DE69914705T2

DE69914705T2 - Füllkörper mit Filmströmung, mit Gaswirbelströmung für Kontaktvorrichtung mit Stoff- und Wärmeaustausch, mit Rieselplatten mit Distanzstücken

Info

Publication number: DE69914705T2
Application number: DE69914705T
Authority: DE
Inventors: Richard H. Columbus Harrison; Sarah L. Millersville Ferrari; Thomas P. Olney Carter; Brian F. Ellicott City Garrish
Original assignee: Baltimore Aircoil Co Inc
Current assignee: Baltimore Aircoil Co Inc
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2019-11-26
Also published as: EP1004839A2; EP1004838B1; EA199900971A3; EP1004838A3; EP1004839A3; JP2000234877A; EP1004839B1; CA2290497C; DE69921584D1; DE69921584T2; US6260830B1; CA2290497A1; DE69914705D1; EP1004838A2; EA199900971A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeits-Gas-Kontaktvorrichtung für eine Wärme- und Stoftaustauschvorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Film-Füllpaket, das in Kühltürmen als Vorrichtung für den Kontakt von Flüssigkeit zu Gas genutzt wird, um ein Wärmeaustauschmedium zu kühlen, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 angegeben. Ein solches Film-Füllpaket ist zum Beispiel aus dem Dokument US-A-4361426 bekannt. Das Wärme- und Stoffaustauschmedium- oder Füllpaketmaterial ist allgemein vertikal orientiert, wobei ein Fluid über das Material strömt und ein Luftstrom transversal durch das lose verschachtelte oder beabstandete Füllpaketmaterial geleitet wird, um für einen Wärme- und Stoffaustausch mit dem Fluid wechselseitig zu wirken. Das Füllpaketmaterial sorgt allgemein für eine strukturierte Vorrichtung, die die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids zwischen einer Fluid-Zuführvorrichtung an dem oberen Abschnitt des Turms und einem Sumpf in seiner unteren Ebene verzögert, wobei die verzögerte Fluidströmungsgeschwindigkeit die Kontaktzeit zwischen dem Fluid und der sich transversal bewegenden Luft oder dem Gas erhöht. Für die Steuerung/Regelung oder Verzögerung der Strömungsgeschwindigkeit zur Erhöhung der Kontaktzeit mit einem strömenden Gas oder Fluid kann man den Begriff Flüssigkeits-Management als Referenzbegriff in Erwägung ziehen.
Verschiedene Strukturen, Materialien und physikalische Anordnungen wurden zur Verfügung gestellt, in dem Versuch, die Interaktion zwischen dem Gas oder der Luft und dem Fluid in Füllpaketmaterialen zu verbessern. Dies würde die Wirksamkeit des Wärme- und Stoftaustauschvorgangs und dadurch die Effizienz von Wärme- und Stoffaustauschvorrichtungen wie Kühltürmen fördern. Der thermische Wirkungsgrad eines Kühlturms hängt mit der durch den Turm strömenden Luftmasse zusammen, mit der Fluid-Luft-Grenzfläche pro Einheit der Fluidströmung durch den Turm und auch mit dem Turbulenzgrad der Luft- und Wasserströmung angrenzend an die Grenzfläche. Ein Versuch, einer grö ßeren Interaktion zwischen der Luft und dem Fluid und dadurch einer Erhöhung der Effizienz des Turms Rechnung zu tragen, ist in dem US-Patent Nr. 3,286,999 (Takeda) angegeben. Bei dieser Konstruktion sind alternative Anordnungen von Wellrippen/Riffelungen in Bändern quer über die Füllblätter beschrieben, das heißt mit oder ohne transversale Leerstreifen, doch haben beide Anordnungen hohle Vorsprünge, die sich oberhalb der gewellten/geriffelten Oberflächen erstrecken. Das Blattmaterial kann ein Polyvinylchlorid sein, mit einer spezifizierten Bandbreite und Neigung der Vertiefungen. Ein Binder fixiert Reispuder an den Füllblattoberflächen. Es wird behauptet, dass Reis oder anderes Material als Benetzungsmittel wirkt, um das Wasser auf der Blattfläche zu verteilen. Außerdem wird die Verbesserung der Oberflächenbenetzung durch Zugabe eines oberflächenaktiven Mittels zu dem Wasser vorgeschlagen.
Das US-Patent Nr. 4,548,766 (Kinne, Jr. et al) beschreibt ein geformtes Füllblatt für Kreuzstrom-Wasserkühltürme, wobei das Füllblatt ein sich wiederholendes Zickzackmuster hat, bei welchem die Erhebungen an der einen Blattfläche die Vertiefungen an der anderen Blattfläche definieren. Eine Verbesserung des Wärmeaustausches wird der Angularität der Erhebungsprofile relativ zueinander, der vertikalen Höhe des Musters, der transversalen Angularität der Erhebungen und dem Abstand zwischen den benachbarten Blättern zugeschrieben. W-förmige Distanzelemente, die in entgegengesetzten Richtungen von jedem der Blätter abragen, haben komplementäre Kerben zur Aufnahme der unteren Endbereiche des Distanzelements, um benachbarte Blätter in den notwendigen horizontalen Abstandsverhältnissen zu halten. Diese Distanzelemente sind winkelig, um für eine minimale Luftströmungs-Interferenz zu sorgen. Das zickzackförmige Muster wiederholt sich in alternierenden Reihen von winkeligen Erhebungen und Vertiefungen. Jedoch sind kreisrunde Vertiefungen entlang von aufrechten Linien an entgegengesetzten Seiten des Blatts vorgesehen, die als durchstoßbare Bereiche für die Aufnahme von Haltestangen nutzbar sind. Es wird behauptet, dass die Verwendung von w-förmigen Distanzelementen hilfreich ist bei der Montage des Füllpakets am Ort des Kühlturms, da das notwendige Verkleben des Füllmaterials vermieden wird.
Das US-Patent Nr. 3,599,943 (Munters) lehrt ein Kontakt-Füllmaterialprodukt mit einer gewellten/geriffelten Struktur von Falten und Falzen. Die Kontakt-Füllmaterialien sind vertikal positionierte dünne Schichten oder Bläter, mit einander kreuzenden Falten in benachbarten Schichten. Die Schichten können Zellulose oder Asbest sein, imprägniert mit einer Versteifungs- oder Verstärkungssubstanz wie einem Harz. Die sich kreuzenden Falten sind aneinandergelagert, um sowohl vertikal als auch horizontal Kanäle mit kontinuierlich variierenden Breiten zu bilden. Dadurch soll angeblich der Luft-Wasser-Kontakt verbessert werden, um das Wasser wirksamer zu kühlen. Ein ähnliches geklebtes Füllmaterialprofil ist in dem US-Patent Nr. 3,395,903 (Norback et al.) dargestellt. Bei den gewellten/geriffelten Blättern des Materials sind die Wellen/Riffelungen in einem Winkel mit den Blättern an ihren Kanten aneinandergefügt und bilden Kanäle zwischen den gewellten/geriffelten Schichten. Das Dokument BE 1006482 lehrt ebenfalls eine Wärmeaustauschvorrichtung, die geriffelte Blätter umfasst.
Das Dokument WO 80-A-01046 beschreibt ein System zum Entfernen von Tröpfchen in einem Gasstrom, umfassend benachbarte, voneinander beabstandete Abscheiderblöcke mit entgegengesetzter Neigung.
Ein Feinblech-Füllmaterial mit zickzackförmigen Riffelungen, die transversal zu dessen Ebene entlang einer Vielzahl von zu den Riffelungen transversalen Linien gebogen sind, ist in dem US-Patent Nr. 3,540,702 gezeigt. Eine Vielzahl solcher Bleche ist Rücken an Rücken aneinandergefügt, so dass die gebogenen Bereiche von benachbarten Blechen sich in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, um breite Strömungswege für Gas zu bilden, wobei die Riffelungen Strömungswege für eine Flüssigkeit bilden.
Das US-Patent Nr. 4,361,426 (Carter et al.) lehrt ein weiteres Füllblatt mit winkelförmigen Vertiefungen und Riffelungen. Das mit winkelförmigen Vertiefungen versehene Füllmaterial ist beabstandet, erstreckt sich horizontal, ist geriffelt und vertikal orientiert, wobei seine Oberfläche durch eingeformte winkelförmige Zickzack-Vertiefungen verbessert ist. Dieses Material vergrößert den exponierten benetzten Oberflächenbereich der Füllung und bewirkt eine Luftturbulenz in den Durchführungen zwischen den Füllblättern. Der Zweck der verbesserten Strömungs- und Oberflächenbereiche war eine Verlängerung der Luft-Wasser-Kontaktzeit, um die Wärmeleistung des Füllmaterials zu verbessern.
