DE554395C - Offener Kuehler fuer ablaufendes Heisswasser mit Kuehllufteinfuhr durch Ventilatoren und Kuehlluftabfuhr durch Kamin und mit Wasserzerstaeubung - Google Patents

Description

Bei den bisher bekannten offenen Kühlern für abla: s Heißwasser mit Kühllufteinfuhr dnrcu ltilatoren und Kühlluftabfulir durch . nin . id infolge der geringen Druckunterschiede, welche die Luftgeschwindigkeit erzeugen, und trotz des Ventilatorenbetriebes auch geringe Richtungsänderungen oder Ablenkungen oder plötzliche Querschnittsveränderungen, wobei stoßende Wirbelungen entstehen, von großer Bedeutung. Selbst bei Verstärkung der Ventilatorenleistung würde doch nach den plötzlichen Richtungsänderungen durch die Wirbelungen die Geschwindigkeit der Kühlluft so stark verringert, daß damit eine fühlbare Verbesserung nicht eintreten kann.

Die Erfindung unterscheidet sich nun vom Bekannten dadurch, daß die Kanäle auf die von feinst verteiltem Wasser durchsetzte Kühlluft in stetiger Form von den Ventilatoren zum Kamin ansteigen und sich verjüngend verlaufen.

Hierdurch steigt die Geschwindigkeit des Kühlmediums bis zum Schornstein in dem Maße der Querschnittsverengung, wodurch ein konstanter Kühlbetrieb in allen Zonen entsteht und Toträume vermieden werden, so daß das gesamte Volumen des Kühlturmes ein kleinstes und damit die Baukosten der Anlage außerordentlich verringert wer- 3" den.

Mit der verstärkten, nach oben gesteigerten Kühlluftgeschwindigkeit wird die Zerstäubung der herabrieselnden Wasserfäden verbessert. Durch die Zerstäubung der über den wellenförmigen Zwischenwänden herabrieselnden Wasserteilchen, durch die mit großer Geschwindigkeit entgegengeschleuderte Kühlluft und durch den Ventilator selbst oder auf sonstige Weise eingeführte und zerstäubte weitere Wasserteilchen werden alle Wasserteilchen auseinandergeschleudert und treffen dabei wieder auf weitere Teilchen, so daß durch den ganzen Raum ein fortgesetztes Zerspritzen der Wasserteilchen und damit ein Vernebeln entsteht, das die größte Kühlwirkung entstehen lassen muß.

Zur vollen Raumausnutzung wird noch in den sonst ungenutzten Räumen am Boden unter dem Kamin ein waagerechter Ventilator angeordnet, dessen Träger in seinen Wandungen der Kurvenform der Unterteilungswände angepaßt ist.

Einige Ausführungsformen des Erfmdungs- ■ gegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen

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Fig. ι einen Schnitt durch eine Gesamtanlage, . - -

Fig. 2 einen Grundriß derselben, Fig. 3 bis 5 Grundrisse verschiedener Anlagen,

Fig. 6 die Ansicht einer Spritzdüsennabe für die Luftschrauben,

Fig. 7 eine, weitere Ausführungsform einer solchen Nabe mit Spritzdüse, ίο Fig. 8 eine weitere Ausführungsform einer Gesamtanlage,

Fig. 9 und io Schnitte durch besondere Spritzdüseneinrichtungen,

Fig. 11 schematische Ansicht des Zusammenarbeitens von Gebläse und fallendem heißem Wasser und

Fig. 12 schematische Ansicht der Zugerhöhung im Schornstein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 wird das zu kühlende Heißwasser a in feinst verteilten Tröpfchen zum Abrieseln in Richtung der Pfeile eingebracht. Durch Blasapparate, beispielsweise Ventilatorflügel b oder einen Ventilatorluftkanal, wird ein kalter Luftstrom, a₅ der entweder aus dem Freien kommt oder auch vorher noch sonstige, z. B. künstliche Kühlzonen durchlaufen hat, möglichst quer gegen die in Richtung der Pfeile abfließenden Wassertröpfchen gejagt. Hierdurch fin-3ι· det ein Zerstäuben der einzelnen Tröpfchen durch die gegeneinanderprallenden Medien statt, und da durch die Blasapparate bzw. Ventilatoren die Gase unter hohem Druck eingeführt werden können, so kann die Zerstäubungswirkung und damit die Einwirkung auf die feinsten Teile auf das denkbar höchste Maß gebracht und damit die höchste - und zuverlässigste Kühlung durchgeführt werden.

Nach der Erfindung wird die Geschwindigkeit der Luftströmung und damit die feine Verteilung der Flüssigkeit noch erhöht, indem man zur Führung der Kühlmittel, wie aus ,Fig. ι zu ersehen, Matten, beispielsweise Bambusmatten s, einfügt, die in stetiger Form zum Kamin d ansteigen und sich verjüngend verlaufen und die Flüssigkeit teils ab-, teils durchrieseln lassen, so daß immer wieder eine weitere Zerteilung stattfindet und damit, ς η ohne daß der Bewegung der durchstreichenden Kühlluft ein Hindernis bereitet wird, eine Verbesserung der Kühlung eintritt.

