DE2550776C2 - Luftkühler mit einer Geräuschdämpfereinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Luftkühler gemäß dem Oberbegriff vo.i Patentanspruch 1.

Bei Kühlern, in denec die FlS'sigkeit direkt durch die atmosphärische Luft gekehlt wird, wird diese Flüssigkeit auf den oberen Teil eines Austsr cherkörpers verteilt, der im allgemeinen aus Platten oder Planen bzw. gewellten Blechen oder Folien oder Gittern unterschiedlicher Gestalt besteht, auf denen Wasser rieselt und/oder unter Verspritzen zurückprallt, während der Strom atmosphärischer Luft, der durch Lufteintrittsöff- *o nungen des Luftkühlers eindringt, im Austauscherkörper entweder senkrecht zu der Strömungsrichtung der Flüssigkeit (Kreuzstrom) oder in entgegengesetzter Richtung (Gegenstrom) zirkuliert.

Der Luftstrom wird im Austauscherkörper entweder durch Ventilatoren oder durch Naturzug eines Kamins oder durch die Kombination von Ventilator und Naturzug erzeugt.

Die Lufteintrittsöffnungen der Kühler sind an ihrer Basis angeordnet und haben extrem variable Abmessungen; ihre Höhe liegt im Meterbereich für die kleinsten Kühler und kann sogar 20 m für die größten Kühler überschreiten, während ihre Breite im Meterbereich für die kleinsten Kühler liegt, jedoch etliche 10 m, sogar etliche 100 m für geradlinige ausgerichtete Anordnungen von Kühlerzellen oder für kreisförmige Kühltürme erreichen kann, deren Durchmesser zwischen etlichen 10 und mehr als 100 m liegen.

Diese Lufteintrittsöffnungen werden im allgemeinen mit Jalousien aus geneigt angeordneten Platten ⁶" versehen, die zwischen sich die Luftdurchgänge bilden (GB-PS 8 69 638). Diese Jalousien dienen dazu, Flüssigkeitsabspritzungen vom Kühler nach außen zu verhindern. Störungen, denen der Kühlerbetrieb durch Windstöße ausgesetzt ist, abzuschwächen und die Luftgeschwindigkeit am Eintritt in den Kühlerausiauscherkörperzu vergleichmäßigen.

Einer der Hauptnachteile der bekannten Luftkühler "ist in dem erheblichen Geräusch zu sehen, welches sie durch ihre Luftansaug- und Abführöffnungen abstrahlen. Da die Luftabführöffnung sich relativ hoch über dem Erdboden befindet und Schallrichtwirkungseigenschaften hat, die dazu führen, daß das Geräusch im wesentlichen nach oben bei einem geringen gegen den Erdboden durch den Umfang der Öffnung gebrochenen Anteil abgegeben wird, stammt die Schallstörung im wesentlichen von den Lufteintrittsausbildun^en. Diese strahlen das Geräusch aufgrund des Flüssigkeitsfalls aus dem Austauscherkörper in das Becken, wo die Flüssigkeit gesammelt wird, aus, ein Geräusch, welches reich an hohen Frequenzen und praktisch frei von niedrigen Frequenzen ist. Weitere Geräusche sind für die Kühler mit Zwangszug oder Naturzug in Zuordnung zu Ventilatoren im Geräusch dieser Ventilatoren zu sehen.

In zahlreichen Fällen ist die akustische Störung derart, daß Maßnahmen zur Verminderung des Geräusches getroffen werden müssen.

Im Falle von Luftkühlern mit Ventilatoren ist die Verwendung von Spezialventilatoren mit vermindertem Geräusch aufgrund ihrer geringen Drehgeschwindigkeit und des sorgfältig gewählten Profils ihrer Schaufeln eine erste Maßnahme, die sich leider meist als unzureichend erweist.

Vorhanden sin«l auch Einrichtungen zur Verminderung des Geräusches des herabfallenden Wassers, die an der Quelle selbst einsetzen, indem man beispielsweise das Wasser unter dem Austauscherkörper mit Hilfe von Entwässerungskanälen oder geneigten Kanälen sammelt, die gegebenenfalls mit Ablenkplatten versehen und schachbrettartig derart angeordnet sind, daß sie der Flüssigkeit keinerlei direkten Durchgang bieten, die aus dem Austauscherkörper ausfließt. Jedoch weisen diese Einrichtungen die Nachteile auf, daß sie aufgrund der erheblichen Abmessung der abzudeckenden Oberflächen schwierig in der Anschaffung sind, darüber hinaus aufgrund der Gefahren erner Verschmutzung des verwendeten Materials auch mulisum zu warten und auch wenig wirksam sind, da die erreichte Geräuschverminderung gering ist, nämlich in der Größenordnung von lediglich 5—1OdB.

Es gibt auch die Möglichkeit, die Umgebung durch Schallschutzschirme zu schützen, die um den Luftkühler angeordnet sind; diese Lösung ist jedoch oft wenig zufriedenstellend. Das Fehlen von Raum macht es oft erforderlich, diese Schirme nahe dem Luftkühler anzuordnen; in diesem Fall behindern sie nämlich den Luftdurchgang und schaden damit einer günstigen Betriebsweise. Wenn dieser Platz vorhanden ist, sind sie somit zu teuer, da sie erhebliche Abmessungen aufweisen müssen, insbesondere, wenn das Geräusch unter großer Entfernung vom Kühler vermindert werden soll, einer Entfernung, unter der die Spitze oder der Kopfteil des Schirms unter einem geringen Winkel gesehen wird, der charakteristisch für eine geringe Abschwächung ist. Darüber hinaus können in diesem zweiten Fall die Schallwellen gegebenenfalls gegen den Erdboden durch Brechung in die Atmosphäre umgelenkt werden, indem sie oberhalb des Schirms, d. h., ohne Behinderung passieren.

Die oben aufgeführten Lösungen sind somit wenig zufriedenstellend. Daher greift man oft zur Verminderung des durch die Lufteintritte der Luftkühler ausgesandten Geräusches auf Schallabsorption durch Platten an einem Material zurück, das die Schallenergie in Wärmeenergie umformt, beispielsweise auf Steinwol-

Diese Platten haben im wesentlichen die Gestalt eines Parallelepipeds aus perforiertem Metallblech, in dessen Innerem das absorbierende Material angeordnet ist; sie sind entweder vertikal oder parallel untereinander angeordnet, wenn der Kühler aus rechteckigen ausgerichteten Zellen besteht; oder sie sind vertikal und radial angeordnet, wenn der Kühler kreisförmige Gestalt aufweist; oder üie sind gruppenweise zueinander angeordnet, wobei die Gesamtheit der Gruppen ein den Kühler umschreibendes Polygon bildet, wenn letzteres eine kreisförmige oder polygonale Gestalt aufweist Diese Platten sind außerhalb des Kühlers in unmittelbarer Nähe seiner Lufteintrittsöffnungen angeordnet, wobei die Entfernung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Platten ganz klar kleiner als die Wellenlänge der Schallabstrahlung, die absorbiert werden soll, ist Diese Plattenanordnung ist somit besonders wirksam, wenn das ausgesandte Geräusch insbesondere in den tiefen Frequenzen liegt, da die Absorption hoher Frequenzen einen sehr geringen Raum zwischen den Platten erfordert und somit eine Vervielfachung hiervon zu einer Erhöhung der bereits sehr hohen Kosten dieser Lösung führt Darüber hinaus müssen, um eine ausreichende Wirksamkeit zu zeitigen, die Platten eine erhebliche Länge aufweisen, was zu einer merklichen Steigerung der von einem mit diesen Platten versehenen Kühler eingenommenen Fläche auf dem Erdboden führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Luftkühler zu schaffen, in welchem die Fortpflanzung des im Inneren des Kühlers erzeugten Geräusches nach außen durch die Lufteintrittsöffnungen in wesentlicher Weise, insbesondere im Bereich der hohen Frequenzen in relativ wirtschaftlicher Weise und ohne Erhöhung des ^J5 äußeren Platzbedarfs des Kühlers gedämpft wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen durch de in den Unteranspriichen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet sind.

Durch die Ausbildung der Platten der Jalousien der Lufteintrittsöffnungen eines Luftkühlers aus schallabsorbierendem Material wird bei vergleichsweise geringem Platzbedarf das im Kühler auftretende Geräusch, insbesondere erhöhter Frequenz, wesentlich gedämpft.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der F i g. 1 bis 3 beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines mit einem Ventilator versehenen Luftkühlers, ~'ⁿ

Fig. 2 eine Detailansicht von Platten, welche die Jalousien für die Kühlvorrichtung gemäß Fi g. 1 bilden, sowie

F i g. 3 eine Schnittansicht eines Naturzugluftkühlers, dessen Jalousien aus den Platten gemäß F i g. 2 gebildet sind.

In F i g. 1 erkennt man einen Kühler an sich bekannter Art mit einer kreisförmigen Kammer 1, um Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, mit atmosphärischer Luft in Kontakt zu bringen, wobei diese Kammer 1 eine dachartige Abdeckung 2 mit einer zentralen Luftabführöffnung 3 aufweist, in der ein Ventilator 4 mit Mantelring 5 angeordnet ist, welcher an seiner Basis mit der dachartigen Abdeckung 2 und in seinem oberen Teil mit einem Diffusor 5 verbunden ist. Im Inneren der Kammer 1 sind von oben nach unten übereinander angeordnet: ein Tröpfchet Scheider 7, ein Flüssigkeitsverteilernetz 8, ein Gegenstroniwärmeaustauscherkör- per 9 und ein Becken 10, das dazu bestimmt ist, die Flüssigkeit nach ihrer Kühlung durch atmosphärische Luft aufzunehmen. Schließlich umfaßt die Basis der Kammer 1 eine Lufteintrittsöffnung 11 am Umfang und ist mit Jalousien 12 versehen.

Die Jalousien 12 sind aus zueinander parallelen und unter regelmäßigen Abständen verteilten Platter. 13 gebildet, die einander überlagert zwischen dem unteren Teil und dem oberen Teil der Lufteintrittsöffnung 11 derart angeordnet sind, daß sie gegenüber der Horizontalen geneigte oder schräge Durchlässe für atmosphärische Luft belassen.

Diese Platten 13 sind in Gruppen von Platten gleicher Länge angeordnet wobei die Platten ein und der gleichen Gruppe an jedem ihrer Enden mit einem Ständer der den Luftkühler tragenden Tragkonstruktion befestigt sind. Nach einer abgeänderten Ausführungsform können die Gruppen aus Platten 15 an ihren Enden durch den Jalousien eigenen Ständer getragen werden. In dem einen oder anderer/ rail bilden die Gruppen aus Flauen 13 vorzugsweise einr π polygonalen regelmäßigen Umfang, der konzentrisch zur Mitte der kreisförmigen Kammer 1 ist Im Falle eines Kühlers mit einer Kammer rechteckiger oder quadratiscner Form um^caßt jede Lufteintrittsöffnung 11 ein oder mehrere ausgerichtete Gruppen von Platten, wobei die Gruppe(n) parallel zu den Wandungen des Kühlers ist (sind).

F i g. 2 der Zeichnungen zeigt in größerer Darstellung zwei Platten 13, die in der Lufteintrittsöffnung 11 der Kammer 1 angebracht sind. Diese Platten 13 sind von paralleiepipedförmiger Gestalt und gegen die Horizontale um einen Winkel vorzugsweise zwischen etwa 30° und etwa 60° geneigt, wobei der Winkel einen Wert von 45° in Fig.2 aufweist. Die Platten können allerdings auch ein Flügelprofil besitzen. Nach einem wichtigen Merkmal der Erfindung sind die Platten 13 mit ihrem oberen Rand auf der Außenseite der Kammer 1 unc mit ihrem unteren Rand gegen das Innere dieser Kammer angeordnet und der obere Rand einer beliebigen Platte 13 ist oberhalb des unteren Randes der unmittelbar hierüber angeordneten Platte 13 derart angeordnet, daß entsprechend einer Horizontalrichtung keim; direkte öffnung von dem Inneren des Kühlers nach außen und umgekehrt existiert. Diese Plattenüberdeckung in horizontaler Richtung verleiht den Jalousien den Vorteil, welchen die Geräuschdämpfer nicht aufweisen, die aus Platten bestehen, welche radial zum Umfang der Kühler angeordnet sind. Tatsächlich erlauben es diese Jalousien, in erheblicher Weise das Geräusch erhöhter Frequenz zu vermindern, ohne einen geringen Raum zwischen den Platten zu benötigen, d. h., ohne zu erhöhte?· Druckverlusten beim Durchgang von Luft zu führen. Was die durchdringenden, schräg zwischen den Platten abgestrahlter. Geräusche angeht, so können diese die zu schützenden Zonen erst nach Reflexion und Beugungen an verschiedenen Hindernissen oder Schallbrechung in der Atmosphäre erreichen, wobei die überwundenen Entfe. nungen relativ groß sind, so daß der Schall ausreichend geschwächt wird, um, wenn er den Erdboden erreicht, nicht mehr zu stören.

F i g. 3 zeigt eine andere Art von Kühler, der mit den Schalldämpferplatten ausgestattet ist. Dieser Kühler ist ein Naturzugkühler und für Kreuzstromkontakt ausgelegt und umfaßt Turm i4, der an seiner Basis von einer Ringgalerie 15 umgeben ist, in denen Innern ein Wärmeaustauscherkörper 16 vorgesehen ist, über dem ein Flüssigkeitsverteilernetz 17 angeordnet ist. Dieser

Kühler umfaßt auch einen Tröpfchenscheider 18. der zwischen dem Austauscherkörper 16 und einer Umfangsöffnung 19 des Turnes 14 angeordnet ist, über den Luft hierin eintritt, nachdem sie in Kontakt mit der Flüssigkeit im Wärmeaustauscherkörper 16 gekommen ist. Auch ist ein Becken 20 im unteren Teil des Kühlers zur Aufnahme der gekühlten Flüssigkeit 21 vorgesehen. Schließlich ist die Ringgalerie 15 mit einem Umfangslufteintritt 22 versehen, der wie der Kühler in F i g. 1 mit Jalousien 12 ausgestattet ist, welche durch die Platten 13 der F i g. 2 gebildet sind.

Dank der oben beschriebenen Anordnung ermöglichen es die Platten 13 in zweckmäßiger Weise, das Geräusch zu dämpfen, welches durch den Ventilator 4 und das Fallen der Flüssigkeit aus dem Austauscherkör- ι > per 9 in das Becken 10 beim beschleunigten Naturzug der F i g. I erzeugt wird und welches auf das Fallen der Flüssigkeit aus dem Wärmeaustauscherkörper 16 in das Becken 20 beim Nätui'zügfiüi'iicr dcf F i g. 3 cfZcügi wird. Der letztgenannte Kühlertyp hat zwar keine _>o Ventilatoren, kann aber einen extrem hohen Schallpegel erzeugen, wenn er sehr große Abmessungen aufweist, für die der behandelte Flüssigkeitsdurchsalz beachtlich wird.