Ein serpentinenartiges Füllpackungsmaterial ist in dem US-Patent Nr. 4,518,544 (Carter et al.) beschrieben, wobei dieses Füllmaterial aus einzelnen nebeneinander angeordneten Blättern in Serpentinen- oder Sinusform mit Kronen oder Erhebungen besteht. Benachbarte Blätter haben die Sinusformen in direkt gegenüberliegenden Bahnen. Die Blätter werden durch ein Fixierelement in Form eines als Knopf ausgebildeten patrizenförmigen Distanzelements an einer Erhebung eines beliebigen Blatts und durch ein Fixierelement in Form eines als Fassung ausgebildeten matrizenförmigen Distanzelements in einem Tal eines beliebigen Blatts an Ort und Stelle gehalten. Die Breite der Vertiefung variiert an einer Erhebung oder an einem Tal konstant von der Unterkante zur Oberkante. Der Seitenwandwinkel der Vertiefung relativ zur Senkrechten zur Blattebene ist ein konstanter Winkel in jeder Position in der Füllvertiefungsblatthöhe.
Das US-Patent Nr. 4,801,410 (Kinney, Jr. et al.) stellt ein vakuum-geformtes Füllblatt mit Distanzelementen zum Einhalten eines Abstands zwischen der äußeren Begrenzung und dem Inneren des Füllblattpakets zur Verfügung. Die einzelnen Blätter sind in einem gewellten/geriffelten Muster mit Spitzen und Tälern von benachbarten Blättern geformt, die in entgegengesetzten Richtungen geneigt sind, um den Abstand zwischen den Blättern beizubehalten.
Das US-Patent Nr. 4,543,108 beschreibt einen Dunstabscheider zum Abscheiden von Tröpfchen aus einem gasförmigen Strom, mit einem Tröpfchenbeschleunigungsabschnitt, um Druckverluste zu reduzieren, während die Abscheidewirkung konstant gehalten oder sogar verbessert wird.
Das US-Patent Nr. 5,722,258 zeigt ein Füllpaket mit geriffelten Metallelementen, die mit vertikalen Durchlässen zwischen benachbarten Elementen ausgebildet sind. Perforationen sind in den gewellten/geriffelten Abschnitten des Füllmaterials vorgesehen. Die Riffelungen in jedem Abschnitt erstrecken sich in einem Winkel zur Horizontalen. In der Offenbarung wird behauptet, dass die Riffelungen als Rippen wirken, die den Wärmeaustauschbereich vergrößern.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Verfügung, wie sie in den anliegenden unabhängigen Ansprüchen angegeben ist. Die Wärme- und Stoffaustauschmedien oder Füllblätter einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbessern insbesondere die Wärmeleistung der Füllblätter, indem Folgendes vorgesehen ist: eine spezielle Struktur, die die benachbarten Falten- oder Zickzackreihen aus einer unmittelbaren Redundanz verlagert; eine automatische Ausrichtung von Erhebungen an benachbarten Füllblättern, um Luftströmungskanäle für die Entwicklung von Luftströmungswirbeln in jedem Kanal klar zu definieren, wobei die Luftströmung in benachbarten Kanälen in entgegengesetzten Richtungen wirbelt; Füllblatt-Oberflächenstrukturen für eine kompakte Lagerung, Lieferung und einen leichten Zusammenbau am Ort eines Kühlturms; deutliche und spezielle Öffnungen zum Befestigen und Halten von Haltestangen ohne einen weiteren Zusammenbau oder eine weitere Konstruktion am Ort des Kühlturms; Distanzelemente zum Halten des Trennungsabstands zwischen benachbarten Blättern ohne eine individuelle Füllblatt-Kalibrierung und eine einfache kontinuierliche Füllblattherstellung durch Vakuumformen eines Warmformungskunststoffs. Ein Verschiebungswinkel der Riffelungen oder Falten an den Füllblattoberflächen wird für die spezielle Falte relativ zu einer vertikalen Achse angegeben. Die relative Winkelverschiebung des Füllblatts während der Herstellung und das Verfahren zum Schaffen einer vertikalen Verschiebung sind problemlos in die Herstellung des Füllblatts eingegliedert.
Eine Dunstabscheider-Anordnung und eine Wasserrückhalte-Jalousieanordnung können an den jeweiligen Austritts- und Eintrittskanten entweder integral mit oder unabhängig von Füllblättern vorgesehen sein, um Verluste von Kühlfluid entweder aus der Luftmitführung oder dem Kühlfluidstrom zu verhindern. Die beschriebenen Wasserrückhalte-Jalousien haben die betriebliche Leistungsfähigkeit durch eine Reduzierung von Luftdruckabfällen über den Jalousieoberflächen verbessert. Die Dunstabscheider-Anordnung hat einen asymmetrischen Querschnitt an jedem Dunstabscheider-Element, mit sowohl breiten S-förmigen Rillen als auch Mikrorillen zwischen benachbarten S-förmigen Rillen für den Transport von abgefangenem Fluid zu den Füllblättern und dem Sumpf des Kühlturms. Beide Rillengruppen erstrecken sich in einem Aufwärtswinkel von der Innenkante zur Außen- und Auslasskante.
Das angegebene Herstellungsverfahren sorgt für die korrekte Folge oder Anzahl von Paneelen zur Herstellung der Füllblätter mit einem sich fortlaufend wiederholenden Muster. Die Füllblätter haben eine Dichtungslinie zwischen benachbarten Segmenten in einem Gesenk oder einer Form, doch kann die einzelne Form so eingestellt sein, dass sie ein Mehrpaneel-Füllblatt oder ein Einzelpaneel-Füllblatt liefert, oder die Form kann ein einziges langgestrecktes Füllblatt liefern. Beide Anordnungen haben integrierte Durchlässe für die Montage und für Haltestangen. Die spezielle Gesenk-Konfiguration und die Größe des geformten Füllblatts oder die Verwendung von mehreren Paneelen für ein Mehrpaneel-Blatt sind abhängig von dem Design wählbar.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand lediglich eines Beispiels unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt:
1 eine schräge und zum Teil geschnittene Darstellung eines noch existierenden Kreuzstrom-Kühlturms und eines Film-Füllpakets;
1A eine schematische Querschnittsdarstellung eines Kreuzstrom-Kühlturms wie in 1;
2 eine vergrößerte, schräge Schnittansicht des Film-Füllpakets des Kreuzstrom-Kühlturms in 1;
3A eine Draufsicht auf ein Füllblatt im geformten Zustand, mit einer Vielzahl von geformten Paneelen, die mit elliptisch geformten, Montage- und Haltedurchlässen durchlocht sind, und mit einer Wasserrückhalte-Jalousie an der Vorderkante;
3B eine Draufsicht auf ein Füllblatt im geformten Zustand, wie in 3A, mit den eingebrachten Montage- und Haltedurchlässen und dem Dunstabscheider an der Hinterkante;
3C eine Draufsicht auf ein Füllblatt im geformten Zustand, wie in 3A, mit den eingebrachten kreisrunden Montage- und Haltedurchlässen und einer Wasserrückhalte-Jalousie an der Vorderkante;
3D eine Draufsicht auf ein Füllblatt im geformten Zustand, wie in 3B, mit dem Dunstabscheider an der Hinterkante;
3E eine Draufsicht auf ein Füllblatt im geformten Zustand, mit einer Wasserrückhalte-Jalousie an der Vorderkante und einem Dunstabscheider an der Hinterkante;
3F eine Draufsicht auf die Oberseite eines Dunstabscheiders der vorliegenden Offenbarung;
3G eine Draufsicht auf die Oberseite eines Dunstabscheiders des Stands der Technik;
4A eine Darstellung einer Zweipaneel-Füllblattform, wobei sich die Seitenkanten des Dunstabscheiders im geformten Zustand parallel zur vertikalen oder Längsrichtung erstrecken, die Ober- und Unterkanten in einem Winkel von der horizontalen Achse versetzt sind und wobei die Trennlinie zum Trennen des solchermaßen gebildeten Zweipaneel-Abschnitts von dem benachbarten Zweipaneel-Abschnitt angegeben ist;