Ebenso können aus porösen Stoffen gebildete Wände eine weitere Verteilung der zu kühlenden Flüssigkeit hervorrufen. Solche Wände können auch durch regelloses Aneinanderheften spiralartig aufgerollter und in geeigneter Weise miteinander verbundener Streifen, Drähte usw. oder durch Trockenkörper verschiedenster Formen ausgebildet werden.

Tropft das Wasser auf solche Wände, Tonkörper usw., so werden auch die feinen Tropfen weiter zerteilt. Andererseits bieten aber derartige zweckmäßig gewellt verlaufende Wände der durchstreichenden Luft kein großes Hindernis, und ebenso können auch Flüssigkeiten zum Kühlmittel allseitig zutreten, so daß im Sinne der Erfindung die Kraftleistung, mit der die Kühlmittel eingeführt werden, durch die Anwendung solcher Wände keine Schädigung erfährt, aber durch weitere Führung der Kühlmittel und Verteilung der zu kühlenden Stoffe der neue Kühleffekt erhöht wird.

Werden die Führungswände beispielsweisenach Fig. 11 geführt, so erfährt der Nutzeffekt der Anlage noch eine weitere Erhöhung, weil die Wasserförderhöhe verringert ist.

Natürlich können auch die Kühlräume noch, wie bekannt, mit Dornhecken, kurzen Rohren, Spiralen usw. ausgefüllt werden, um die Zerteilung der Flüssigkeit zu erhöhen.

Die Wellenform der Leitwände hat den Zweck größtmöglicher Verteilung der zu kühlenden Flüssigkeit unter Gegenstreichen des Kühlmediums auf die ganze Fläche, wobei die Flüssigkeit sich von jeder Einzelwelle löst und dabei voll vom Kühlmedium getroffen und zerteilt wird.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen, kann zusätzlich auch gleichzeitig ein Gegenstrom gegen die abfallenden Flüssigkeitsteilchen durch eine Blaseinrichtung, wie z. B. die Ventilatorflügel O₁ eingeführt werden, wobei die Kühlluft durch die durchlässigen Wände s geht und das Kühlwasser aufs neue zerteilt. Eine andere Art der Zufuhr der Außenluft zum Zwecke der Kühlung ist schematisch in Fig. 11 gezeigt. In einem Kanal 6 arbeitet ein Flügel 7 oder ein Ventilator o. dgl. und preßt Luft von außen unter Drück durch die niedrig gestaltete Eintrittsöffnung 8, welche Luft nun im Sinne des Pfeiles gegen das fein verteilte, zu kühlende Medium 9 strömt. Infolge der hohen Geschwindigkeit, mit der die Luft eingepreßt wird, und der feinen Verteilung der zum Wärmeaustausch gegeneinandergeführten Teilchen wird der Nutzeffekt der Kühlung ein sehr hoher.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 sind vier seitliche horizontale Ventilatorflügel & und ein mittlerer vertikaler Ventilatorflügel C vorgesehen, um die beabsichtigte Leistung zu erlangen. Der Aufriß des Gehäuses, in welchem das Kühlwasser tropfenförmig abfällt und die Kühlgase eingeblasen werden, ist aus Fig. ι zu ersehen. Man sieht hieraus auch, daß die Wirkung der unter Druck eingeführten Gase auch noch durch Saugwirkung des Schornsteines d und gegebe-

nenfalls Saugzugventilatoren unterstützt werden kann.

Führt man nun etwa in Richtung der Pfeiler (auch Fig. 12) in diesen Schornstein, in welchem ja der Zug durch die aufsteigenden erwärmten Gase herbeigeführt wird, noch erwärmte Luft 5 von außen ein — denn bei Fabrikanlagen, Hüttenanlagen, Hochofen usw., in welchen solche Kühler verwandt werden, ist "Warmluft im allgemeinen ohne besondere Kosten zu erhalten —, so kann der Zug im Schornstein d noch wesentlich erhöht werden.

Solche Warmluft kann beispielsweise auch dadurch gewonnen werden, daß gerade Rohre mit oder ohne schraubenförmig verdrehte Flacheisen oder Rohrschlangen 3 (Fig. 12) in das heiße Medium 4 eingeführt werden und Luft von außen durch diese Rohrschlangen geleitet wird. Die erwärmte Luft wird nun in den Kamin d abgeführt. Hierbei ist der doppelte Vorteil erreicht, daß der Zug erhöht und gleichzeitig auch eine Kühlung des zu kühlenden Stoffes herbeigeführt wird.

