DE2535492C3 - Naturzug-Kühlturm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Naturzug-Kühlturm mit einem Mantel, der im Bereich der Krone zum oberen Offnungsrand hin verjüngt ist. nach Patent 24 14 172.

Bei dem Hauptpatent hat der verjüngte Bereich die Wirkung, daß Kalllufteinbrüche verhindert werden. Hierdurch wird ein verbesserter Wirkungsgrad bei ruhiger oder wenig bewegter Umgebungsluft erreicht.

Es isl auch schon vorgesehlagen worden (DE-OS 1-24 61982), eine Windleitvorrichtung_; in Form einer Leitschaufelanordnung vorzusehen, die nur vor einem der Hauptwindrichlung zugewandten Teilbereich des Kronenumfangs um die Krone drehbar angeordnet ist. Wird die Leilschaüfelanordnung in die richtige, der Windrichtung zugewandten" Lage gedreht,so verhindert sie ein Schließen der oberen Kühlturmöffnung durch darüber streichenden Seitenwind. Hierdurch wird der Wirkungsgrad bei mittleren oder großen Windgeschwindigkeiten verbessert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Naturzug-Kühlturm nach dem Hauptpatent so auszubilden, daß die genannten Wirkungen sich in einfacher Weise mit einer einzigen Maßnahme kombiniert erzielen lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der verjüngte Bereich als Abschirmung ausgebildet ist, die in beliebigen Umfangsgebieten und über beliebige Umfangslängen des Bereiches entfernbar und wieder setzbar ist

Bei Windstille oder kle.nen Windgeschwindigkeiten w^;rd die Abschirmung zweckmäßig über den ganzen Umfang gesetzt. Hierdurch wird ein den ganzen Umfang der oberen öffnung des Kühlturn.es umgebender zusammenhängender verjüngter Ring geschaffen, der Kaltlufteinbrüche in den Kühlturm dadurch verhindert, daß die Druckgradienten in den verjüngten Bereich in Richtung vertikal nach unten größer als außerhalb des Kühlturmes in diesem Bereich sind. Hierdurch wird eine Sperrschicht erzeugt, die Kaltlufteinbrüche deshalb verhindert, weil die Summe aus spezifischem Gewicht des Schwadens und volumenbezogenen Tragkeitskräften größer als das spezifische Gewicht der Außenlu/·. ist. Bewußt wird dabei der mit der Beschleunigung des Schwadens in dem verjüngten Bereich verbundene Energie- oder Auftriebsverlust in Kauf genommen, weil diesen Verlust nach den Untersuchungen der Erfinder der Gewinn an Kühlleistung bei weitem überwiegt, der durch die Vermeidung von Kaltlufteinbrüchen erzielt wird.

Bei mittlerem oder starkem Wind wird die Abschirmung auf der dem Wind abgekehrten Seite entfernt und bleibt nur auf der dem Wind zugekehrten Seite gesetzt. Hierdurch wird durch die Außenseite der Abschirmung ein Windleiteffekt erzielt, aufgrund dessen der seitlich anströmende Wind nach oben umgelenkt wird, so daß der Wind die Öffnung des Kuhlmrriies nicht mehr sperren b/w. /iiset/en kann Auf der den Wind abgekehrten Seite kann der aus dem Kuhlturm austretende Schwaden fast ungestört in das Fotwasser gebiet der Abschirmung einströmen. Dies verbessert den Wirkungsgrad 'les Kühlturmes bei mittlerem oder starkem Wind.

Die Erfinder haben experimentell festgestellt, daß gegenüber den bekannten Kuhlturmbauformcn eine Wirkungsgradverhess?rung in dir Größenordnung von 20 bis 30% er/ielt werden kann. Km Kuhlturm nach der Erfindung kann also eine um 20 bis 50% geringere Höhe aufweisen, um die gleiche Wirkung wie ein sonst vergleichbarer Kühlturm zu erzielen.

Die Abschirmung kann selbsttragend ausgebildet sein. Bevorzugt ist jedoch, wenn die Abschirmung von einer Tragkonstruktion unterstützt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführung weist die Abschirmung mehrere über den Umfang de^r verjungten Bereichs verteilt angeordnete Bahnen auf. die ein/ein zusammenfaltbar und wieder aufspannbar sind, und zwar vorzugsweise in Umfangsrichtung.

i; Diese Ausführung der Erfindung eignet sich insbcson-ί dere bei einer Tragkonstruktion mit einem den unteren Rand der Abschirmung bildenden Ring, der über Seile an einem durch die obere Kühlturmöffnung ragenden Pylon aufgehängt isl.
Die Abschirmung kann auch von Jalousien mit

schwenkbaren oder faltbaren Lamellen oder von Drehschiebern (breiter als Jalousien-Lamellen) gebildet sein. Diese Art der Abschirmung eignet sich insbesondere für eine Konstruktion, bei welcher der verjüngte Bereich von einem mit Fenstern für die Abschirmung versehenen, konischen Aufsatz gebildet ist Jedes Fenster enthält dabei eine Jalousie bzw. eine Anzahl paralleler Drehschieber, wobei die Jalousienlamellen oder Drehschieber um horizontale oder vertikale Achsen in üblicher Weise mittels eines Schnurantriebes oder dgl. schwenkbar sind.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausfühningsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht der Krone eines Kühlturmes mit gesetzter Abschirmung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 die Kühlturmkrone nach F i g. 1 in perspektivischer Ansicht mit teilweise entfernter Abschirmung.

F i g. 3 eine perspektivische Teilansicht in vergrößertem Maßstab der teilweise gesetzten Abschirmung nach F i g. 1 und 2.

Fig.4 eine gestreckte Unteransicht tiner Einzelheit in F i g. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer anders ausgebildeten Krone eines Kühlturmes gemäß der Erfindung.

Figo einen Teilschnitt nach der Linie 6-6 in F i g. 5 in größerem Maßstabund

Fig./ einen vertikalen Schnitt durch eine weiter abgewandelte Krone eines Kühlturmes gemäß der Erfindung.

Die F i g. I und 2 zeigen die Krone eines Kühlturmes, dessen Mantel 1 sich wie üblich hyperbolisch nach oben erweitert. Das Gerippe des Mantels ist von einem Seilnetz mit Seilen 2 gebildet, die mittels eines Ringes 3 aufgespannt sind, der im oberen Endbereich der Krone angeordnet. Der Ring 3 ist mittels auf einem Kegelmantel liegenden Seilen 5 am Kopf 6 eines Pylons 4 aufgehängt, der in der vertikalen Kühlturmachse stehi. In der Mantelfläche des durch die Seile 5 aufgespannten Kegels ist eine mit ihrem unteren Rand etwa am Ring 3 anstoßender, t-egelstumpfförmig verjüngter Bereich 7 vorgesehen. Der Bereich 7 isi von einer Bespannung gebildet, für welche die Seile 5 als Tragkonstruktion dienen. Die Bespannung umfaßt /weckmäßig mehrere Bahnen 8 aus Stoff oder besser Kunststoff, von denen jede /wischen zwei Seilen in Umfangsnchtung aufspannbar unc¹ wieder zusammenwieke!'iar sein kann. In der rechten Hälfte der F i g. 2 sind die Bahnen jeweils an den Seilen 5 zusammengewickelt dargestellt.

In F 1 g. I ist die gesamte Bespannung gesetzt. Dies ist der Zustand bei ruhiger i.'ift oder geringen Windgeschwindigkeiten. Hierdurch werden, wie oben in der Besehreibunpseinlei'ung geschildert. Kaltlufteinbrüche in die obere öffnung des Kühlturmes verhindert.

In F i g. 2 sind Bahnen 8 der Abschirmung nur in einem Dmfangsbereu'h gesetzt, welcher der Windrichtung (in F 1 g. 2 von links) zugewandl ist. Hierdurch wird der seitlich anströmende Wind in Richtung der Pfeile A nach oben umgelenkt wodurch eine das Austreten des Schwadens aus der Kühlturmöffnung verhindernde Sperrwirkung einer sonst horizontal über gekühlter öffnung sieh bewegenden Strömungswalze vermieden ist In dem dem Wind abgewandten Umfangsbereich kann der Schwaden 9 ungestört aus der Kühlturmöffnung austreten,

Auch dies trägt zur Verbesserung des Wirkungsgrades bei.

