DE2933720C2 - - Google Patents

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DE2933720C2
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Thomas William Prairie Village Kan. Us Bugler Iii
Gerald Dee Raytown Mo. Us Fritz
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    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • B05B1/265Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being symmetrically deflected about the axis of the nozzle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00Component parts of trickle coolers
    • F28F25/02Component parts of trickle coolers for distributing, circulating, and accumulating liquid
    • F28F25/06Spray nozzles or spray pipes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung für den Einsatz in Gegenstromkühltürmen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Öffentliche Energieversorgungsunternehmen und andere große In­ dustriebetriebe verwenden im allgemeinen Kühltürme des einen oder anderen Typs zur Kühlung großer Mengen heißen Wassers, welches beim Betrieb der Anlage anfällt. Im Falle von Energie­ versorgungsunternehmen werden häufig sehr große Gegenstromkühl­ türme mit natürlichem Luftzug eingesetzt. In solchen Kühltürmen werden Mengen anfänglich heißen Wassers unter Einsatz von Düsen oder dergleichen nach unten über Kühlturmeinbauten versprüht, während Luftströme im direkten Gegenstrom zu dem sich abwärts bewegenden Wasser für dessen Kühlung von unten nach oben durch den Turm geführt werden. Wie leicht einzusehen ist, müssen solche Gegenstromkühltürme für einen hohen Wirkungsgrad mit Düsen oder dergleichen Vorrichtungen ausgerüstet sein, die das Wasser für dessen Kühlung wirksam versprühen. Gleichzeitig soll aber auch der durch die Flüssigkeitsverteilvorrichtungen erzeugte Strö­ mungswiderstand im Luftstrom so gering wie möglich gehalten werden, so daß eine ausreichende Menge an Luft im Gegenstrom zu dem sich abwärts bewegenden heißen Wasser durch den Kühl­ turm gezogen werden kann.
Während des Betriebes von Wasserkühlanlagen ist es allgemein üblich, von Zeit zu Zeit eine Anzahl von Bällen oder Kugeln aus aufgeschäumten Kunststoff oder Schaumgummi in das Kühl­ wasser mit einzuschleusen, um die Wärmetauscherrohre der Anlage, welche Teil des gesamten Wasserrückkühlsystems sind, zu reinigen und freizumachen. Die Kugeln sind so bemessen, daß sie im Durch­ messer geringfügig größer sind als der Innendurchmesser der Rohre, durch welche sie zum Zweck des Freiliegens hindurchge­ leitet werden, und sind daher allgemein in Durchmessern im Bereich von ½ Zoll bis zu etwa 1 ½ Zoll erhältlich. Es ist einleuchtend, daß bei dieser Vorgehensweise der zugehörige Kühl­ turm und insbesondere dessen Wasserverteilvorrichtungen so kon­ struiert sein müssen, daß sie den Durchtritt der Kugeln ermög­ lichen. Auch wenn die Reinigungskugeln nach jeder Anwendung normalerweise wieder entfernt werden, läßt es sich nicht ver­ meiden, daß eine Anzahl von Kugeln nicht von der für diese vor­ gesehenen Auffangeinrichtung erfaßt wird und im System verbleibt, um kontinuierlich durch die Rohre, den Kühlturm und andere Teile des Rückkühlsystems umzulaufen. Deshalb müssen die Flüssigkeits­ verteildüsen des Kühlturmes in der Lage sein, die Kugeln zu jeder Zeit ungehindert durchzulassen.
Da Wasserrückkühlsysteme auch zur äußeren Umgebung hin offen sind, ergibt sich daraus zwangsläufig, daß das Kühlwasser zu einem gewissen Grade durch Fremdkörper verunreinigt wird, wie beispielsweise Fasern, Zweigeablagerungen und andere Feststoff­ teilchen. Die Wasserverteil- und Versprüheinrichtungen müssen auch diese Fremdmaterialien durchlassen.
