DE654654C

DE654654C - Evaporative trickle cooler

Info

Publication number: DE654654C
Application number: DEV31701D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-04-10
Filing date: 1935-04-03
Publication date: 1937-12-28

Description

Verdunstungsrieselkühler Die Erfindung betrifft einen Verdunstungsrieselkühler. Die Wirkung dieser Kühler beruht darauf, daß ein Teil der zu kühlenden Flüssigkeit verdampft und die hierfür erforderliche Verdampfungswärine der übrigen Flüssigkeit entzogen und hierdurch ihre Temperatur weitgehend erniedrigt wird. Man kann diese Kühler auch dazu verwenden, um mit der zum Teil verdampfenden Flüssigkeit eine zweite Flüssigkeit oder auch ein anderes Mittel zu kühlen. In diesem Falle wird die Anordnttug so getroffen, daß man die Külilflüssigkeit über Kühlteile lierabrieseln läßt, durch die das zu kühlende ?Mittel geleitet wird.Evaporative trickle cooler The invention relates to an evaporative trickle cooler. The effect of this cooler is based on the fact that part of the liquid to be cooled evaporated and the necessary heat of evaporation of the remaining liquid withdrawn and thereby their temperature is largely lowered. You can do this The cooler can also be used to create a second liquid with the partially evaporating liquid Liquid or some other means of cooling. In this case the arrangement is made so that the cooling liquid can trickle down over cooling parts through which is directed to the? agent to be cooled.

Wesentlich für eine wirtschaftliche Aushildung der Verdunstungsrieselkühler ist, daß die zu kühlende Flüssigkeit in einem möglichst dünnen Strom an den Kühlteilen herabrieselt und die Kühlteile völlig bedeckt. Nur so kann erreicht werden, daß eie möglichst großer Anteil dieser Flüssigkeit verdampft und hierdurch die Temperatur der nicht verdampften Flüssigkeit wesentlich herabgesetzt wird. Die verdampfende Menge der Flüssigkeit ist bei im übrigen gleichen Bedingungen durch die Größe der Oberfläche, d. h. der Berührungsfläche mit der umgebenden Luft bestimmt. Um nun das Herabrieseln des Wassers in einem möglichst dünnen Strom zu erreichen, hat inan bisher die Flüssigkeit an siebartig ausgebildeten, senkrecht stehenden oder- waagerecht liegenden Blechen herunterrieseln lassen. Diese Bleche sollen durch die Haftfähigkeit des Wassers die Geschwindigkeit des letzteren so weit herabsetzen, daß die siebartigen Bleche nur von einer dünnen Wasserschicht überzogen waren. Das gleiche Prinzip hat man auch dann angewendet, wenn die Aufgabe vorlag, eine durch ein Rohr strömende Flüssigkeit zu kühlen. In diesem Falle hat man entweder Drahtsiebe in Streifenforrn schraubenförmig um das Rohr gewickelt, oder man hat auf dem Rohr in großem Abstand voneinander tellerartige Bleche angebracht, in denen das Wasser sich sammelte, bevor es über den Rand der äußeren Tellerwandung und längs des Rohres zu dein nächsten Sammelbehälter floß. Auch hier sollte das Wasser durch seine Haftfähigkeit in einer möglichst dünnen Schicht an der Oberfläche festgehalten werden.Essential for an economical training of the evaporative trickle cooler is that the liquid to be cooled in a stream as thin as possible on the cooling parts trickles down and completely covers the cooling parts. This is the only way to achieve that The largest possible proportion of this liquid evaporates and, as a result, the temperature the non-evaporated liquid is significantly reduced. The evaporating The quantity of the liquid is determined by the size of the liquid, all other things being equal Surface, d. H. the contact surface with the surrounding air. To now To achieve the trickling down of the water in a stream that is as thin as possible is a challenge up to now the liquid on sieve-like, vertically standing or horizontally Let the lying trays trickle down. These sheets should be due to the adhesiveness of the water reduce the speed of the latter so far that the sieve-like Sheets were only covered by a thin layer of water. Has the same principle one also applied when the task was a flowing through a pipe To cool liquid. In this case you either have wire screens in strip form helically wound around the pipe, or one has on the pipe at a great distance Plate-like metal sheets attached to each other, in which the water collected before it over the edge of the outer plate wall and along the pipe to your next one Collection container flowed. Here, too, the water should be in a as thin a layer as possible should be adhered to the surface.

Es hat sich nun gezeigt, claß mit den bekannten Ausbildungen der Verdunstungsrieselkühler keine Kühlwirkung erreicht werden kann, die dein Aufwand an Kühlfläche entspricht. Es läßt sich nämlich eine völlige Benetzung der Haftflächen für die herabrieselnde Flüssigkeit nur erreichen, wenn die Geschwindigkeit und damit die Menge der Kühlflüssigkeit verhältnismäßig groß gewählt werden. Bei kleinen Geschwindigkeiten bilden sich nur kleine Wasserfäden aus; es tritt aber; keine Benetzung der ganzen Fläche ein; @'so,, daß die Verdampfung gering bleibt. Bei Ye wendung von großen Wassermengen ist dagegen wiederum die erzielbare Temperaturerniedrigung verhältnismäßig gering.It has now been shown that with the known designs of the evaporative trickle cooler no cooling effect can be achieved that corresponds to your expenditure on cooling surface. It can namely be a complete wetting of the adhesive surfaces for the trickling down liquid only achieve if the speed and therefore the amount of coolant be chosen relatively large. At low speeds only small threads of water from; but it occurs; no wetting of the entire surface; @'so,, that the evaporation remains low. If you use large amounts of water, however, this is not the case again the achievable temperature decrease is relatively small.

Die Ursache für das- mangelhafte Arbeiten der bekannten Kühler liegt vor allem darin, daß die Flüssigkeit bei geringer Geschwindigkeit eine ebene oder fast ebene Fläche niemals vollständig mit einer dünnen Schicht bedeckt. Die Flüssigkeit bildet vielmehr stets nur dünne Fäden, so daß von der Oberfläche nur gering.. Teile bedeckt werden. Um eine Benetzung der gesamten Haftfläche zu erreichen, ist man daher gezwungen, die Wassergeschwindigkeit verhältnismäßig groß zu wählen.The cause of the inadequate work of the known cooler lies especially in the fact that the liquid at low speed has a flat or almost flat surface never completely covered with a thin layer. The liquid Rather, it always forms only thin threads, so that only a few ... parts of the surface to be covered. In order to achieve wetting of the entire adhesive surface, one is therefore forced to choose the water speed relatively large.

Um die Nachteile der bisher bekannten Ausführungen zu vermeiden, werden die Kühlteile so ausgebildet, daß die Geschwindigkeit der herabrieselnden Flüssigkeit praktisch. bis auf Null herabgesetzt werden kann und trotzdem stets eine völlige Benetzung der gesamten Oberfläche des Kühlteiles erzielt wird. Auch bleibt diese Benetzung erhalten, wenn der Kühler längere Zeit außer Betrieb gesetzt wird. Die ständige und völlige Benetzung der aus waagerecht angeordneten Platten bestehenden Kühlteile wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Platten in so geringem Abstand voneinander angeordnet sind, daß infolge der Anziehwirkung in den engen Spalten die Flüssigkeit beim Abfließen die Zwischenräume zwischen den Platten vollständig ausfüllte und auch bei Unterbrechung der Flüssigkeitszufuhr zwischen den Platten festgehalten wird.In order to avoid the disadvantages of the previously known designs the cooling parts designed so that the speed of the trickling liquid practically. can be reduced to zero and still always a complete one Wetting of the entire surface of the cooling part is achieved. This also remains Maintaining wetting if the cooler is out of operation for a long period of time. the constant and complete wetting of the horizontally arranged plates Cooling parts is achieved according to the invention that the plates in so little Are spaced apart that as a result of the attraction in the tight As the liquid drains, it completely splits the spaces between the plates filled and also when the fluid supply between the plates is interrupted is being held.

Es ist besonders vorteilhaft, die Platten aus einem gut die Wärme leitenden Werkstoff, beispielsweise aus Metall, herzustellen, damit die Kälte auf das eingeschlossene Wasser übertragen und die sich aus der Bewegung ergebende unmittelbare Abkühlung unterstützt ist.It is particularly beneficial to have the panels off a well of heat Conductive material, for example made of metal, to produce so that the cold on the trapped water is transmitted and that resulting from the movement is immediate Cooling is supported.

Es ist im allgemeinen vorteilhaft, die Platten, aus denen die Kühlteile gebildet sind, parallel und insbesondere waagerecht anzuordnen, doch ist die Erfindung nicht auf diesen besonderen Fall beschränkt.It is generally advantageous to use the panels that make up the cooling parts are formed to be arranged parallel and in particular horizontally, but the invention not limited to this particular case.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch einen Berieselungskühler nach der Erfindung, Fig.2 eine Vorrichtung nach der Erfindung mit abgenommener Vorderwand. Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsforrn des Kühlers, mit der eine andere Flüssigkeit gekühlt werden kann.In the drawings, some embodiments of the invention are for example shown. FIG. 1 shows a longitudinal section through a sprinkler cooler of the invention, Figure 2 shows a device according to the invention with the front wall removed. Fig. 3 is a section through another embodiment of the cooler, with the one other liquid can be cooled.

Fig. 4. zeigt eine der Vorrichtung nach @Fig. 2 ähnliche Vorrichtung,- die jedoch mit Kühlteilen nach Fig. 3 versehen ist.Fig. 4. shows one of the devices according to @Fig. 2 similar device, - which, however, is provided with cooling parts according to FIG.

Bei dem in Fig. i dargestellten Kühler sind an einer senkrechten Stange i Platten 2 befestigt, die quadratisch oder kreisrund ausgebildet sein können. Der Zwischenraum 7wischen den Platten beträgt zweckmäßig 2 bis 3 inm, wenn als Kühlflüssigkeit, wie üblich, Wasser benutzt wird.In the cooler shown in Fig. I are on a vertical rod i plates 2 attached, which can be square or circular. Of the The space between the plates is expediently 2 to 3 inches, if used as a cooling liquid, as usual, water is used.

Die Kühlflüssigkeit wird beispielsweise mittels eines einstellbaren Hahnes 3 der obersten Platte 21 zugeführt. Von dieser läuft sie unter dem Einfluß der Schwerkraft ab, und da die Platten 2 verhältnismäßig dicht nebeneinander angeordnet sind, wird die Flüssigkeit zwischen ihnen durch die Anziehwirkung in den engen Spalten festgehalten.The cooling liquid is, for example, adjustable by means of an Tap 3 of the top plate 21 is supplied. From this she runs under the influence the force of gravity, and since the plates 2 are arranged relatively close to one another the liquid between them is drawn by the attraction in the narrow crevices held.

Es wurde dabei festgestellt, daß die Flüssigkeit nach Füllung der Zwischenräume zwischen den Platten nicht unmittelbar, d. 1i. an den Kanten der Platten und an den Auf,,enflächen der dünnen, zwischen den Platten verbleibenden Flüssigkeitsschichten entlang abläuft, wie man erwarten müßte, sondern daß sie längs der Fläche der genannten Platten strömt, d. h. sie folgt zunächst der oberen Fläche der Platte 21, dann ihrer Kante, weiterhin der unteren Fläche dieser Platte 21, der Außenfläche der Stange i, der oberen Fläche der Platte 2.2, dann der Kante und der unteren Fläche derselben usf., so daß der Weg der Flüssigkeit der durch Pfeile in der linken Hälfte der Abt). i gekennzeichnete ist. Auf diese Weise wird die im Kühler enthaltene Flüssigkeit vollkommen und fortlaufend erneuert. Die Verdampfung findet dabei auf der Außenfläche .4. statt. Wenn der Flüssigkeitszufluß unterbrochen wird, beispielsweise durch Schließen des Hahnes 3, dann ist die Größe der wirksamen Oberfläche gleich der Summe der zylindrischen Außenflächen der Flüssigkeitsschichten zwischen den Platten: fließt aber die Flüssigkeit ab, so kommt dazu noch die Summe der Flächen der zylindrischen Kanten der Platten.It was found that the liquid after filling the Gaps between the plates not immediately, i.e. 1i. on the edges of the panels and on the surfaces of the thin layers of liquid remaining between the plates runs along, as one would expect, but that it runs along the surface of the named Plate flows, d. H. it first follows the upper surface of the plate 21, then hers Edge, further the lower surface of this plate 21, the outer surface of the rod i, the upper surface of the plate 2.2, then the edge and the lower surface thereof etc., so that the path of the liquid is indicated by arrows in the left half of the abbot). i is marked. In this way, the liquid contained in the cooler will completely and continuously renewed. The evaporation takes place on the outer surface .4. instead of. When the flow of liquid is interrupted, for example by closing of the cock 3, then the size of the effective surface is equal to the sum of the cylindrical Outer surfaces of the liquid layers between the plates: but the liquid flows from, then there is also the sum of the areas of the cylindrical edges of the plates.

Wenn die Platten 2 nicht senkrecht angeordnet sind bzw. das Rohr i zur Senkrechten geneigt in den Kühler eingebaut ist, so wird die herabrieseliide Flüssigkeit im wesentlichen an dem untenliegenden Teile des Umfanges herabrieseln. Es wird also nicht die in Fig. i eingezeichnete Strömung eintreten, die Kühlwirkung bleibt aber trotzdem erhalten, weil die Wärme der zu kühlenden Flüssigkeit einerseits durch die Platten 2, andererseits durch die Wärme mitführenden Ströme der Flüssigkeit innerhalb der Platten auf die herabrieselnde Flüssigkeit übertragen werden kann. Auch bei geneigter Anordnung des Rohres i bleibt also die Kühlwirkung erhalten.If the plates 2 are not arranged vertically or the tube i is built into the cooler at an incline to the vertical, so the downhill runoff Liquid trickle down essentially on the lower part of the circumference. The flow shown in FIG. 1, the cooling effect, will not occur but is still retained because the heat of the liquid to be cooled on the one hand through the plates 2 and, on the other hand, through the heat-carrying currents of the liquid inside the panels transferred to the trickling liquid can be. Even if the tube i is inclined, the cooling effect remains obtain.

Es ist ofienbar, daß auf diese Weise bei Anwendung einer angemessenen Zahl von Platten von geeigneter Größe jede gewünschte Berührungsdauer zwischen dem zu kühlenden Wasser und der Luft erzielt werden kann. Wählt man besonders dicke Platten, so empfiehlt es sich, um das Eindringen der außen erzeugten Kälte bis in das Innere der Wasserniasse zu begünstigen, die Platten der Vorrichtung aus Metall herzustellen.It is evident that when applied in this manner an appropriate Number of plates of suitable size any desired duration of contact between the to be cooled water and air can be achieved. If you choose particularly thick ones Plates, so it is advisable to prevent the cold generated outside from penetrating into To favor the interior of the water tub, the plates of the device are made of metal to manufacture.

Fig. 2 zeigt einen Apparat gemäß der Erfindung, der aus einem Schrank io besteht, dessen vordere Wand abgenommen ist. Die zu kühlende Flüssigkeit gelangt durch die mit einem Hahn 3 zur Regelung der Zuflußmenge versehene Leitung 5 in den Kühlschrank und fließt hier durch die Düsen 6 über Kühler;, die entsprechend dem in Fig. i dargestellten Kühlteil ausgebildet sind. Die von den untersten Platten abfließende Flüssigkeit wird auf dein Boden des Schrankes gesammelt und durch ein Rohr g abgeführt. Ein beispielsweise elektrisch angetriebener Ventilator i i kann dabei vorgesehen werden, um die Luft unrzujvälzen und eine Verstärkung der V ercl_a nrpfung zu bewirken.Fig. 2 shows an apparatus according to the invention consisting of a cabinet io, the front wall of which is removed. The liquid to be cooled gets there through the line 5, which is provided with a tap 3 to regulate the inflow rate, into the Refrigerator and flows here through the nozzles 6 via cooler; which corresponds to the In Fig. i shown cooling part are formed. The ones from the bottom plates Drained liquid is collected on the bottom of the closet and passed through a Pipe g discharged. For example, an electrically driven fan i i can be provided in order to unrzujvälzen the air and a reinforcement of the V ercl_a to effect vaccination.

In vielen Fällen wird das durch Verdampfung gekühlte Wasser als Mittel zur Kühlung einer anderen Flüssigkeit verwendet. Es wird dann mittels einer Pumpe im unteren Teil der Vorrichtung aufgenommen und nach seiner Erwärmung wieder dem Oberteil zugeführt.In many cases, the water cooled by evaporation is used as an agent used to cool another liquid. It is then by means of a pump added in the lower part of the device and again after its heating Upper part fed.

Will man vermeiden, daß das zu kühlende Wasser aulierhalb des Kühlers umläuft, so kann man die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform benutzen. Bei dieser sind die Platten nicht an einer vollen Stange i, sondern an einem Rohr 1 2 angebracht, durch das die zu kühlende Flüssigkeit, beispielsweise in der Pfeilrichtung, fließt. Die aus Metall bestehenden Platten 2 sind am Rohr 12 vorzugsweise rnit Bunden befestigt, damit eine bessere Wärmeleitfähigkeit erzielt und ihr Abstand gesichert wird.If you want to avoid that the water to be cooled outside the cooler revolves, the embodiment shown in FIG. 3 can be used. At this If the plates are not attached to a full rod i, but to a tube 1 2, through which the liquid to be cooled flows, for example in the direction of the arrow. The plates 2, which are made of metal, are preferably fastened to the tube 12 by means of collars, so that a better thermal conductivity is achieved and their distance is secured.

Das Wasser wird zwischen den nahe beieinander angeordneten Rippen oder Wänden zurückgehalten, verdampft an seiner freien Oberfläche und bewirkt auf diese Weise eine Abkühlung des inneren Metallrohres und daher auch, wegen der Wärmeleitfähigkeit des letzteren, der durchfließenden Flüssigkeit.The water is between the closely spaced ribs or walls retained, evaporates on its free surface and causes on this way a cooling of the inner metal tube and therefore also, because of the thermal conductivity of the latter, the liquid flowing through.

In diesem Falle kann die Einrichtung so getroffen werden, daß die oben zugeführte Wassermenge gleich der verdampften Wassermenge ist; das Kühlwasser im unteren Teil der Vorrichtung ist dann nahezu unbeweglich. Man kann aber das. Wasser auch einen geschlossenen Kreislauf durchfließen lassen, indem man es von einer Pumpe dein Unterteil des Apparates entnimmt und dem Oberteil wieder zuführt.In this case, the device can be made so that the the amount of water supplied above is equal to the amount of water evaporated; the cooling water in the lower part of the device is then almost immobile. But you can. Also let water flow through a closed circuit by removing it from removes your lower part of the apparatus from a pump and feeds it back to the upper part.

Fig. 4. zeigt beispielsweise einen Apparat, der dein in Fig. 2 veranschaulichten gleicht und aus einem Schrank io besteht, in dessen Innern mehrere Kühler der in Fig. 3 gezeigten Art angeordnet sind, wobei die Rohre 12 einerseits mit einer Zuflußleitung 14. und andererseits mit einer Abflußleitung 15 verbunden sind. Die zu verdampfende Flüssigkeit wird.von einer Leitung 16 zugeführt, die mit Düsen versehen ist, die sich über den Kühlrohren befinden und auf diese die Flüssigkeit unter Wirkung der Schwerkraft herabfallen lassen. Der Schrank besitzt einen dichten Boden 8 zum Sammeln der nicht verdampften Flüssigkeit und hat einen Ventilator i i, der Luft gegen die Kühlrohre bläst.For example, FIG. 4 shows an apparatus similar to that illustrated in FIG resembles and consists of a cabinet io, inside which several coolers of the in Fig. 3 are arranged, the tubes 12 on the one hand with an inflow line 14 and on the other hand are connected to a drain line 15. The one to be evaporated Liquid is supplied from a line 16 which is provided with nozzles which are located above the cooling tubes and on these the liquid under the action of Let gravity fall. The cabinet has a sealed bottom 8 for collecting of the non-evaporated liquid and has a fan i i, the air against the Cooling pipes blows.

In den Figuren sind die einzelnen Kühlrohre alle als parallel geschaltet dargestellt; es ist jedoch klar, daß eine beliebige Zahl von ihnen auch in Reihe angeordnet sein könnte.In the figures, the individual cooling tubes are all connected as parallel shown; however, it is clear that any number of them can also be in series could be arranged.

In gewissen Fällen und insbesondere für starke Abkühlung des Wassers müßte die jedem Kühler zuzuführende Fliissigkeitsrnenge sehr gering sein, so daß es mit einem einstellbaren Hahn sehr schwierig und fast unmöglich wäre, auf die Düsen eine so geringe gleichmäßig zu verteilen, obgleich der erfindungsgemäße Kühler die Ausnutzung der gesamten Kantenfläche der Flüssigkeit als V erdampfungsfläche gestattet. Diese Schwierigkeit kann dadurch vermieden werden, daß die Flüssigkeit absatzweise mittels bekannter oder geeigneter Eirir ichtungen zugeführt wird. Hierbei ist jede zugeführte Menge dann groß genug, uin den verschiedenen Kühlerteilen gleichmäßig zugeteilt zu werden.In certain cases and especially for strong cooling of the water the amount of liquid to be supplied to each cooler would have to be very small, so that it would be very difficult and almost impossible to access with an adjustable tap Nozzles to distribute such a small evenly, although the cooler according to the invention the utilization of the entire edge area of the liquid as an evaporation area allowed. This difficulty can be avoided by allowing the liquid is supplied intermittently by means of known or suitable devices. Here every added quantity is then large enough to be uniform in the various parts of the cooler to be allocated.

In Fig. 4. ist eine an sich bekannte Einrichtung für die absatzweise Zuführung veranschaulicht. Sie besteht in einem Behälter 17 von genügender Größe, in den die Flüssigkeit aus einem regelbaren Hahn 18 fließt und in dein ein an die Düsenleitung 16 angeschlossener Heber ig angeordnet ist; sobald die Flüssigkeitshöhe am Scheitel 2o- des Hebers angelangt ist, entleert sich das Gefäß schnell durch den letzteren.In Fig. 4 is a known device for the intermittent Feeding illustrated. It consists of a container 17 of sufficient size in which the liquid flows from a controllable tap 18 and in your one to the Nozzle line 16 connected lifter is arranged ig; once the liquid level has reached the apex of the lifter, the vessel empties quickly the latter.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Evaporative trickle cooler, its vertical standing and cooling parts that are sprinkled at the top have horizontally arranged plates, thereby characterized in that the plates are arranged at such a small distance from one another, that as a result of the attraction in the narrow Split the liquid when draining, the spaces between the plates are completely filled and also is held between the plates when the fluid supply is interrupted. Device according to claim i, characterized in that the plates of tubes through which a liquid to be cooled flows.