4B eine Darstellung einer Einpaneel-Füllblattform mit dem Wasserrückhalte-Jalousieabschnitt im geformten Zustand an der Vorderkante;
4C eine Querschnittsdarstellung der Wasserrückhalte-Jalousien entlang der Linie 6A-6A in 4B;
4D eine Endansicht einer einzelnen Wasserrückhalte-Jalousie;
4E eine Endansicht einer Gesamtheit von Wasserrückhalte-Jalousien in 4D, wobei die resultierende Zellstruktur mit gleichseitigen hexagonalen Zellen dargestellt ist;
5 eine Querschnittsdarstellung des Füllabschnitts entlang der Linie 5-5 in den 4A und 4B;
5A eine Vorderansicht einer Wasserrückhalte-Jalousie wie in 4D gezeigt;
6A eine Querschnittsdarstellung des Dunstabscheiderbereichs entlang der Linie 6-6 in 4A;
6B eine vergrößerte Draufsicht auf ein Segment des Dunstabscheiders;
6C eine vergrößerte Querschnittsdarstellung einer Dunstabscheider-Jalousie entlang der Linie 6C-6C in 6B;
6D eine Querschnittsdarstellung der Mikrorillen zwischen den Jalousien des Dunstabscheiders entlang der Linie 6D-6D in 6B;
6E eine Endansicht einer einzelnen Wasserrückhalte-Jalousie der vorliegenden Offenbarung;
6F eine Vorderansicht der Wasserrückhalte-Jalousie von 6E;
6G eine Endansicht der Gesamtheit der Wasserrückhalte-Jalousien der vorliegenden Erfindung mit einer Zellstruktur von nicht gleichseitigen hexagonalen Zellen;
7 eine vergrößerte Draufsicht auf die Darstellung der Kombination der elliptischen und kreisrunden Haltedurchlässe in den 3A bis 3B im geformten Zustand;
7A eine vergrößerte Schrägansicht der Darstellung der elliptischen und kreisförmigen Haltedurchlässe von 7;
7B eine Querschnittsdarstellung des elliptischen und kreisförmigen Haltedurchlasses von 7;
8 eine zickzackförmige Draufsicht auf ein Füllblatt gemäß dem Stand der Technik;
8A eine Seitenansicht des in 8 dargestellten Füllblatts gemäß dem Stand der Technik;
9 eine vergrößerte Endansicht von drei zusammengebauten Füllblättern mit der von Spitze zu Spitze ausgerichteten Anordnung, die Kanäle zwischen den aufeinander ausgerichteten Tälern bildet, entlang der Linien 5-5 in den 4A und 4B;
9A eine vergrößerte Endansicht wie in 9, mit Oberflächenunterbrechungen an den einander zugewandten Füllblatt-Oberflächen;
10 eine vergrößerte Ansicht eines Kanals mit einer spiralförmigen Luftströmung in dem Kanal;
11A eine vergrößerte Draufsicht auf eines der Füllblätter in 9 mit einer Dreizyklen-Oberfläche;
11B eine vergrößerte Draufsicht auf ein weiteres der Füllblätter wie in 9, mit einer Zweizyklen-Oberfläche;
11C eine perspektivische Schrägansicht eines Abschnitts eines Füllblatts;
11D eine Endansicht einer Füllblatt-Oberfläche entlang einer Linie parallel zu der Linie 13-13 in 11A;
11E eine vergrößerte Schnittansicht der Distanzelemente und Knötchen der Oberfläche in 11C;
12 eine vergrößerte Schnittansicht eines Tals und der Erhebungsspitzen von benachbarten Kannelierungen entlang der Linie 12-12 in 11A, wobei die planare Lage von Linie 12-12 auch in 9 angegeben ist;
13 eine vergrößerte Darstellung einer Blattoberfläche zwischen Erhebungen entlang einer Linie 13-13 in 11A, wobei die planare Lage von Linie 13-13 auch in 9 angegeben ist;
14 einen elliptischen oder länglich geformten Umriss an jedem Paneel eines jeden Füllblatts, wie in den 7 bis 7B angegeben;
14A einen rechteckförmigen Umriss für jedes Paneel eines Füllblatts in einer alternativen Ausführungsform;
15 den kreisrunden Umriss innerhalb der Ellipse von 14;
15A einen allgemein quadratischen Abschnitt innerhalb des rechteckförmigen Umrisses von 14A, mit einer darüberliegenden alternativen und exemplarischen Haltestabkonstruktion;
16 die Füllblätter in ihrem hergestellten Zustand, die durch die Paarung einer Erhebung mit einem Tal zwischen benachbarten Blättern eng ineinandergeschachtelt sind;
17 ein vergrößertes Sprengbild der Füllblätter von 16 in ihrem hergestellten Zustand;
18 die Ausrichtung eingebauter Füllblätter, wobei die Füllblätter an einem Rohr aufgehängt sind;
19 eine vergrößerte und auseinandergezogene Darstellung der Ausrichtung der Füllblätter in ihrem montierten Zustand wie in 18;
20 eine alternative Darstellung der Luftströmung in den Kanälen von Füllblättern wie in 9, mit Kanalmuster-Unterbrechung;
21 eine weitere alternative Darstellung der Luftströmung in den Kanälen von Füllblättern wie in 9, mit einer alternierenden Kanalmuster-Unterbrechung;
22 eine vergrößerte schräge Schnittansicht des Film-Füllpakets eines Gegenstrom-Kühlturms und
23 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Gegenstrom-Kühlturms wie in 22.
Wärme- und Stoffaustauschmedien werden bei vielzähligen Wärme- und Stoffaustauschvorrichtungen verwendet, einschließlich Kühltürmen, katalytischen Wandlern, Gaswaschern, Verdampfungskühlern und anderen Vorrichtungen. In den 1 und 2 ist ein noch existierender Kreuzstrom-Kühlturm 10 zum Teil im Querschnitt dargestellt, wobei verschiedene Komponenten des Turms 10 angegeben sind. Insbesondere ist ein Film-Füllpaket 12 mit einer Vielzahl von individuellen Wärme- und Stoffaustauschmedien oder Füllblättern 14 zusammen mit unabhängigen Wasserrückhalte-Jalousien 16, einem Turm-Ventilator 18, einem Sumpf 20 und verschiedenen konstruktiven Halteelementen 22 gezeigt. Der in 1 gestrichelt umrissene Abschnitt des Turms 10 ist in 2 vergrößert dargestellt. Füllpakete 12 haben eine Vielzahl von individuellen parallelen Füllblättern 14, die in dem Turm 10 vertikal aufgehängt sind. Eine Außen- oder Vorderfläche 24 der Füllpakete 12 befindet sich in der Nähe der unabhängigen Wasserrückhalte-Jalousien 16, und die Innen- oder Rückfläche 26 befindet sich in der Nähe des Ventilators 18. Eine Füllblatt-Unterkante 130 in 4B befindet sich in der Nähe des Sumpfes 20 in den 1, 1A und 2.
Die relative Position der Kühlturm-Komponenten, die Luftströmungsrichtung und die Wasserströmungsrichtung des Kühlturms 10 sind deutlicher in 1A dargestellt. In dieser schematischen Figur ist die Luftströmungsrichtung durch einen Pfeil 30, die Wasser- oder Fluidströmung durch Pfeile 32 in dem Füllpaket 12 und die Strömung von abgeleiteter oder erwärmter Luft oder Gas durch Pfeile 34 angegeben. Dunstabscheider 28 sind integral mit Füllblättern 14 gebildet und sind allgemein an einer Hinterkante 26 angeordnet. Ein Wasserverteilungsbecken 36 im oberen Abschnitt 38 des Turms hat Verteilungsdüsen 40 für eine gleichmäßige Verteilung von warmem Wasser über die Füllpakete 12, wobei diese Becken oder Leitungen 36 auch in 1 angegeben sind. Kühltürme 10 reduzieren die Temperatur von Wasser, das in Kühlsystemen verwendet wird, und die Temperaturreduzierung wird allgemein bewerkstelligt, indem Luft einer ersten Temperatur an über Füllblätter 14 rieselendem Wasser einer zweiten und höheren Temperatur vorbeigeführt wird. Die Kühlluft reduziert die Wassertemperatur sowohl durch einen spürbaren Wärmeaustausch als auch einen latenten Wärmeaustausch durch Verdampfung eines geringen Anteils des Wassers an der Füllblattoberflächen. Das Wasser wird über die Füllblätter 14 in dem Sumpf 20 zurückgewonnen und in das angegebene Kühlsystem zurückgeführt. Es gilt allgemein als korrelativ, dass kühlere Wassertemperaturen in dem Sumpf 20 zu einem effizienteren und wirtschaftlicheren Betrieb eines Kühlsystems führen.
8 zeigt ein Füllblatt 270 des Stands der Technik in Draufsicht, wobei dieses Füllblatt eine Vielzahl von alternierenden Reihen von aufeinander ausge richteten zickzackförmigen Rippen oder Riffelungen an seiner Oberfläche aufweist. In der vertikalen Fischgrätanordnung des in der Figur gezeigten Füllblatts 270 repräsentieren die dunkleren und stärkeren Linien Erhebungen 163 und die alternierenden leichteren, dünneren Linien Täler oder Vertiefungen 165 zwischen benachbarten Erhebungen 163 einer horizontalen Erhebungsreihe 167. Die Bänder/Streifen von Erhebungen in jeder Reihe 167 sind in alternierenden Richtungen abgewinkelt, um die Wasserströmung an der Oberfläche des Füllblatts 270 nach unten zu lenken. Eine Vorderfläche 271 und eine Rückfläche 273 des im Stand der Technik bekannten Füllblatts 270 sind in der Seitenansicht von 8A dargestellt und sie erscheinen als ebene Flächen. Obwohl machbar, kooperierten diese Oberflächen nicht mit benachbarten Füllblatt-Oberflächen, um klar definierte Luftkanäle zur Verbesserung der Luftströmung und der Erzeugung einer Luftströmungsspirale zu schaffen. Die Oberflächen 271 und 273 der Füllblätter 273 nach dem Stand der Technik haben bei Draufsicht lineare Täler 275 und Linien von Spitzen 277 in ebenen Flächen 271 und 273. In einer nicht dargestellten Ausführungsform können Vorsprünge vorgesehen sein, um die Trennung zwischen benachbarten Blättern beizubehalten.
Der Kreuzstrom-Kühlturm 10 wird als Referenzkonstruktion für die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform von Füllblättern 14 mit einem Medien- oder Filmpaket 12 verwendet, sofern nicht anders angegeben. Füllblätter 14 werden häufig als Medien 12 für Wärme- und Stoffaustauschvorrichtungen verwendet. Alternative Anordnungen von Füllblättern 14 der vorliegenden Erfindung sind in den 3A bis 3E gezeigt, und es wird speziell in Betracht gezogen, dass die dargestellten Füllblätter 14 in den 3A und 3B sowie 3C und 3D zu nebeneinanderliegenden Paaren zusammengefügt sind oder sein können. Die resultierende Füllblattstruktur einer Nebeneinanderordnung, d. h. die Füllblätter 50, 52 und 58, 60, würden eine Blattstruktur schaffen, die der Form des in 3E gezeigten einzelnen und kontinuierlichen Füllblatts 14 ähnlich ist. Diese Füllblattstruktur mit einer Anordnung Seite an Seite können für größere Breiten entlang einer Unterkante 154 in den 3A bis 3B sor gen. Das sich ergebende Füllblatt 50, 52 oder 58, 60 bleibt sowohl funktionell als auch strukturell dem Füllblatt 14 mit einem Einzelpaneel ähnlich.
Die speziellen Strukturen der Füllblätter 14 in den 3A bis 3E sind illustrativ für fertig hergestellte Füllblätter 14, wobei diese Darstellungen lediglich Beispielcharakter haben und nicht als Einschränkung zu verstehen sind. In den 3A und 3B ist das Füllblattpaar 50 und 52 jeweils mit sechs Füllblatt-Paneelen 54 und 56 gezeigt, wobei die Blätter 50 und 52 zusammenwirken, um ein erstes oder A-Füllblatt 14 eines Filmpaketes 12 zu bilden. Ein Füllblattpaar 58 und 60 mit Paneelen 54 und 56 der 3C und 3D ist jeweils ähnlich zusammengesetzt, um ein zweites oder B-Füllblatt 14 desselben Filmpakets 12 zu bilden. Die Füllblätter 50, 52 und 58, 60 in dem oben angegebenen Seite-an-Seite-Verhältnis sind mit integral geformten Wasserrückhalte-Jalousien 16 an der Vorder- oder Lufteinlassseite 24 und mit integral geformten Dunstabscheidern 28 an der Rück- oder Luftauslassseite 26 gezeigt.
Jedes Paneel 54 und 56 oder Füllblatt 14 in 3E hat Montagedurchlässe 70 und 72, die an dem Basisblatt oder -paneel 54, 56 und 14 umrissen sind, die in den 7, 7A, 7B, 14 und 15 dargestellt sind. In diesen Figuren wird nur der Durchlass 70 beschrieben, wobei die Beschreibung jedoch auch auf den Durchlass 72 zutrifft. Der Durchlass 70 in 14 hat eine allgemein elliptische Form, die eine Hauptachse 82, eine erste Nebenachse 84 und eine zweite Nebenachse 86 besitzt. Die Hauptachse 82 ist in einem Winkel 88 von der Längsachse oder vertikalen Turmachse 80 versetzt dargestellt, was in den 1A, 3A und 3B angegeben ist. In den 3A bis 3D liegen die Hauptachsen 82 der Durchlässe 70 und 72 allgemein parallel zu den Seitenkanten 24 und 26, die ebenfalls in einem Winkel 88 von der vertikalen Achse 80 versetzt sind. In 14 hat der elliptische Umriss des Durchlasses 70 einen ersten Mittelpunkt 90 und einen zweiten Mittelpunkt 92, die durch den Spaltabstand 96 voneinander getrennt sind. Der Kreis 94 in 15 hat einen vertikalen Durchmesser entlang der Hauptachse 82, einen transversalen Durchmesser entlang der Ne benachse 86, als eine Illustration, und seine Mitte ist an dem Mittelpunkt 92 in dem Durchlass 70 angegeben. Eine geometrisch genauere Beschreibung des Durchlasses in 14 zeigt einen ersten Kreisumriss mit einer Mitte an dem Mittelpunkt 90 und einen zweiten Kreisumriss mit einer Mitte an dem zweiten Mittelpunkt 92. Die Schnittstelle der Durchmesser 84 und 86 dieser jeweiligen Kreise an Perimetern oder Umfängen 98 sind durch Tangentenlinien verbunden. Diese Durchlass-Konstruktionen implizieren grob eine allgemein elliptische Form in der Zeichnung und werden daher für diese Beschreibung gezeigt.
In 7 hat der Ellipsenperimeter 98 einen Erhebungsumriss 100. Das Füllblatt 14 in den 7 und 7B hat ungeformte ebene Oberflächen 104 in der Nähe zu der Erhebung 100, mit einer schräg nach oben gehenden Seitenwand 106. Die Erhebungen 100 und die Seitenwand 106 wirken zusammen, um den Perimeter 98 des Umrisses 70 zu bilden. Ähnlich ist die innere geformte Seitenwand 108, die an der Schnittstelle des Durchmessers 82 tangential mit der Seitenwand 106 zusammentrifft, der gewölbte Umriss des Kreises 94 mit der inneren Erhebung 110. Die Erhebungen 100 und 110 sowie ihre jeweiligen Seitenwände 106, 108 wirken als Verstärkungs- oder Festigungselemente für die Aufnahme von Haltestangen 112, die in den 16, 17, 18 und 19 gezeigt sind, durch perforierte Konturen der Ellipse 70 und des Kreises 94. Die Querschnittsdarstellung des elliptischen Umrisses 70 und des Kreises 94 in 7B zeigt die Erhebungen 100 und 110 sowie die Seitenwände 106, 108.
Die Montagedurchlässe 70 und 72 sind in den verschiedenen Figuren in gebogener Form gezeigt, was jedoch lediglich zur Darstellung dient und nicht im Sinne einer Einschränkung zu verstehen ist. Durchlässe 470 und 472 sind in den 14A und 15A mit allgemein rechteckigen Formen gezeigt. Insbesondere erscheinen die Durchlässe 470 als übereinander angeordnete, einander berührende quadratische Umrisse. Diagonalen 474 der jeweiligen Quadrate kreuzen sich an den Mittelpunkte 476 und 748, mit einem Trennungsspalt 96 dazwischen. Bei dieser alternativen Konstruktion wird ein rechteckiges oder ein C-Profil 482 als Haltestange verwendet.
Formen 120, 122 in den 4A und 4B bilden ein Feld oder eine Gruppierung von Riffelungen oder Zickzackmustern 158, die an dem Blatt 150 gebildet sind, wobei das Feld 158 einen iterativen Umriss mit einer Vielzahl von Reihen von zickzackartigen Formen hat. In 9 bezieht sich eine schematische Querschnittsdarstellung des geriffelten oder Zickzackfeldes 158 des ebenen Blatts 150 auf das Feld von Spitzen und Tälern der Vorderfläche 151 und der Rückfläche 153. Das Feld 158 in den 9 und 11A ist für Dreizyklen-Füllblätter gezeigt, deren gewelltes/geriffeltes Feld 158 allgemein die Form einer Gruppierung von zur vertikalen Achse 160 geneigten Ebenen hat. Das Feld 158 ist als eine gleichmäßige fortgesetzte Kurve in 9 dargestellt, mit schräg abfallenden Flächen oder Erhebungen 163 und einer Spitze-zu-Spitze-Profiltiefe 200 zwischen Spitzen oder Scheiteln 163A auf beiden Seiten des ebenen Blatts 150. In 9 sind die Flächen von benachbarten Füllblättern 14 als Vorderfläche 151 und als Rückfläche 153 gekennzeichnet. Das Zickzackfeld 158 ist jedoch auf beiden Seiten des Blatts 150 wiederholt, so dass sich die Beschreibung des Felds 158 allgemein auf beide Flächen 151 und 153 bezieht. Die Gruppierung oder das Feld 158 scheint sich um die neutrale Achse 160 zu wiederholen, mit Spitzen 163A und linearen Tälern 164, wobei die Achse 160 in derselben Ebene liegt wie die ebene Fläche 150 und etwa senkrecht zur horizontalen Achse 126.
In den verschiedenen vorstehenden Figuren wurden die Füllblätter 14 oder 50, 52 und 58, 60 grob mit der geriffelten oder zickzackförmigen Ober- oder Vorderfläche 151 und Unter- oder Rückfläche 153 beschrieben. Die Zickzackmuster schaffen eine gewellte/geriffelte Oberfläche mit einem sich wiederholenden Muster aus Spitzen oder Scheiteln und Tälern sowohl an der Ober- oder Vorderfläche 151 als auch an der Unter- oder Rückfläche 153 eines jeden Füllblatts 14 oder 50, 52 und 58, 60. Dieses Muster ist allgemein äquivalent sowohl an der Vorderfläche 151 als auch an der Rückfläche 153, weshalb nur die Vorderfläche 151 beschrieben wird, diese Beschreibung jedoch allgemein auch für das Feld 158 der Rückfläche 153 gilt. Weiterhin wird nur noch auf die Füllblätter 50, 52 und 58, 60 Bezug genommen, doch gilt die Beschreibung allgemein auch für das einzelne Füllblatt 14. Die Anordnung Seite an Seite der Blattstrukturen 3A und 3B wird als erste oder als A-Struktur bezeichnet. Ähnlich ist eine zweite oder B-Struktur die Nebeneinanderordnung der Blattstrukturen in den 3C und 3D. Das Unterscheidungsmerkmal zwischen diesen mit A und B bezeichneten Strukturen sind die speziellen Montagedurchlässe, die an Konturen 70 und 72 durchgestoßen werden. Insbesondere haben die Montagedurchlässe des A-Blatts das durch die Perimeter-Erhebung 100 umrissene elliptische Muster, das durchgestoßen wird, um die Apertur 194 in den 3A, 3B, 17 und 19 zu bilden. Die Montagedurchlässe des B-Blatts haben die kreisförmige Kontur 94, die durchgestoßen wird, um die runden Öffnungen 196 zu bilden, wie in den 3C, 3D, 17 und 19 gezeigt. Außerdem werden die A-Blattstrukturen abgelängt oder auf Länge geschnitten, indem sie entlang einer der Abgrenzungs- oder Ablängungslinien 152 abgeschnitten werden, während die B-Blattstrukturen durch Ablängen entlang einer der Begrenzungs- oder Ablängungslinien 154 geschaffen werden. Die spezielle Ablängungslinie 152 oder 154, die in der kontinuierlichen Blattfolge von Füllblättern 50, 52 oder 58, 60 in der produzierten Form verwendet wird, wird durch die Anzahl von Paneelen 54 und 56 bestimmt, die für die Bildung einer Konstruktionslänge für die Füllblätter 50, 52 und 58, 60 und 14 benötigt wird. Für die Füllblätter sowohl der A- als auch der B-Struktur ist allgemein die gleiche Anzahl von Paneelen vorgesehen.
Die Montagedurchlässe 70 und 72 werden durchgestoßen, um Haltestangen 112 aufzunehmen. Jedoch ist die Kontur oder die Form der Apertur 194 im durchgestoßenen Zustand elliptisch, und die Form der Öffnung 94 ist ein Kreis. In den 17 und 19 haben die A-Blattstrukturen 50, 52 und die B-Blattstrukturen 58, 60 Haltestangen 112, die sich durch eine Vielzahl von parallelen und alternierenden Füllblättern hindurch erstrecken. In den 16 und 17 sind die nebeneinandergeordneten Blattstrukturen 50, 52 an der sich entlang des Mittelpunkt 92 einer jeden Apertur 194 erstreckenden Stange 112 positioniert. In diesen Positionen entlang des Mittelpunkt 92 können die das Zickzackmuster aufweisenden Oberflächen 151, 153 eines jeden Füllblatts nach ihrer Herstellung mit den Oberflächen 151, 153 benachbarter Füllblätter gepaart oder ineinandergeschachtelt werden, damit sie leichter zu verpacken und zu versenden sind. Diese dicht konfigurierte Anordnung der Füllblätter 50, 52 und 58, 60 oder 14 ist in 16 gezeigt, wobei die jeweiligen geriffelten/gewellten Oberflächen 151 und 153 der nebeneinandergeordneten Blätter 50, 52 und 58, 60 eng ineinandergeschachtelt sind. Die Oberkanten 128 der Füllblätter 50, 52 sind um einen Spaltabstand 96 von den Oberkanten 128 der Füllblätter 58, 60 nach oben versetzt. Ein ähnlicher Spalt 96 für versetzte Kanten ist an der Unterkante 130 der dicht gepackten Blätter in 16 vorhanden, wobei der Spaltabstand 96 mit der ursprünglichen Ablängungsposition und den alternativ durchgestochenen Aperturen 194 und Öffnungen 196 zusammenhängt. Dieser schmale Versatz oder Spalt 96 beträgt nur etwa drei Prozent der Formlänge, was bedeutend weniger ist als die derzeit verwendeten etwa fünfzig Prozent der Formlänge für das Ineinanderschachteln oder Paaren von Füllblättern 14 für deren Lagerung und Versand. Daher benötigen die Füllblätter 14 bedeutend weniger Lagerraum, und die verkürzte Länge erleichtert die Handhabung der aus mehreren Blättern bestehenden Stapel.
Wenn die Füllblätter 50, 52 und 58, 60 dicht gepackt oder eng ineinandergeschachtelt sind, können sich die Linien 210 der Spitzen oder Scheitel 163A der Vorderfläche 151 eines ersten Füllblatts in die linearen Täler 164 der Rückfläche 153 eines zweiten Füllblatts schachteln, wodurch das unverpackte Volumen reduziert werden kann, das von einer Kollektion von Füllblättern 50, 52 und 58, 60 oder 14 eingenommen wird oder für das Filmpaket 12 vorgesehen ist. Es versteht sich, dass die Linien 210 in 11A als Kontinuum erscheinen, doch können die Spitzen 163A auch getrennt sein, wie das 11D dargestellt ist.
Die ineinandergeschachtelten Füllblätter 50, 52 und 58, 60 verbessern die Stabilität und Festigkeit der individuellen Füllblätter, während die Handhabung und das Versandvolumen vor dem Zusammenbau am Einsatzort verbessert bzw. reduziert werden. Die dicht konfigurierte Blattanordnung verbessert auch die Festigkeit der Füllblätter 50, 52, wodurch eine Beschädigung während der Lagerung und des Transports verhindert wird.
Bei dem Zusammenbau oder der Montage der Filmpakete 12 in dem Turm 10, werden die Filmpakete 12 vertikal aufgehängt, und die Füllblätter 50, 52, deren Konstruktion dem A-Stil entspricht, bewegen sich nach unten, damit eine Haltestange oder Haltestangen 112 entlang des Mittelpunkt 90 einer jeden Apertur 194 vorgesehen werden können. Die Blätter 58, 60 sind entlang des Mittelpunkt 92 an der Stange 112 gelagert und behalten diese Lage sowohl in der ineinandergeschachtelten Anordnung als auch im zusammengebauten Zustand der Blätter 50, 52 und 58, 60 bei, wodurch die Mittelpunkte 90 und 92 von alternierenden A- und B-Füllblättern 50, 52 und 58, 60 jeweils aufeinander ausgerichtet werden. Die resultierende Ausrichtung von alternierenden Füllblättern 50, 52 und 58, 60 des A-Stils und B-Stils, ihre Aperturen 194 und Öffnungen 196 und daher ihre jeweiligen Mittelpunkte 90, 92 sind in 19 für verschiedene repräsentative Füllblätter 50, 52 und 58, 60 angegeben.
Die Vorort-Montage sieht alternierende Blätter in der Profilausrichtung von 18 vor, und bei dieser Konfiguration des Filmpaktes 12 sind die Oberkanten 128 aller Füllblätter 50, 52 und 58, 60 im wesentlichen aufeinander ausgerichtet. Ähnlich sind die Füllblatt-Unterkanten 130 aufeinander ausgerichtet, wobei diese Ausrichtung durch eine Verschiebung der Apertur 194 nach unten erreicht wird, da der Spaltabstand 96 äquivalent ist zu dem Trennungsabstand 149 zwischen den Ablängungslinien 152 und 154. Die Geometrie des Spalts 96 und des Trennungsspalts 149 sieht die Spitzen 163A an einer Vorderfläche 151 eines ersten A- oder B-Füllblatts 50, 52 und 58, 60 in der Nähe der Spitzen 163A an einer Rückfläche 153 eines benachbarten oder gegenüberliegenden A- oder B-Füllblatts 50, 52 und 58, 60 vor. Die Relation zwischen dem Füllblatt, der Nähe von Spitze zu Spitze und der Ausrichtung ist schematisch in den 9 und 18 dargestellt.
In 18 wurde ein Filmpaket 12 vertikal aufgehängt, um den Füllblättern 50, 52 und 58, 60 zu ermöglichen, ihre Position und ihr Verhältnis im montierten Zustand einzunehmen. Wie vorstehend erwähnt, ermöglicht die vertikale Aufhängung des Filmpakets 12 in einem Turm 10, dass sich die A-Blattstrukturen 50, 52, deren Aufhängungsstange 112 die elliptischen Aperturen 194 durchgreift, vertikal nach unten bewegt, um die Stange 112 allgemein entlang der Mittelpunkte 90 in den Aperturen 194 zu positionieren, während die B-Blattstrukturen entlang des Mittelpunkt 92 gehalten werden. Diese Orientierung von A-Blattstrukturen 50, 52 und B-Blattstrukturen 58, 60 richtet die Oberkanten 128 und die Unterkanten 130 der Füllblätter 14 horizontal aufeinander aus und schafft ein Filmpaket 12 mit einer äußeren Erscheinung an den Kanten 24, die im wesentlichen der Struktur des Filmpakets 12 in den 1 und 1A ähnlich ist. Die Unterkanten 130 sind in 18 in ihrem aufeinander ausgerichteten Zustand dargestellt, doch können bei alternativen Herstellungsverfahren die genannten A- und B-Blattstrukturen ungleiche Längen besitzen, wodurch Oberkanten 128 aufeinander ausgerichtet wären, ohne dass die Unterkanten 130 aufeinander ausgerichtet sind.
Die oben genannten nebeneinandergeordneten Blatt-Konstruktionen 50, 52 und 58, 60 beziehen sich auf die in den 3A bis 3D gezeigten Füllblätter, wobei individuelle Paneele und die erforderliche Anlagerung Seite an Seite notwendig sind, um die Füllblätter aufzunehmen, die durch diese Konstruktionen geschaffen werden. Es wird wiederholt, dass die Füllblätter 14 als einzelne Blätter ausgebildet sein können, wie in 3E gezeigt, wobei mehrere vertikale Paneele angeordnet sind, um für eine gewünschte Blattlänge zu sorgen. Die Wahl eines einzelnen Blatts oder von nebeneinandergeordneten Paneelkonstruktionen erfolgt je nach Design oder Anwendung und stellt keine Ein schränkung der Funktion dar. Deshalb gilt die folgende Beschreibung der Flächen 151 und 153 und die resultierende Relation der Spitzen 163A und linearen Tälern 164 ebenso für Füllblatt-Konstruktionen, die gebildet werden, indem aus einem Einzelblatt bestehende Füllblätter wie in 3E zusammengesetzt werden.
Die nachstehende Erläuterung betrifft allgemein Vorder- und Rückflächen von benachbarten Füllblättern. Jedoch haben die außenliegenden Flächen 151 bzw. 153 der außenliegenden Füllblätter 50, 52 und 58,60, welche die Außenflächen eines individuellen Filmpaketes 12 sind, erkennbar keine ihnen jeweils zugewandeten Flächen von einem benachbarten Füllblatt 58, 60 bzw. 50, 52, wie in 18 angegeben. Die Breite eines Filmpakets 12 ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Füllblättern beschränkt, sondern kann in Anpassung an eine Anwendung oder einen Kühlturm jeder annehmbaren Breite und Anzahl von Füllblättern 50, 52 und 58, 60 oder 14 entsprechen. Jedoch liegen die benachbarten Füllblätter 50, 52 und 58, 60 parallel, und die inneren Füllblatt-Spitzen 163A der Rückfläche 151 eines ersten A- oder B-Füllblatts liegen in der Nähe der und in der Flucht mit den Spitzen 162 der Rückfläche 153 eines benachbarten zweiten A- oder B-Blatts. Die linearen Täler 164 einander zugewandter Flächen 151, 153 von benachbarten A- und B-Füllblättern 50, 52 und 58, 60 fluchten ähnlich wie die Linien 210 der Spitzen 163A, wobei die linearen Täler 164 zwischen fluchtenden und benachbarten Spitzen-Linien 210 vorhanden sind. Diese Fluchtlinien sind in den 9 und 11A erkennbar. Da die Relation zwischen A- und B-Füllblättern 50, 52 und 58, 60 und diesbezüglichen Spitzen 163A und linearen Tälern 164 dieselbe ist, wird nur ein einziges Blattpaar 50, 52 und 58, 60 beschrieben, wobei jedoch die Beschreibung für die restlichen A- und B-Füllblätter 50, 52 und 58, 60 gleichermaßen gilt.
Aufeinander ausgerichtete Spitzen 163A und lineare Täler 164 in den 9 und 18 wirken zusammen, um eine Vielzahl von Kanälen 220, 222 zu bilden, die allgemein horizontal sind. Es ist erkennbar, dass die Aperturen 194, Öffnun gen 196 und Trennungsspalte 149 für Unterbrechungen in den Kanälen 220, 222, die in einem Muster vorgesehen sind, sorgen. Jedoch ist das allgemeine Muster der Kanäle 220, 222 zwischen den einander zugewandten Oberflächen 151 und 153 benachbarter Füllblätter 50, 52 und 58, 60 oder 14 vorhanden. Ferner können die erwähnten Unterbrechungen für diskontinuierliche Kanäle 220, 222 sorgen, die sich nur teilweise über die Breite der benachbarten Füllblätter 50, 52 und 58, 60 erstrecken. Wie in 9A gezeigt ist, sorgt die resultierende Endansicht eines Füllpakets für Kanäle 220, 222 zwischen Spitzen 163A und Tälern 164, doch sind die Kanäle 220, 222 in dem Körper des Füllpakets von den Kanälen 220, 222 an der Lufteintrittskante des Füllpakets versetzt. Wenn eine Vielzahl von versetzten Spitzen 163A und Tälern 164 an dem Feld von Spitzen und Tälern quer über die Blattbreite der benachbarten Oberflächen 151, 153 der Blätter 50, 52 und 58, 60 vorhanden ist, so ist auch eine Vielzahl von Kanälen 220, 222, die von den linear benachbarten Kanälen versetzt sind, an der Eintrittskante des Füllpakets vorhanden. Der Effekt dieses Versatzes ist die Ablenkung zumindest eines Teils des Luftstroms von seinem linearen Weg an der Eintrittskante des Füllpakets.
Die Oberflächen 151 und 153 sind nicht eben, und insbesondere hat die Vorderfläche 151 in 11 eine Vielzahl von kontinuierlichen Erhebungen 163, die von der Füllblattoberkante 179 von den linearen Tälern 164 vertikal nach unten fortschreiten. Die Erhebungen 163 treten aus der Ebene 150 hervor zu Spitzen 163A in der Linie 210. Die Erhebungen 163 sind unter Spin-Winkeln 278 und 378 zu den horizontalen Linien 164 und 210 an der Fläche 151 nach unten abgewinkelt oder schräg abfallend und schreiten zwischen den Spitzen 163A oder der Spitzen-Linie 210 in die Ebene 150 zur Erhebungsbasis 163B an dem linearen Tal 164 fort. Die Erhebungen 163 setzen sich von der Erhebungsbasis 163B und dem linearen Tal 164 nach oben fort zu der nächsten Spitze 163A an der folgenden Spitzen-Linie 210. Die Wellenbewegung jeder Erhebung 163 setzt sich in das ebene Blatt 150 hinein und aus diesem heraus fort, jedoch springt die Erhebung 163 in 11 im Uhrzeigersinn in einem Winkel von etwa 90° um, nachdem sie sich über drei Reihen oder Halbzyklen 167 von Erhebungen 163 fortgesetzt hat. Die Winkel 278 und 378 betragen vorzugsweise etwa 49°, wobei jedoch festgestellt wurde, dass die Spin-Winkel 278 und 378 zwischen ca. 25° und 75° variieren können, um für einen zulässigen Spin-Winkel für eine Gasströmung durch die Kanäle 220 und 222 zu sorgen.
Die Spin-Winkel 278 und 378 ergeben sich durch eine Betrachtung der Ebene der Flächen 151 und 153 in einer senkrechten Richtung, wie das durch die Doppelpfeil-Linie 15-15 in 9 angegeben ist. Die Spin-Winkel 278 und 378 verleihen dem wirbelnden Luftstrom den richtigen Drall, da ein zu starker Drall zu einem übermäßigen Druckabfall durch die Kanäle 220 oder 222 führen würde, ein nicht angemessener Drall andererseits jedoch nicht die notwendigen Luftwirbel an den Kanälen 220 oder 222 entstehen ließe. Außerdem wurde festgestellt, dass ein zu starker Drall eine Luftbewegung zwischen den Kanälen 220 oder 222 hervorruft, die einen gleichmäßigen Betrieb und Lufttransport durch das Füllpaket 12 verhindert. Es ist anzumerken, dass die Spin-Winkel 278 und 378 nicht den gleichen Wert aufweisen müssen.
In 11A sind die Vertiefungen 165 zwischen den benachbarten Erhebungen 163 angegeben und sie verlaufen allgemein parallel zu den projizierten Linien der Erhebungen 163 an der Vorderfläche 151 nach unten. In dieser Figur sind die Vertiefungen 165 kontinuierliche Linien, die von einer Linie 210 von Spitzen 163A nach unten in die Ebene 150 hinein und unter dem linearen Tal 164 zu dem primären Tal 165B verlaufen. Die Vertiefung 165 führt weiter entlang der Fläche 151 in 11A vertikal nach unten und gleichzeitig aus der Ebene 150 heraus, um die Linie 210 an dem oberen Punkt 165A unterhalb des Scheitels der benachbarten Erhebungsspitzen 163A zu schneiden. Daher setzt sich die Vertiefung 165 annähernd parallel zu den Erhebungen 163 an der Vorderfläche 151 vertikal nach unten fort. Wenngleich der obere Punkt 165A als diskreter Punkt angegeben ist, kann die Tiefe unterhalb des Scheitels 163A äu ßerst nominell und beinahe nicht unterscheidbar sein. Dies führt zu der Erscheinung einer kontinuierlichen Linie 210.
9 kann als Querschnittsdarstellung der Füllblätter 50, 52 und 58, 60 betrachtet werden, und in dieser Figur stehen sich die Rückfläche 153 des ersten oder A-Blatts 50, 52 und die Vorderfläche 151 des zweiten oder B-Blatts 58, 60 aufeinander ausgerichtet gegenüber. Die Spitzen 163A der einander zugewandten Flächen 151, 153 liegen in dichter Nähe zueinander. In dieser Figur erscheinen die Linie 210 der Spitzen 163A und die linearen Täler 164 als kontinuierliche Linien oder Projektionen in einer Seitenansicht von einer der Kanten 24 und 26. Die linearen Täler 164 sind die Kreuzung der Gefälle der Erhebungen 163 an den Flächen 151, 153, wobei sich die Erhebungen 163 in dieser Seitenansicht in einem ersten Winkel 276 zur neutralen Achse 160 oder zur ebenen Oberfläche 150 befinden. Der erste Winkel 276 beträgt etwa 40° zur neutralen Achse 160, kann jedoch auch zwischen 20° und 60° betragen. Einzelne Spitzen 163A in kontinuierlichen Feldern 158 an der Vorderfläche 151 und an der Rückfläche 153 wirken zusammen, um die Spitzen-Linie 210 in den 11A, 11B und 11C zu bilden.
11C ist eine perspektivische Schrägansicht von Füllblättern 14, jedoch werden die verschiedenen Winkel, Erhebungen 163, Spitzen 163A, Erhebungsbasen 163B, Vertiefungen 165, linearen Täler 164 und das primäre Tal 165B für deren sachgemäße Bereitstellung im Zusammenhang mit einem individuellen Füllblatt individuell beschrieben. Für die Orientierung der Lage von Winkeln, Ebenen, Erhebungen, Tälern und Spitzen, die im Hinblick auf zusammengesetzte Winkel weiter zu beschreiben sind, wird wiederholt auf 9 Bezug genommen. Wie oben erwähnt, haben die Füllblätter 14 oder 50, 52 und 58, 60 ein Vielzahl von hervorstehenden und abgewinkelten Ebenen, Erhebungen, Tälern und Spitzen, die sich ergeben, indem flache Materialien unter zusammengesetzten Winkeln in einem dreidimensionalen Feld geformt werden. Die neutrale Achse 160 ist koplanar mit dem ungeformten ebenen Blatt 150 und parallel zur vertikalen Achse 80, wobei das ebene Blatt oder die Oberfläche 150 in 6A gezeigt ist. In den 5, 9, 11A, 11B, 16 und 18 ragen die Spitzen 163A in gleichen Abständen über die ebene Oberfläche 150 der Vorderfläche und der Rückfläche 151, 153 hinaus. Die Spitzen 163A erscheinen an der Verbindungsstelle von zwei Erhebungen 163 von benachbarten Erhebungsreihen oder -rängen 167, wobei die Erhebungen zugehörige Seitenwände 178 haben. In der jeweiligen Draufsicht der 11A und 11B erscheinen das lineare Tal 164 und das primäre Tal 165B kollinear, da die Ecken der die Erhebungen, Täler und Spitzen bildenden Parallelogramme sämtlich mit diesen jeweiligen Erhebungen und Tälern kollinear sind.
In den verschiedenen Figuren der bevorzugten Ausführungsform sind die Seitenwände 178 annähernd Parallelogrammformen, die winkelförmig aus der Ebene 150 hervorstehen, wie das in 11D gezeigt ist. 12 ist eine Schnittansicht, die eine getreue Ansicht des zwischen den Seitenwänden 178, der Vertiefung 165 und der Höhe 181 eines entlang der Erhebung gebildeten Zickzackmusters gebildeten Verhältnisses darstellt. Die Höhen 181 und 183 sind in 9 nicht äquivalent, doch sie können in einer speziellen Struktur des Feldes 158 äquivalent sein. Der Winkel 177 zwischen den Seitenwänden 178 ist auf beiden Seiten der Normalen 175 zur Vertiefung 165 in 12 gleichermaßen vorgesehen. Alternativ dazu kann der Winkel 177 zur vertikalen Achse 175 ungleich vorgesehen sein und, wie durch die gestrichelte Linie in 12 angegeben, bei einer festen Winkelverschiebung oder Neigung von der Achse 175 zu der einen oder anderen Seite der Achse 175 versetzt sein. Folglich wäre eine der Seitenwände 178 länger als die andere der Seitenwände 178. Der Neigungswinkel 193 kann zwischen 0° und 20° in beiden Richtungen von der Achse 175 variieren. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Vergrößerungswinkel 177 zwischen den Seitenwänden 178 gleich 110° und die Höhe 181 gleich 0,137 inch (≈ 3,48 mm) bei einem Neigungswinkel 193 von 0°. Der Vergrößerungswinkel kann etwa zwischen 75° und 145° variieren.