In der US-PS 36 17 036 ist eine Kühlturmdüse beschrieben, die insbesondere an den Einsatz in Querstrom-Kühltürmen angepaßt ist, diese Düse weicht jedoch sowohl in bezug auf ihren Aufbau als auch in bezug auf die beabsichtigte Verwendung stark von der Flüssigkeitsverteilvorrichtung der vorliegenden Erfindung ab.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung für Kühltürme zu schaffen, mit der eine feine Versprühung des zu kühlenden Wassers erfolgt, wobei der freie Durchtritt von Rohrreinigungskugeln und im Kühlwasser befindlichen Fremdkörpern ohne Kollision mit der Versprühvorrichtung möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist,
  • - daß die Austrittsöffnung der Düse eine Öffnungsfläche aufweist, deren Abmessung genügend groß ist für den Durchgang einer Reinigungskugel,
  • - daß der durch den Flüssigkeitsvorhang begrenzte freie Raum unmittelbar unterhalb der Austrittsöffnung keine Hindernisse für den freien Durchgang von Reinigungskugeln enthält und verhältnismäßig frei von ausströmender Flüssigkeit ist,
  • - daß die Flüssigkeitsversprühkörper in horizontaler Ebene und in gegenseitigem Abstand zueinander in Form eines horizontalen Ringes angeordnet sind und den freien Raum unter der Austrittsöffnung begrenzen, der eine Fläche aufweist, die größer ist als die Fläche der Austrittsöffnung, wobei beide Flächen quer zur Längsachse des kegelstumpfförmigen Flüssigkeitsvorhanges liegen,
  • - daß der durch den Flüssigkeitsvorhang begrenzte Freiraum in Verbindung mit dem von den Flüssigkeitsversprühkörpern umgebenen Freiraum steht, um den ungehinderten Durchtritt der Reinigungskugeln von der Austrittsöffnung der Düse durch die miteinander verbundenen Freiräume hindurch von der Versprüheinrichtung weg zu gestatten, ohne mit dieser in Kollision zu geraten und
  • - daß jede der Flüssigkeitsauftreffflächen derart ausgebildet ist, daß die Bahnen der Flüssigkeitsteilchen, welche auf eine der Flüssigkeitsauftreffflächen aufprallen, unter einem Winkel zu dieser verlaufen.
Die Flüssigkeitsverteilvorrichtung gemäß der Erfindung besteht damit aus einer einzigartigen Kombination, mit der zuerst ein divergierender, im allgemeinen kegelstumpfförmiger Flüssigkeitsvorhang, beispielsweise aus heißem Wasser, erzeugt wird, welcher aus einer Vielzahl von Flüssigkeitsteilchen besteht, die sich im wesentlichen entlang geradliniger Bahnen bewegen, und mit der dann der Flüssigkeitsvorhang über eine verhältnismäßig große Grundfläche versprüht wird, um eine Kühlung des Wassers zu ermöglichen.
In der praktischen Ausführung besteht die Einrichtung zum Erzeugen des Flüssigkeitsvorhanges vorzugsweise aus einer Hohlkegeldüse mit gedrehtem Strahl, bestehend aus einem hohlen Grundkörper für die Flüssigkeitsaufnahme, welcher mit einem mit einer Austrittsöffnung versehenen, nach unten weisenden, kegel­ stumpfförmigen Austrittsabschnitt versehen ist, sowie mit einem rohrförmigen Flüssigkeitseintrittsstutzen, welcher tangential in das Ende größeren Durchmessers des kegelstumpfartigen Austritts­ abschnittes mündet. Die Flüssigkeitsversprüheinrichtung andererseits umfaßt vorzugsweise eine Mehrzahl von im allgemeinen runden, knopfartigen Flüssigkeitsversprühkörpern, von denen jeder eine Flüssigkeitsauftrefffläche aufweist, sowie Befestigungsmittel, durch die die Versprühkörper im gegenseitigen Abstand vonein­ ander derart gehalten sind, daß sie mit den sich abwärts bewe­ genden Wasserteilchen, welche den Flüssigkeitsvorhang bilden, in Berührung kommen. Jede der Flüssigkeitsauftreffflächen eines Flüssigkeitsversprühkörpers ist so ausgebildet, daß die Bewe­ gungsbahnen der Wasserteilchen, welche auf diese Fläche auf­ treffen, unter einem Winkel zu der Fläche verlaufen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist jeder der knopfar­ tigen Flüssigkeitsversprühkörper eine der Düse benachbarte gekrümmte schulterförmige Oberfläche auf, und die Flüssigkeitsversprühkörper sind in einem kreisförmigen Muster mit gegenseitigem Umfangsabstand voneinander angeordnet, um eine ausreichende Flüssigkeitsströmung an den Flüssigkeitskörpern vorbei zu gestatten.
