen Bewegungsbahn gegen eine Flüssigkeitsauslass zu leiten, durch eine im Sumpf (42) angeordnete Filteranordnung im Bereich der Strömungsbahn, um Festkörperteilchen, die von der durch den Sumpf fliessenden Flüssigkeit mitgeführt v/erden, abzufangen, wobei die Filteranordnung (54) im wesentlichen ebene Flächen aufweist, die gegenüber der Flüssigkeitsströmung durch die Sumpfanordnung (42) derart geneigt sind, dass die oberste Kante der Filteranordnung gegenüber der untersten Kante derselben stromaufwärts bezüglich der Flüssigkeitsströmung liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (54) aus einem im wesentlichen rechteckförmigen Filterelement sowie einem Paar länglicher kanalartiger Führungsschienen besteht, die im genannten Leitungsabschnitt (10) angeordnet sind und längs den Seitenwänden des Leitungsabschnitts parallel zueinander verlaufen sowie gegenüber der Bodenwand des Leitungsabschnitts nach oben geneigt und vom Flüssigkeitsauslass weg verlaufen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement in den Führungsschienen verschiebbar ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen an ihren offenen Enden offen sind, um einen Ausbau des Filters zu ermöglichen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (10) eine Eintrittstür an einer seiner Seiten auf v/eist, um den Ausbau und Ersatz des Filters zu gestatten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Flüssigkeitssammelsims (36), welches im Sumpf (42) derart angeordnet ist, dass die Flüssigkeit vom Flüssigkeitssammelsims an der Kante desselben mit hoher Geschwindigkeit nach unten in den Sumpf fliesst.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Sumpf (42) unterhalb des Flüssigkeitssammelsimses (36) erstreckt und zwischen diesem und einem Ende des Leitungsabschnitts (10) liegt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsauslass in einem am Ende der Anordnung liegenden Wand des Sumpfes angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (10) eine Abscheideranordnung zur Trennung von Flüssigkeit und Luft aufweist, die stromaufwärts der Sprühdüsen (24) angeordnet ist, um von diesen nach hinten zurückgeblasene Flüssigkeit aufzufangen, und durch eine unterhalb dieser Abscheideranordnung liegende Vorrichtung, um die von der Abscheideranordnung nach unten fliessende Flüssigkeit stromaufwärts des Filters in den Sumpf zu leiten.

. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Sumpf (42) unterhalb und zwischen der Abscheider-.

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Al·

anordnung (28) und einem Ende des Leitungsabschnitts (10) erstreckt und dass der Flüssigkeitsauslass in der Wand des Sumpfes im Bereich des einen Endes liegt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt eine sekundäre Abscheideranordnung für Flüssigkeit und Luft aufweist, die stromaufwärts der Sprühdüsen liegt, um die von diesen nach hinten geblasene Flüssigkeit abzufangen und durch eine unterhalb dieser Abscheideranordnung liegende Platte, welche Flüssigkeit über den oberen Rand des Filters und in den Sumpf stromaufwärts der Filteranordnung leitet.

17· Verfahren zum Kühlen von Flüssigkeiten, bei welchem die Flüssigkeiten in eine UmgebungsatmoSphäre versprüht und durch Berührung mit derselben gekühlt werden, worauf anschliessend eine Trennung der Flüssigkeiten von der Umgebungsatmosphäre erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die gekühlten Flüssigkeiten gesammelt und längs einer im wesentlichen horizontalen Strömungsbahn geleitet werden, dass in die Flüssigkeitsströmung ein geneigter Filter gebracht wird, so dass die auf den Filter auftreffende Strömung nach unten geleitet wird, um dadurch an der Oberfläche des Filters abgesetzte Teilchen abzuwaschen und sie als kompakte Masse am Boden des Sumpfes zu sammeln.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass vom Filter nach hinten strömende Flüssigkeit erfasst wird, damit die vom Filter abgespülten Teilchen in einer kompakten Masse in der Nähe der Unterkante des Filters gesammelt werden.

19. Wärmetauschersystem, welches mit rezirkuliertem Fluid arbeitet, gekennzeichnet durch eine Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung, in welcher die Flüssigkeit in Berührung mit der Umgebungsatmosphäre gebracht wird und durch die

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Umgebungsatmosphäre in einen Sumpf fällt, durch einen Verbraucher für die Flüssigkeit, durch eine Rezirkulationsanordnung, v/elche die Behandlungsvorrichtung für die Flüssigkeit und den Verbraucher miteinander verbindet, wobei in derselben eine Rezirkulation von Flüssigkeit erfolgt, durch einen im Sumpf angeordneten Filter, welcher eine Oberfläche besitzt, die der durch den Sumpf rezirkulierten Flüssigkeit zugewandt ist und Vielehe derart geneigt ist, dass ihre obere Kante xveiter stromaufwärts bezüglich der rezirkulierten Flüssigkeitsströmung durch den Sumpf liegt als ihre untere Kante, so dass bei Abschalten der Flüssigkeitsströmung ein Ungleichgewicht der Flüssigkeitshöhen besteht und daher eine Rückströmung von Flüssigkeit durch den Sumpf erfolgt, um den Filter abzuspülen.

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