Es ist zweckmäßig, wie aus Fig. 2 zu ersehen, die Einwirkungszonen der einzelnen Blasapparate durch Wände/ zu trennen, und im Sinne solcher Wände ist auch ohne weiteres zu erkennen, wie sich solche Anlagen nach Belieben vergrößern lassen. Man kann nämlich jeden durch solche Wände/ abgetrennten Teil für sich ausbauen bzw. anbauen, je nachdem eine Betriebsvergrößerung notwendig wird oder es die Reparatüren an den einzelnen Abteilungen verlangen.

Aus den Grundrißskizzen nach Fig. 3 bis 5

ist eine Anzahl solcher unterteilter Anlagen zu erkennen, und gleichzeitig ist auch daraus zu ersehen, daß infolge der eigenartigen Einrichtung der Blasapparate eine nahezu praktisch unbeschränkte Anzahl einzelner Blasapparate bzw. Ventilatoren anwendbar ist.

Werden nun, wie aus Fig. 1 und 2 zu ersehen, Flüssigkeitsstrahlen in geeigneter Weise zwischen oder vor den * Blasapparaten oder Ventilatorflügeln zum Austritt gebracht, so findet auch ein Zerteilen dieser Flüssigkeit sowohl durch die Blasapparate wie auch durch die eingedrückte Luft statt, und auch diese Flüssigkeiten werden in fein verteiltem Zustande auf die abfallenden Flüssigkeitsteilchen mit der Luft oder dem kühlenden Gas aufgeschleudert, so daß durch diese beiden Mittel das Zerreißen und Kühlen eintritt.

Das Einführen der Zerstäubungsflüssigkeit kann nach Fig. 6 beispielsweise noch durch die hohle Welle g· des Ventilators b erfolgen. Vor der Nabe/z, auf welcher die Flügelb sitzen, befindet sich ein Gefäß/ (Fig. 6), in welchem eine Anzahl feiner Öffnungen k angebracht ist, durch welche das durch, die hohle Welle g eingeführte Wasser auf das feinste zerstäubt vor die Flügel g geschleudert, von der eingejagten Luft mitgerissen und gegen die zu kühlende Flüssigkeit geschleudert wird.

Ist die Zufuhr der Flüssigkeit durch eine hohle Welle nicht angängig, so kann man das an der Nabe A¹ befestigte Gehäuse/ (Fig. 7) auch vom offen machen und die Flüssigkeit durch ein Rohr/ einleiten, so daß sie durch die Öffnungen k radial ausgeschleudert werden kann.

Wie aus Fig. 8 zu ersehen, kann noch die Flüssigkeit in feinst verteilter Weise unter großer Kraft gegen die zu kühlenden Flüssigkeitsteilchen durch besondere, innerhalb des Raumes m verteilte Röhren η geschleudert werden. An geeigneten Stellen des Rohres λ sind Flanschend eingesetzt, zwischen welchen im Kreise verteilte Auslaßdüsen ρ und q sitzen, in denen die durch das Rohi* strömende Flüssigkeit unter windschief er Verdrehung nach außen geführt und damit aufs feinste zerstäubt wird. Zu diesem Zwecke sitzen in den Auslaßöffnungen ν entweder zylindrisch oder kegelig verlaufende Gänge q, die aus mit Schraubgängen versehenen Zapfen o. dgl. bestehen können, wie aus Fig. 9 und 10 ersichtlich.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 sitzt der schraubenförmige Auslaß λ* nach beiden Seiten senkrecht zur Auslaßöffnung v.

Diese Rohre« können in beliebiger Weise im Räume m verteilt sein, und durch Änderung der Auslaßdüsen ist ebenfalls allen Fällen leicht gerecht zu werden, um eine vollkommene gegenseitige Zerstäubung und besten Wärmeaustausch zu ermöglichen.

Die Flüssigkeit, z. B. Wasser, kann unter hohem Druck eingepreßt werden, oder man kann auch die Rohre« nach Belieben verlängern, um einen hohen Eigendruck der Flüssigkeit herbeizuführen, oder beide Hilfsmittel anwenden, um so mit großer Kraft die Flüssigkeit auszupressen und feinste Verteilung sowie größte Austrittsgeschwindigkeit zu erzielen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Offener Kühler für ablaufendes Heißwasser mit Kühllufteinfuhr durch Ventilatoren und Kühlluftabfuhr durch Kamin und mit Wasserzerstäubung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle für die von feinst verteiltem Wasser durchsetzte Kühlluft in stetiger Form von den Ventilatoren zum Kamin ansteigen und sich verjüngend verlaufen.
2. 2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft-

   kanäle von wasserdurchlässigen, wellenförmigen, nach oben sich nähernden Wänden (s) begrenzt sind.
3. 3. Ausführungsform nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Kamines ein Ventilator angeordnet ist, dessen Trägerwandungen nach Art der Kurven der Teilwände verlaufen.
4. 4. Ausführungsform: nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatoren selbst als Zerstäubungsvorrichtung für das Wasser ausgebildet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen