DE2722424A1 - Einbauelement fuer stoff- und waermeaustauschkolonnen - Google Patents
Einbauelement fuer stoff- und waermeaustauschkolonnenInfo
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- Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
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Description
2 7 2 2 4 2 Λ
P 5166/Sd/hj
Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur / Schweiz
Einbauelement für Stoff- und Wärmeaustauschkolonnen
Die Erfindung betrifft ein Einbauelement für Stoff- und Wärmeaustauschkolonnen,
in welchen ein Gas und eine Flüssigkeit, vorzugsweise im Gegenstrom, miteinander in Kontakt gebracht
werden. Dieses besteht aus parallel zur Kolonnenachse angeordneten, sich berührenden, gefalteten Lamellen aus folienartigem
Material. Die Faltungen der Lamellen liegen im Winkel gegen die Kolonnenachse.
Gegenüber Einbauelementen aus selbstbenetzendem Drahtgewebe ist die Herstellung von Einbauelementen aus Lamellen^ die aus
einem folienartigen Material, z.B. Blech bestehen, wesentlich billiger.
Jedoch kann bei derartigen Einbauelementen keine gleichmässige Flüssigkeitsverteilung über die Oberfläche der Lamellen erreicht
werden, da keine Kapillarkräfte wirksam werden.
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Eine glelchmässige Flüssigkeitsverteilung ist aber für einen
wirksamen Stoff- bzw. Wärmeaustausch mit der Gasphase unbedingt erforderlich.
Bei aus gefalteten Lamellen bestehenden Einbauelementen folgt die Flüssigkeit hauptsächlich den von den Faltungen gebildeten
Talsohlen, d.h. es tritt eine Kanalisierung der Flüssigkeit auf, und die Lamellen werden nicht mehr gleichmässig von der
Flüssigkeit berieselt.
Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, die Lamellen mit Löchern zu versehen, wobei die abwärtsströmende Flüssigkeit an
den oberen Randzonen der Löcher nach beiden Seiten abgelenkt wird. Jedoch kann auch hierbei nur eine Grobverteilung der
Flüssigkeit auf den Lamellenoberflächen erreicht werden.
Weiterhin ist es bei ungelochten, gefalteten Lamellen bekannt, auf diesen zusätzlich zur Grobfaltung eine Feinriffeiung aufzubringen,
um die Verteilung der Flüssigkeit auf den Lamellen-Oberflächen durch Kapillarwirkung und Kanalisierung zu verbessern.
Beide Massnahmen für sich alleine angewendet, führen jedoch,
wie die Praxis gezeigt hat, zu keiner befriedigenden, gleich-
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-X-
massigen Flüssigkeitsverteilung auf den Oberflächen der gefalteten
Lamellen.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, durch eine geeignete
Ausbildung der gefalteten Lamellen, aus einem folien— artigen Material für eine äusserst gleichmässige Flüssigkeits—
verteilung zu sorgen, und somit die Wirksamkeit des Stoff- bzw. Wärmeaustausches gegenüber bekannten Einbauelementen wesentlich
zu verbessern.
Die Erfindung besteht in der Kombination folgender an sich bekannter
Merkmale:
a) Die Faltwände der Lamellen sind zusätzlich feinqeriii«IX f
b) die Lamellen weisen eine Mehrzahl von über ihre Oberfläche verteilter Löcher auf.
Unter Riffelung wird im Sinne der Erfindung eine Aufrauhung der Lamellenoberfläche durch Rillung oder Einprägen von Mustern,
wie z.B. Fischgratmuster verstanden.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass
durch die Kombination der zusätzlichen Feinriffeiung in der
vorstehend beschriebenen Weise und einer Lochung der Lamellen
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(ο
eine äusserst gleichmässige Flüssigkeitsverteilung auf den Oberflächen der Lamellen erreicht wird.
Man würde nämlich von vornherein annehmen, dass sich die beiden Massnahmen gegenseitig behindern, da die Feinriffeiung zur
Aufgabe hat, die Flüssigkeit in seitlicher Richtung zu kanalisieren und die Löcher diese Kanalisierung unterbrechen.
Als folienartige Materialien für die Lamellen kommen vorzugsweise Metalle, wie z.B. Kupfer, rostfreier Stahl, Monell oder
auch Kunststoff in Frage.
Bei Ausbildung der Feinrif feiung als Rillen, können ciiese in
horizontaler Richtung verlaufen, da auch hierdurch eine Seitliche
Flüssigkeitsverteilung von den Talsohlen der Grob faltung
durch Kapillarwirkung erfolgt. Jedoch besteht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung darin, dass der V/inkei zwischen
der Feinrillung und der Kolonnenachse 15-90 und der entsprechende Winkel zur Kolonnenachse der Grobfaltung 15 - 60 beträgt.
In diesem Fall wird nämlich die seitliche Ausbreitung der Flüssigkeit auf den Lamellenoberflächen durch Kapillarkraft noch
durch die in Richtung der Riffeltäler wirkenden Schwerkraft verstärkt.
Vorteilhaft kann die länge und Höhe der Feinriffeiung 0,3-3 mm
betragen, wobei unter "Länge" im übertragenen Sinne "Wellenlänge1 verstanden werden soll.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen erläutert.