Die Austrittsöffnung der Düse und die durch die Flüssig­ keitsversprühkörper begrenzte Kreisfläche sind groß genug, um den ungehinderten Durchtritt von Reinigungskugeln zu ermögli­ chen, wie sie allgemein in Wasserrückkühlsystemen verwendet werden, so daß ein Verstopfen der Flüssigkeitsverteilvorrich­ tungen verhindert wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht. Zusammenfassend besteht die Erfin­ dung aus einer nicht verstopfenden Flüssigkeitsverteilvorrich­ tung, insbesondere für die Verwendung in Gegenstrom-Wasserkühl­ türmen. Die Vorrichtung umfaßt eine Hohlkegel-Drehstrahl-Düse und eine Reihe von kreisförmig angeordneten, gekrümmten, knopf­ artigen Flüssigkeitsversprühkörpern, welche unterhalb der Düse ange­ ordnet sind, um den aus dieser austretenden Wasserstrahl auf­ zubrechen und gleichmäßig über eine verhältnismäßig große Grund­ fläche zu versprühen, um eine wirksame Kühlung des Wassers zu erzielen. Die Gestaltung und Anordnung der Flüssigkeitsversprüh­ körper ist sorgsam gewählt, um sicherzustellen, daß die einzel­ nen aus der Düse austretenden Wasserteilchen unter einem Winkel auf die Flüssigkeitssprühkörper auftreffen, um einen maximalen Verteil­ effekt zu erhalten. Die Vorrichtung ist ferner derart ausge­ bildet, daß sie den ungehinderten Durchtritt von Reinigungskugeln aus geschäumten Kunststoff oder Schaumgummi gestattet, wie sie üblicherweise in Wasserrückkühlsysteme eingebracht werden, um die Kondensatorrohre oder dergleichen zu reinigen und freizu­ machen. Diese Reinigungskugeln sind im Durchmesser auf einen bestimmten Kondensatorrohrdurchmesser abgestimmt und liegen in ihrer Größe etwa zwischen ½ Zoll und 1 ½ Zoll.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Hinweis in den Zeichnungen im einzelnen näher beschrieben. Darin stellt dar
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Flüssigkeits­ verteilvorrichtung;
Fig. 2 eine Ansicht von unten auf die Vorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 mit der darin angedeuteten Begrenzungslinie der Düsenaustritts­ öffnung und bestimmten geometrischen Verhältnissen der Vorrichtung in gestrichelten Linien;
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1, in dem bestimmte Teile der Übersichtlichkeit halber weggelassen und zusätzlich zwei Reinigungskugeln gezeigt sind, die durch die Vorrichtung hindurchtreten;
Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht zweier benachbarter Flüs­ sigkeitsversprühkörper;
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5;
Fig. 7 eine rückseitige Ansicht eines der Flüssigkeitsversprüh­ körper; und
Fig. 8 eine Vorderansicht des Flüssigkeitsverteilkörpers nach Fig. 7.
Die in Fig. 1 dargestellte Flüssigkeitsverteilvorrichtung 10 besteht aus Mitteln 12 zum Erzeugen eines divergierenden, nach unten gerichteten, im allgemeinen kegelstumpfartig ausgebildeten Hohlstrahles oder Flüssigkeitsvorhanges 14 (Fig. 4) und einer Einrichtung 16 zum Versprühen des Flüssigkeitsvorhanges 14, um eine bessere Kühlung der Flüssigkeit zu bewirken.
Die Einrichtung 12 zum Erzeugen des Flüssigkeitsvorhanges 14 be­ steht vorzugsweise aus einer Düse 18, die einen hohl­ kegeligen, gedrehten Strahl erzeugt und aus einem Grundkörper 20 sowie aus einem hohlen, nach unten gerichteten, kegelstumpfar­ tigen Austrittsabschnitt 22 für die Flüssigkeit besteht. Der Austrittsabschnitt 22 mündet in eine zentrale, runde Austritts­ öffnung 24 für das Aussprühen von heißem Wasser aus der Düse 18. Außerdem ist ein rohrförmiger Flüssigkeitseintrittsstutzen 26 vorgesehen, der, wie am besten aus den Fig. 1 und 4 zu erkennen ist, im wesentlichen tangential in den Abschnitt größeren Durch­ messers des kegelstumpfförmigen Austrittsabschnittes 22 mündet.
Die Flüssigkeitsversprüheinrichtung 16 weist eine Mehrzahl von knopfartigen Flüssigkeitsversprühkörpern 30 auf, von denen jeder mit einer Flüssigkeitsauftrefffläche 32 (siehe Fig. 5) versehen ist. Die Flüssigkeitssprühkörper 30 sind im wesentlichen kreisförmig angeordnet und weisen entlang des Umfanges dieses Kreises einen gegensei­ tigen Abstand voneinander auf. Zum Zweck der Halterung ist ein Ring 34 vorgesehen, von dem die Flüssigkeitsversprühkörper 30 gehalten sind, und über dessen Umfang sie mit gleichbleibenden Abständen ver­ teilt sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind der Ring 34 und die Flüssigkeits­ versprühkörper 30 als ein zusammenhängendes Stück gegossen, welches darüber hinaus noch mit zwei oder noch mehreren sich nach oben erstreckenden, L-förmigen Befestigungsarmen 36 ver­ sehen ist, die über den Umfang des Ringes 34 verteilt sind. Im Ausführungsbeispiel sind zum Zwecke der Veranschaulichung vier Befestigungsarme 36 dargestellt. Die oberen Enden der Befestigungsarme 36 sind entweder lösbar oder permanent mit dem Grundkörper 20 der Düse 18 verbunden, wie dies in Fig. 1 zu erkennen ist, um dem Ring 34 und den Flüssigkeitsversprühkörpern 30 eine genau bestimmte, zentrale Lage unterhalb der Düse 18 zu geben. In dieser Ausrichtung stimmt die Längsachse 37 (siehe Fig. 4) des kegelstumpfförmigen Austrittschlitzes 22 mit der Achse des Ringes 34 zusammen. Darüber hinaus liegen die innersten Kanten der Flüssigkeitsversprühkörper 30 auf einem imaginären Kreis, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Austrittsöffnung 24.
Aus den Zeichnungen geht hervor, daß die Flüssigkeitsauftreff­ fläche 32 jedes Flüssigkeitsversprühkörpers 30 so ausgebildet ist, daß sie eine Oberfläche in Form einer gekrümmten, ringförmigen Schulter 38 aufweist, die sich um den Flüssigkeitssprühkörper herum er­ streckt. Die schulterförmige Oberfläche 38 ist durch einen Bogen (den sich in Fig. 6 zwischen den Punkten "A" und "B" erstreckenden Bogen) erzeugt und begrenzt, welcher in einer ersten vertikalen Ebene liegt (dargestellt durch die gestrichelte Linie 40 in Fig. 3), und welcher um eine Achse 42 rotiert worden ist (siehe Fig. 6), die ihrerseits in einer Ebene 40 liegt und einen Ab­ stand von der schulterförmigen Oberfläche 38 aufweist. Die Ebene 40 verläuft ebenfalls parallel zur Achse 37.
Die Flüssigkeitsauftrefffläche 32 jedes Flüssigkeitsversprühkörpers 30 ist ferner mit einer runden ebenen Vorderwand 44 versehen, welche die äußerste Umfangskante der schulterförmigen Oberfläche 38 berührt. Aus Fig. 3 geht hervor, daß die Vorderwand 44, und damit auch der äußerste Umfang der schulterförmigen Oberfläche 38 in einer zweiten vertikalen Ebene liegen, die durch die gepunktete Linie 46 angedeutet ist. Die Ebene 46 verläuft unter einem Winkel zu einer dritten Ebene, dargestellt durch eine punktierte Linie 48, welche radial in bezug auf den Ring 34 ausgebildet ist und sowohl die Achse 37 als auch die Schnittlinie zwischen den Ebenen 40 und 46 schnei­ det. Der Winkel 50 zwischen den Ebenen 46 und 48 kann bis zu 45° betragen, was vom gegenseitigen Abstand der Flüssigkeitsversprühkörper 30, ihrer Wasserbelastung und ihrer Gestaltung abhängt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel, wie in den Zeichnungen dargestellt, jedoch nur etwa 12°.
Jeder der Flüssigkeitsversprühkörper 30 wird ferner durch einen zylindri­ schen Oberflächenbereich 52 begrenzt, der einen Schrägabschnitt eines Zylinderstumpfes darstellt und sich zwischen dem von der Vorderwand abgekehrten Rand der schulterförmigen Oberfläche 38 aus auf eine schräg verlaufende Rückwand 54 des Flüssigkeitsversprühkörpers 30 hin erstreckt.
Ein solcher bevorzugter knopfartiger Flüssigkeitsversprühkörper 30 kann dadurch hergestellt werden, indem man einen Rundstab von einem Zoll Durchmesser (25,4 mm) an seinem einen Ende entlang seiner Umfangskante mit einem Krümmungsradius von etwa 6,35 mm abrundet. Dann trennt man unter einem Winkel von etwa 12° zur Achse des Stabes eine Scheibe ab, deren Dicke im Bereich der Mittellinie des Stabes etwa 5,3 mm beträgt. Diese Ausgestaltung ist am besten aus Fig. 5 zu erkennen.
Aus den Fig. 7 und 8 geht hervor, daß die Rückwand 54 mit einem gekrümmten Umfang versehen ist und eine größere Fläche aufweist als die zugehörige Vorderwand 44. Ferner ist ersichtlich, daß die Flüssigkeitsversprühkörper 30 derart auf dem Ring 34 angebracht sind, daß jede Vorderwand 44 in einer vertikalen Ebene rechtwinklig zum Ring 34 ausgerichtet ist, und daß die beschriebenen Ebenen 40 und 46 senkrecht aufeinanderstehen.
Bei Gebrauch der Vorrichtung 10 wird eine Menge anfänglich hei­ ßen, aber zu kühlenden Wassers durch den rohrförmigen Flüssig­ keitseintrittsstutzen 26 in tangentialer Richtung in den Grund­ körper 20 eingeleitet. Dadurch entsteht eine Wirbelbewegung innerhalb des Grundkörpers 20 und des Austrittsabschnittes 22, bis das Wasser die Austrittsöffnung 24 erreicht. An diesem Punkt tritt das Wasser aus dem Austrittsabschnitt 22 in Form eines nach unten gerichteten, divergierenden, im allgemeinen kegel­ stumpfartigen, hohlen Flüssigkeitsvorhanges 14 aus. In der Praxis erzeugt dieser Hohlkegelstrahl einen Flüssigkeitsvor­ hang 14, dessen Hauptwassermenge innerhalb einer Wanddicke des Strahles von etwa 3,2 bis 6,4 mm liegt. Ferner besteht der Flüs­ sigkeitsvorhang 14 selbst aus einer Vielzahl einzelner Flüssigkeits­ teilchen, von denen sich jedes entlang einer im wesentlichen geradlinigen Bahn bewegt. In Fig. 3 ist eine solche Bahn durch die Vektorlinie 56 dargestellt. Diese Bahn verläuft geradlinig von der Austrittsöffnung 24 zu einem der Flüssigkeitsversprühkörper 30, so daß die sich auf ihr bewegenden Wasserteilchen auf den Flüssigkeitsversprüh­ körper 30 in dessen oberem Bereich oberhalb des Ringes 34 auf­ treffen. In gleicher Weise sind die Bewegungsbahnen aller Wasser­ tröpfchen, die die Austrittsöffnung 24 verlassen, geradlinig, und dank der Konstruktion und Anordnung der Flüssigkeitsversprühkörper 30 verlaufen die Bewegungsbahnen im wesentlichen aller Teilchen unter einem Winkel zu demjenigen Flüssigkeitsversprühkörper, auf den sie auftreffen. Die Folge dieser Anordnung ist, daß der aus der Düse 18 austretende, anfänglich hohlkegelige Wasserstrahl unterhalb der Versprüheinrichtung 16 in eine vollkegelige Wassertropfenverteilung umgewandelt wird. Hierdurch wird eine ausreichende Kühlung des Wassers stark erleichtert.
Der Hauptzweck der gekrümmten Flüssigkeitsauftrefffläche 32 jedes Flüssigkeitsversprühkörpers 30 besteht darin, dem Wasser innerhalb des Flüssigkeitsvorhanges 14 zunehmende Flüssigkeitsauftreffflächen 32 bei sich ändernden Winkeln anzubieten, um die erwünschte Ver­ sprühwirkung des Wassers bei jedem gegebenen Druck zu erhalten. Beispielsweise können die Bahnen der innersten Wasserteilchen innerhalb des Flüssigkeitsvorhanges 14 auf die entsprechenden Flüssigkeits­ versprühkörper 30 in der Nähe von deren innerstem Rand auftreffen, wie dies durch die Vektorlinie 58 dargestellt ist, während die Bahnen der äußeren Wasserteilchen des Flüssigkeitsvorhanges 14 auf die äußeren Ränder der Flüssigkeitsversprühkörper 30 auftreffen, wie dies durch die Vektorlinie 60 angedeutet ist.
Dabei wird davon ausgegangen, daß die oberen Abschnitte der Flüssigkeits­ versprühkörper 30 (das sind die Abschnitte, die auf gleicher Höhe mit dem Ring 34 oder darüber liegen) wesentlich dazu bei­ tragen, das durch die Erfindung angestrebte Ergebnis zu erzie­ len, und daß die unteren Abschnitte der Flüssigkeitsversprühkörper auch bei bestimmten Ausgestaltungen weggelassen werden könnten. Die be­ schriebene Formgebung der Flüssigkeitsversprühkörper 30 wird zwar bevorzugt, es wird jedoch davon ausgegangen, daß sich auch andere Ober­ flächenformgebungen mit Erfolg verwenden ließen.
Es hat sich gezeigt, daß die beschriebene Flüssigkeitsverteil­ vorrichtung 10 auch bei sehr niedrigem statischem Flüssigkeits­ druck zufriedenstellend arbeitet und dennoch ihre Eigenschaft beibehält, Fremdkörper ungehindert passieren zu lassen. Ver­ suche haben beispielsweise gezeigt, daß die Vorrichtung auch noch zufriedenstellend bei einem statischen Wasserdruck in der Größenordnung von 1,2 m arbeitet, und dies ist eine besonders wichtige Tatsache, da Energieversorgungsunternehmen die Kosten zum Erreichen eines statischen Wasserdruckes von 1 m bei einer Wasserumlaufmenge von etwa 2 000 000 l/Min. mit ungefähr $ 750 000 angeben, worin die Kosten für den Brennstoff für einen Zeitraum von 30 bis 40 Jahren und die Kosten der Pumpen für den genannten Zweck enthalten sind.
Wie bereits oben erwähnt, ist es gebräuchlich, zum Reinigen der Wärmetauscherrohre in Wasserrückkühlanlagen Reinigungskugeln aus aufge­ schäumtem Kunststoff oder einer Art synthetischen Schaumgummis zu verwenden. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird die Vorrichtung 10 sicher und leicht mit solchen Reinigungskugeln fertig, von denen zwei in der Zeichnung beispielhaft dargestellt sind und mit 62 bezeichnet sind. Solche Reinigungskugeln haben üblicherweise Durchmesser zwischen ½ Zoll und 1 ½ Zoll (12,7 mm bis 38,1 mm), und die Vorrichtung wird zweckmäßigerweise so bemes­ sen, daß sie die verwendeten Reinigungskugeln leicht aufnehmen kann. Zu­ sätzlich erlaubt der größere Durchmesser des durch die Innen­ kanten der Flüssigkeitsversprühkörper 30 begrenzten Kreises im Verhältnis zur Austrittsöffnung 24, daß die Reinigungskugeln von der Austrittsöff­ nung 24 aus zentral aus der Vorrichtung austreten können, ohne daß eine Verstopfung oder ein Rückstau auftritt. Ähnliches trifft für andere Fremdkörper zu.
Die Verwendung von Hohlkegeldüsen mit gedrehtem Strahl gestattet es ferner, eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung mit einer größeren Wasseraustrittsblende zu verwenden, die demzufolge auch Fremd­ körper besser durchläßt als es andererseits bei einer Düse mit geradem Strahlaustritt der Fall wäre, da aus einer Düse mit Hohlkegelstrahl im Vergleich zu herkömmlichen Düsen wesentlich weniger Wasser austritt.

Claims (14)

1. Flüssigkeitsverteilvorrichtung für den Einsatz in Gegenstromkühltürmen mit
  • - einem Flüssigkeitseintrittsstutzen und einer Austrittsöffnung, die einen hohlen, im allgemeinen kegelstumpfförmigen Flüssigkeitsvorhang erzeugt, der von der Austrittsöffnung ausgehend nach außen divergiert und aus Flüssigkeitsteilchen besteht, die sich im wesentlichen auf geradlinigen Bahnen bewegen; und
  • - einer Einrichtung zum Versprühen des Flüssigkeitsvorhanges bestehend aus einer Mehrzahl von stationären Flüssigkeitsversprühkörpern, von denen jeder eine Flüssigkeitsauftrefffläche aufweist; und
  • - einer Befestigungseinrichtung unterhalb der Austrittsöffnung, mit deren Hilfe ein wesentlicher Anteil der Flüssigkeitsteilchen mit den Flüssigkeitsauftreffflächen in Berührung kommt,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Austrittsöffnung (24) der Düse (18) eine Öffnungsfläche aufweist, deren Abmessung genügend groß ist für den Durchgang einer Reinigungskugel (62),
  • - daß der durch den Flüssigkeitsvorhang (14) begrenzte freie Raum unmittelbar unterhalb der Austrittsöffnung (24) keine Hindernisse für den freien Durchgang von Reinigungskugeln (62) enthält und verhältnismäßig frei von ausströmender Flüssigkeit ist,
  • - daß die Flüssigkeitsversprühkörper (30) in horizontaler Ebene und in gegenseitigem Abstand zueinander in Form eines horizontalen Ringes angeordnet sind und den freien Raum unter der Austrittsöffnung (24) begrenzen, der eine Fläche aufweist, die größer ist als die Fläche der Austrittsöffnung (24), wobei beide Flächen quer zur Längsachse des kegelstumpfförmigen Flüssigkeitsvorhanges (14) liegen,
  • - daß der durch den Flüssigkeitsvorhang (14) begrenzte Freiraum in Verbindung mit dem von den Flüssigkeitsversprühkörpern (30) umgebenen Freiraum steht, um den ungehinderten Durchtritt der Reinigungskugeln (62) von der Austrittsöffnung (24) der Düse (18) durch die miteinander verbundenen Freiräume hindurch von der Versprüheinrichtung (16) weg zu gestatten, ohne mit dieser in Kollision zu geraten und
  • - daß jede der Flüssigkeitsauftreffflächen (32) derart ausgebildet ist, daß die Bahnen der Flüssigkeitsteilchen, welche auf eine der Flüssigkeitsauftreffflächen (32) aufprallen, unter einem Winkel zu dieser verlaufen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Flüssigkeitsauftreffflächen (32) eine gekrümm­ te schulterförmige Oberfläche (38) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (37) des Flüssigkeitsvorhanges (14) im we­ sentlichen senkrecht verläuft, und jede der Flüssigkeits­ auftreffflächen (32) derart ausgebildet ist, daß die ge­ krümmte schulterförmige Oberfläche (38) durch einen Bogen (A-B) erzeugt und begrenzt ist, der in einer ersten, zu der Längsachse (37) parallelen Ebene (40) liegt und der zu einer Achse (42) rotationssymmetrisch ist, welche in der ersten parallelen Ebene (40) liegt und einen Abstand von dem Bogen (A-B) auf­ weist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste Umfang des gekrümmten Oberflächenbereiches (38) in einer zweiten Ebene (46) liegt, welche unter einem Winkel (50) zu einer dritten Ebene (48) verläuft, die sowohl die Längsachse (37) und die Schnittgrade zwischen der ersten (40) und der zweiten (46) Ebene schneidet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (50) bis zu 45° beträgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (50) etwa 12° beträgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte schulterförmige Oberfläche (38) von ringförmiger Gestalt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser Flüssigkeitsversprühkörper (30) so ausgebildet ist, daß er aus einer kreisförmigen Vorderwand (44), einer Rück­ wand (54) und einer ringförmigen, gebogenen schulterförmigen Oberfläche (38) besteht, die sich von der Vorderwand (44) in Richtung auf die Rückwand (54) erstreckt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrischer Oberflächenbereich (52) vorgesehen ist, welcher einen Zylinderstumpfabschnitt begrenzt, der sich von dem der Vorderwand (44) abgewandten Rand der schulterförmigen Oberfläche (38) in Richtung auf die Rückwand (54) erstreckt, und daß dieser zylindrische Oberflächenbereich (52) um denjenigen Teil des Flüssigkeitsversprühkörpers (30) verläuft, welcher der Düse (18) benachbart ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (54) eine größere Fläche hat als die Vor­ derwand (44) und in bezug auf die Vorderwand (44) schräg­ gestellt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Flüssigkeitsauftreffflächen (32) auch einen zylindrischen Oberflächenbereich einschließt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung aus einem die Flüssigkeitsversprühkörper (30) tragenden Ring (34) und eine Befestigungseinrichtung (36) besteht, durch die der Ring (34) in bestimmten Abstand von der Düse (18) gehalten ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsversprühkörper (30) kreisförmig unterhalb der Austrittsöffnung (24) der Düse (18) angeordnet sind und gleiche seitliche Abstände von dieser aufweisen, wobei der Durchmesser des durch die Innenkanten der Flüssigkeits­ versprühkörper (30) begrenzten Kreises größer als der Durchmesser der Austrittsöffnung (24) ist.
DE19792933720 1979-01-29 1979-08-21 Fluessigkeitsverteilvorrichtung fuer kuehltuerme Granted DE2933720A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/007,381 US4208359A (en) 1979-01-29 1979-01-29 Low head non-clogging water distribution nozzle for cooling towers

Publications (2)

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