In der Praxis können die parallelepipedförmigen 2i Platten eine Dicke zwischen etwa 50 mm und 100 mm aufweisen. Die Breite dieser Platten in Strömungsrichtung der Luft kann beispielsweise zwischen etwa 50 mm und 100 mm betragen, während die Entfernung der Platten untereinander zwischen etwa 100 mm und μ 500 mm liegen kann. Diese Abmessungen der Platten zwischeneinander bestimmen für jedes Geräuschspektrum die Schalldämpfung, während der Winkel der Platten gegen die Horizontale, der im allgemeinen zwischen 30° und 60° liegt, den Richtwirkungseffekt bei der Emission des verbleibenden Geräusches bestimmt. Die Platten umfassen, wie Fig? zeigt, einen perforierten äußeren Mantel 28. der innen mit einem Material 29 ausgekleidet ist, welches die Schallenergie in Wärmeenergie umwandelt. Das schallabsorbierende Material -t" besteht beispielsweise aus Steinwolle, Glasfasern oder Kokoswolle. während der Mantel 28 aus perforierten Folien aus Kunststoff oder aus einem metallischen Material wie Aluminium oder galvanisierter Stahl gebildet sein kann. Vorzugsweise sind allein die die ^J5 beiden Flächen des Mantels 29 bildenden Folien perforiert und dieser Folien sind untereinander durch andere Bauteile, beispielsweise Bleche oder Profile zusammengefügt, sei es vorzugsweise aus dem gleichen Material wie diese Folien oder Bleche, wenn sie metallischer Art sind oder aus einem Material unterschiedlich zu dem der Kunststoffolien, wobei ein Zusammenbau mit oder eine Montage an metallischen Profilen möglich ist. Wenn jedoch das verwendete Material der Folien ausreichend steif ist, kann die Gesamtheit des Mantels 28 durch das Material dieser Folien gebildet sein, wobei die verschiedenen Seiten dieses Mantels untereinander durch Schweißen, Kleben, Nieten oder ein anderes bekanntes Verfahren zusammengefügt sein können.

Die oben genannten Materialien werden hinsichtlich ihrer Beständigkeit gegen Wasserkorrosion ausgesucht, da außer ihrer Funktion als Geräuschdämpfer die

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haben. Das heißt, die Oberfläche der Jalousien wird oft benetzt, und zwar durch den Regen sowie durch verspritzendes Wasser aus der Kühlvorrichtung. Um die Beständigkeit des schalldämpfenden Materials gegen Feuchtigkeit zu verbessern, kann man beispielsweise seine Dichte erhöhen. So kann die Schicht aus Steinwolle insgesamt aus einer dichten Wolle, beispielsweise aus 80 kg/m¹ gebildet sein oder aus einer wenig dichti. λ Innenschicht von beispielsweise 50 kg/m^J und einer Außenschicht auf einer oder ihren beiden Flächen aus dichterer Wolle, beispielsweise mit l50kg/m^], gebildet sein. Ferner können die Fasern des absorbierenden Materials mit einer flüssigkeits- oder feuchtigkeitsabweisenden Substanz beschichtet, beispielsweise bakelisiert sein, oder die Außenflächen der schalldämmenden Schicht können mit einer mit einer feuchtigkeitsabweisenden Substanz imprägnierten Papierfolie, beispielsweise einer bituminierten Papierfolie abgedeckt sein. Eine andere Schutzmöglichkeit für das schallabsorbierende Material gegen Feuchtigkeit besteht darin, es in eine Folie aus wasserdichtem Kunststoffmaterial einzuhüllen, das jedoch ausreichend schalldurchlässig ist: hierzu kann man beispielsweise eine Folie aus Polyäthylen oder aus einem feinen Glasfasergewebe verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Luftkühler mit einer Kammer, in welcher eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, in Kontakt mit atmosphärischer Luft gebracht wird, wobei die Kammer wenigstens eine Lufteintrittsöffnung aufweist, die mit Jalousien aus geneigt angeordneten Platten versehen ist, die zwischen sich geneigte Durchgänge für die atmosphärische Luft bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Platten (13) der Jalousien (12) aus einem schallabsorbierenden Material bestehen.

2. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand (24) einer Platte (13) oberhalb des unteren Randes (25) einer unmittelbar darüber angeordneten Platte (13) vorgesehen ist, derart, daß in einer horizontalen Richtung diese Jalousien (12) keinen direkten Durchlaß von der Außenseite des Kühlers in dessen Inneres und umgekehrt bieten.

3. Kühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (13) jeweils einen Außenmantel (28) aufweisen, bei dem wenigstens eine seiner beiden Hauptflächen perforiert ist und ein schallabsorbierendes Material (29) als Innenauskleidung dieses Mantels (28) vorgesehen ist.