In den Fig,3 und 4 ist oltie Vorrichtung zum Setzen und Wiederaufwickeln der einzelnen Bahnen 8 der Bespannung gezeigt Die Vorrichtung umfaßt einen in Fig.4 in Unteransicht dargestellten Rahmen 10,der aus einzelnen, jedem Abschnitt zwischen zwei Seilen 5 zugeordneten Rahmenteilen bestehen kann. In Fig.3 und 4 ist der Rahmen 10 nur der Einfachheit halber zusammenhängend gezeigt.

Parallel zu den am Ring 3 angeordneten Rahmen lO ist auf der Höhe der Abschirmung bzw. des verjüngten Bereiches 7 ein ähnlicher Rahmen 11 angeordnet, der entsprechend der Verjüngung kleinere Abmessungen hat. Jeder Rahmen 10, 1! ist an seinem einen Langsschenkel 12, 13 mit einer Zahnstange 14, 15 versehen, die mit einem entsprechend verzahnten Ritzel 16, 17 zusammenwirken kann. Die Zähnezahlen der Ritzel 16,17 sind gleich; jedoch haben die oberen Zähne des Ritzels 17 und der Zahnstange 15 eine kleinere Teilung als die unteren Zähne der Zahnstange 14 und des Ritzels 16. Diese unterschiedlichen Zannteilungen sind so gewählt, daß hierdurch die Verjüngung nach oben ausgeglichen wird. Die Ritzel 16, 17 sitzen auf den beiden Enden einer entsprechend u.jr Verjüngung konisch gestalteten Aufwickelstange 18. D.ese Aufwikkelstange 18 führt die entsprechende Bahn 8. Die Aufwickelstange 18 ist in den F i g. 3 und 4 gestrichelt dargestellt Ein Antrieb wird beispielsweise über einen jeder Au.wickelstange gesondert zugeordneten Elektro-Motor 19 bewirkt, dessen Drehmoment /. B. über eine am Teil 21 gleitend oder rollend geführte Drehmomentstütze 19' abgestützt ist (ir F i g. 3 nur beim rechten Motor 19 dargestellt). Es sind auch andere Antriebe denkbar. Insbesondere ist ein Antrieb über übliche Kraftübertragungsmittel wie Ketten. Zahnriemen. Seile o. dgl. ausgehend von nur einem Antriebsmotor für einige Aufwickelstangen Ί8 denkbar. Werden die Elektro-Motoren 19 betätigt so treiben sie die Ritzel 16 und 17 /um Ablaufen auf den Zahnstangen 14, 15 an. wodurch die Bahn 8 bei einer Antriebsdrehnchiung in F i g. 3 und 4 gesehen nach rechts aufgespannt und bei einer Antriebsdrehrichtung in F i g. 3 und 4 gesehen nach links wieder zusammengewickelt wird. Die Ruhelage ist erreicht, wenn die Zahnritzel 16,17 an dem zugehörigen Seil angelangt sind. Die Bahn 8 ist an dem Rahmen beispielsweise mittels einer in Fig. 4 nur im Profil erkennbaren Querstange 20 festgeklemrr'. Der in F ι g. 4 obere Langsschenkel 21, 22 des Rahmens 10, 11 hat nur versteifende Funktion.

Die Kühlturmkrone nach F i g. 5 weist einen konischen verjüngten Bereich 30 auf. der mit gleichmäßig um den Umfang verleih angeordneten Fenstern 31 versehen ist. In den Fenstern sind Jalousien mit in Richtung von Mante'linien des konischen Aufsat/es verlaufenden Lamellen 32 angeordnet, die um ebenfalls in dieser Richtung weisende Achsen 33 (Fig. 6) auf bekinn.c Weise, beispielsweise mittels eines Schnurantriebes, in der aus F i g. 6 ersichtlichen Weise schwenkbar sind. Die Stege 34 zwischen den Fenstern 51 haben auf ihren einander abgekehrten Seiten in entgegengesetzter Richtung weisende Ausnehmungen 35, 36 zur Aufnahme der Lamellen 32 in deren in die Fensterebene 37 geschwenktem Zustand. In diesem Zustand sind die Fenster 31 durch die Lamellen geschlossen, d. h. die Abschirmung ist gesetzt