In der Fig. 1 ist perspektivisch eine Lamelle und
in Fig. la ein Detail davon vergrössert dargestellt.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Draufsicht
auf eine Lamelle.
In Fig. 3 sind perspektivisch einzelne Lamellen für ein
Einbauelement vor dessen Zusammenbau dargestellt.
Fig. 4 zeigt einen Teil einer Kolonne mit drei Einbauelementen.
Die Lamelle 1 in der Fig. 1 weist eine Grobfaltunej mit
2a und Talsohlen 2b auf. Unter dem Betriff Faltung Soll i%n Sin
ne der Erfindung sowohl eine zacken- als auch eine «/el)enfcripi^fc
Profilierung verstanden werden.
Die Lamelle ist mit einer Anzahl von Löchern 3 versehen. Vorteilhaft
weisen die Löcher einen Durchmesser in der Grössenordnung von ca. 4 mm auf und nehmen insgesamt nicht mehr als 5-20 %
der Gesamtoberfläche ein.
In einem Winkel, der entgegengesetzt zum Neigungswinkel der Grobfaltung liegt, ist auf der Lamelle eine Feinriffelung 4 aufgebracht.
Die Riffellänge und Riffelhöhe liegt vorteilhaft in der Grössenordnung von 0,3-3 mm.
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BAD ORIGINAL
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte La
melle zur Veranschaulichung der Winkelverhältnisse der Grobfal tung und der Feinriffeiung. Hierbei ist die Richtung der Kolon
nenachse mit K und der Winkel der Grobfaltung gegen die Kolonnenachse mit GF und der Winkel der Feinriffeiung gegen die Kolonnenachse
mit FR bezeichnet.
Die 14 Lamellen 1 in der Fig. 3 sind in der Reihenfolge dargestellt,
wie sie anschliessend aufeinandergelegt und zu einem Einbauelement vereinigt und sodann in den Austauschteil einer
zylindrischen Kolonne eingeschoben werden.
zylindrischen Kolonne eingeschoben werden.
In der Fig. 4 ist ein Abschnitt 5 des Austauschteiles einer ICC~
lonne 6 dargestellt, der drei jeweils um 90 gegeneinander ver
setzt angeordnete Einbauelemente 7, S, 9 enthält. Die Einbauelemente sind aus den erfindungsgemäss ausgebildeten Lamellen
(vergl. Fig. 1) zusammengesetzt.
(vergl. Fig. 1) zusammengesetzt.
An den unteren Teilen der Einbauelemente sind als Kragen ausgebildete
Ableitelemente 10 befestigt, die bewirken, dass an
der Innenwand abfliessende Flüssigkeit an der Unterseite jedes Einbauelementes nach innen geleitet wird.
der Innenwand abfliessende Flüssigkeit an der Unterseite jedes Einbauelementes nach innen geleitet wird.
Zwecks einer über den Kolonnenquerschnitt gleichmässig verteil
ten Ableitung der Flüssigkeit in den sich an das unterste Ein-
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-ξ- 272242Α
bauelement anschliessenden Verdampferteil der Kolonne laufen
die Lamellen dieses Einbauelementes an ihrer Unterseite in Zacken 11 aus.
Bei grossen Kolonnendurchmessern von beispielsweise 1 m und
mehr kann das Einbauelement aus mehreren nebeneinander angeordneten Teilen bestehen. Diese einzelnen Teile werden vom Kolonnenmantel
zusammengehalten.
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L e e r s e i t e
Claims (7)
1. Einbauelement für Stoff- und Wärmeaustauschkolonnen, in welchen
ein Gas und eine Flüssigkeit, vorzugsweise im Gegenstrom, miteinander in Kontakt gebracht werden, wobei das
Einbauelement aus parallel zur Kolonnenachse angeordneten, sich berührenden, gefalteten Lamellen aus folienartigern Material
besteht, und ~ie Faltungen der Lsrellen irr, Winkel gegen die Kolonnenachse liegen, § e k e η η ζ e i c η net
durch die Kor.binaticr. felter.der an Sich bekannter
Merkmale:
a) Die Faltwände der Lamellen, sine zusätzlich feingeriffelt,
b) die Lamellen weisen eine Mehrzahl von über ihre Oberfläche
verteilter Löcher auf.
2. Einbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinriffeiung als Rillung ausgebildet ist.
3. Einbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Rillung zur Kolonnenachse einen Winkel bildet, der das
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ORIGINAL INSPECTED
entgegengesetzte Vorzeichen des entsprechenden Winkels zur Grobfaltung der Lamellen aufweist.
4. Einbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen aus Metall bestehen. .
5. Einbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen aus Kunststoff bestehen. · --· -
6. Einbauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,'
der Winkel zwischen eier Feinrillung und der Kolonnenachse
15-9Ow und der entsprechende Winkel zur Kolonnenactvse
Grobfaltunc; 15 - £0° freträat. ■
7. Einbauelement nach Anspruch 1, dadurch qeKennzeichnet, crass
die Länge und Höhe der Feinriffelung 0,3 - 3 mm beträgt.
809847/0389 BAD ORIGINAL
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