In Fig,6 sind die Lamellen in halbgeöffnetem Zustand gezeigt Sie sind noch bis zu einem vollen fechten Winkel aus dir Fensterebene 37 ausschwenke bär, Wobei dann der voll geöffnste Zustand erreicht ist

In Fig,5 sind die Lamellen 32 in dem die Fenster

schließendem Schwcnkzustand in der Fensterebene gezeigt. Dies ist der bevorzugte Betriebszustand bei ruhiger oder wenig bewegter Luft. Sobald minierer oder stärkerer Seitenwind herrscht, werden die Lamellen 32 der der Windrichtung abgekehrten Seite in ihre Öffnungsstellung geschwenkt. Eine Abschirmung ist dann nur noch auf der dem Wind zugekehrten Seite vorhanden, weil dort die Lamellen 32 weiter in ihre Schließstellung gehalten sind.

Die Wirkungen in beiden Betnebszuständen sind die feieichen wie bei der Ausführung nach Fig. I und 2.

Bei der Ausführung nach Fig. 7 ist ebenfalls ein konisch verjüngter Bereich 40 vorgesehen, der ähnlich wie bei der Ausführung 5· mit Fenstern 41 versehen ist. Dort sind in jedem Fenster vier horizontale¹ Drehschieber 42 angeordnet. Die Anordnung nach Fig; 7 wird von links angeströmt, so daß die horizontalen

Drehschieber 42 in der linken Hälfte der Fig.7 geschlossen und in der rechten Hälfte geöffnet sind, um einen optimalen Wirkungsgrad bei mittlerem oder/ stehendem Seitenwind 2u erreichen;

Die Fensterbreite ist bei der Ausführung nach Fig. 7

ιό groß dargesteill. Wenn man die Verwendung gekrümmter Drehschieber 42 vermeiden will, sollte eine kleinere Fensterbreite der Fenster-1 gewählt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Naturzug-Kühlturm mit einem Mantel, der im Bereich der Krone zum oberen Öffnungsrand hin verjüngt ist, nach Patent 24 14 172, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Bereich (7; 30; 40) als Abschirmung ausgebildet ist, die in beliebigen Umfangsgebieten und über beliebige Umfangslängen des verjüngten Bereiches entfernbar und wieder setzbar ist.

2. Kühlturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung von einer Tragkonstruktion unterstützt ist.

3. Kühlturm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung über den Umfang verteilt mehrere Bahnen (8) umfaßt, die einzeln zusammenlegbar und wieder aufspannbar sind.

4. Kühlturm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen (8) in Umfangsrichtung zusammenwickelbar und wieder aufspannbar sind.

5. Kühltur-η nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bahn (8) einen Antrieb mit einer konischen Aufwickelstange (18) aufweist, die an ihren Enden Zahnritzel (16; 17) trägt, welche mit ortsfest und parallel in dem verjüngten Bereich (7) angeordneten Zahnslangen (14; 15) zusammenwirken.

6. Kühlturm nach Anspruch j, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstangen in Umfangsrichtung in einem etwa der Höhe des verjüngten Bereiches (7) entsprechenden Abstand angeordnet sind und die Anzahl der Zahne der oberen und unteren Zahnstangen [t4, 15) und /ahnritzel (16, 17) gleich sind, die oberen Zaune /> .n Ausgleich der Verjüngung jedoch eine geringere Zahnteilung haben als die unteren Zähne.

7. Kühlturm nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung von Jalousien mit fchwenkbarcn oder faltbaren Lamellen (32) oder Drehschiebern (42) gebildet ist.

8. Kühlturm nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkonstruktion einen den unteren Rand der Abschirmung bildenden Ring (3) umfaßt, der über Seile (5) an einem durch die obere Kühlturmöffnung ragenden Pylon (4) aufgehängt ist.

9. Kühlturm nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Bereich von einem mit Fenstern (31; 41) für die Abschirmung versehenen, konischen Aufsat7 gebildet ist.