In der exemplarischen Parallelogrammstruktur, die in 11D gezeigt ist, sind die Seitenwände 178 als allgemein rechteckige Konturen gezeigt, die eine erste und längere Seite entlang der Vertiefung 165 und eine zweite und parallele längere Seite, die mit der Erhebung 163 zusammenfällt, aufweist. In den 9 und 11D erstreckt sich eine dritte und kürzere Seite 183 von dem linearen Tal 164 zu dem primären Tal 165B. Die Parallelogrammformen sind in der Draufsicht in den 11A und 11B grob dargestellt, mit alternierend gestrichelt und durchgezogen umrissenen Perimetern entlang der Erhebung 163, der Vertiefung 165, dem linearen Tal 164 und der Spitzen-Linie 210. Die Winkelverschiebung der Parallelogrammform ist jedoch in 13 gezeigt, die eine Schnittansicht entlang einer Spitzen-Linie 210 und speziell zwischen benachbarten Spitzen 163A ist. Die allgemeine Form der Vertiefung 165 ist ähnlich der Darstellung von 12. Jedoch beträgt der Winkel 179 gleich 118° und ist größer als der Winkel 177, und die Höhe 183 in einem speziellen Beispiel beträgt 0,171 inch (≈ 4,34 mm), was größer ist als die Höhe 181. Die Wirkung dessen, dass der Winkel 179 größer ist als der Winkel 171, ist bei Betrachtung der vertikalen Achse 175 in 12 zu sehen, mit gleicher Winkelverschiebung auf beiden Seiten der Achse 175, um den Winkel 177 zu bilden. Alternativ dazu ist in 13 die Winkelverschiebung 287 auf einer Seite der Achse 175 größer als der Winkel 283 auf der anderen Seite der Achse 175. Dies resultiert in einer kleineren oder kürzeren Seitenwand 178 in der Nähe des Winkels 281 auf einer der Seiten, jedoch in einer größeren Winkelverschiebung 281.
In 11D würde jedes der Paneele oder jede der Seitenwände 178 betrachtet werden, als erstreckten sie sich von einer Erhebung 163 nach unten in die Zeichnungsebene hinein und endeten an der Vertiefung 165. In dieser Figur sind die längeren Parallelogrammseiten Erhebungen 163 und Vertiefungen 165, und die kürzeren Seiten sind die Höhe 183. Ferner sind die relativen Lagen der Inflexionspunkte an den linearen Tälern 164 und an dem primären Tal 165B in 11D gezeigt. Kreuzungen von Paneelen 178 an Punkten oder Spitzen 163A in 11D erscheinen als Punkte und spitzen sich nur als Beispiel und nicht als Einschränkung zu. Die Spitzen 163A sind keine spitzen Winkel, sondern wegen des Herstellungsprozesses mehr allgemein gerundete Ecken, wie in 9 gezeigt, wobei diese weicheren Ecken die Kontrolle/Steuerung der Wasser- oder Kühlmittelbewegung über die Füllblatt-Oberflächen 151 oder 153 unterstützt. Spitze Ecken entlang der Erhebungen 163 und an den Spitzen 163A gelten auch als nachteilig für den kontrollierten/gesteuerten Fluidstrom an den Oberflächen 151 oder 153 sowie dessen Rückhaltung an den Oberflächen 151, 153.
In 11A hat eine Oberfläche 151 eine Reihe oder einen Rang 167 von Erhebungen 163 an der Paneeloberseite 279, wobei die Erhebungen 163 und zugehörigen Vertiefungen 165 nach rechts in der Figur und aus der Zeichnungsebene heraus abgeschrägt sind, um eine Spitzen-Linie 210 zu schneiden. Eine zweite Reihe 167 von Erhebungen 163 und Vertiefungen 165, die aus der Spitzen-Linie 210 hervorgeht, ist ähnlich nach rechts abgeschrägt, doch in die Zeichnungsebene hinein, um das lineare Tal 164 zu schneiden. Eine dritte Reihe 167 von Erhebungen 163 und Vertiefungen 165 führt weiter nach rechts und aus der Zeichnungsebene oder der ebenen Fläche 150 heraus, um eine Spitzen-Linie 210 zu schneiden. Dieser Zyklus von drei Reihen von Erhebungen 163 und Vertiefungen 165 ist ein geordnetes Feld 158 von drei Zyklen/Wiederholungen, das als bevorzugte Ausführungsform gilt. Andere sich wiederholende Muster können ein Mehrfaches von zwei Zyklen von Erhebungen 163 und Vertiefungen 165 enthalten, wie das in 11B gezeigt ist. Ferner wurden Tests durchgeführt mit Zyklen/Wiederholungen von fünf Reihen von Erhebungen 163 und Vertiefungen 165, die in eine einzige Richtung weisen. Die Wahl der Anzahl von Zyklen oder Reihen 167 von Erhebungen 163 und Vertiefungen 165 in einer einzigen Richtung bleibt dem Designer überlassen, doch beträgt die Anzahl von Zyklen/Wiederholungen zwischen 1 und 9. Die Anzahl von Zyklen und die Spin-Winkel 278 und 378 beeinflussen die Bewegung des Kühlwassers oder Kühlmittels entlang der Oberfläche oder Vorderfläche 151 oder Rückfläche 153 entweder in Richtung auf die Wasserrückhalte-Jalou sien 16 oder den Dunstabscheider 28. Wenn insbesondere, wie in 11A gezeigt, der Winkel 278 in seinem Wert größer ist als der Winkel 378, wird das sich in der Figur vertikal nach unten bewegende Kühlfluid in Richtung auf die durch die Pfeile 30 gekennzeichnete Lufteintrittskante gelenkt. Ähnlich wird, wenn der Winkel 378 in seinem Wert größer ist als der Winkel 278, das Kühlfluid in Richtung auf die gegenüberliegende oder Luftaustrittskante gelenkt.
In 9 liegen die Scheitel oder Spitzen 163A der Rückfläche 153 und der Vorderfläche 151 in dichter Nähe zueinander, befinden sich jedoch nicht in direktem Kontakt. Ein solcher Kontakt würde die Strömung des Kühlfluids an den Oberflächen 151 und 153 sowie den Luft- oder Gaskontakt mit den Oberflächen 151 und 153 verhindern. Das einander zugekehrte Verhältnis in dem zusammengebauten Zustand des Füllpakets 12 führt dazu, dass die Kanäle 220 und 222 zwischen den benachbarten Oberflächen 151, 153 von benachbarten Füllblättern des A- oder B-Stils begrenzt sind. Die Kanäle 220 und 222 sind physikalisch ähnlich, doch sind die Erhebungen 163 und Vertiefungen 165 von vertikal benachbarten Kanälen 220 und 222 in entgegengesetzte Richtungen geneigt.
10 zeigt einen Kanal 220 mit einer Gasströmung in Uhrzeigerrichtung in diesem Kanal. Die von der Spitzen-Linie 210 und dem linearen Tal 164 schräg verlaufenden durchgezogenen Linien stellen Erhebungen 163 und Vertiefungen 165 an der Vorderfläche 151 dar, während die gestrichelten Linien Erhebungen 163 und Vertiefungen 165 an der Rückfläche 153 darstellen. Diese Gruppen von Erhebungen 163 und Vertiefungen 165 an den einander zugekehrten Flächen 151 und 153 des dargestellten Kanals sind gegensinnig zu dem linearen Tal 164 und der Spitzen-Linie 210 geneigt. Ähnlich erfolgt in dem Kanal 222 in 9 eine Gasströmung entgegen der Uhrzeigerrichtung, wobei die Erhebungen 163 und die Vertiefungen 165 der Vorderflächen 151 entgegengesetzt zu der in 10 dargestellten Richtung geneigt sind.
An der Lufteintrittsseite oder -kante 24 in 11B zeigen Pfeile 30 eine Luft- oder Gasstrom-Eintrittsrichtung, wobei die Strömungsrichtung 30 auch in den 1A und 11A angegeben ist. Die Luftströmungsrichtung 30 in 9 gilt als in die Ebene des Papiers gehend. An dem Kanal 220 in 9 zeigt ein in Uhrzeigerrichtung weisender Pfeil 224 die wirbelartige Luftbewegung in dem Kanal 220, und an dem Kanal 222 weist ein Pfeil 226 in die zur Uhrzeigerrichtung entgegengesetzte Richtung. Ähnlich sind Pfeile in den restlichen alternierenden Kanälen 220 und 222 in 9 angegeben. Die Pfeile 224 und 226 sind indikativ für das Luftströmungsmuster, das zwischen den benachbarten Oberflächen 151, 153 der Füllblätter 14 oder 50, 52 und 58, 60 angeregt wird. Das Luftströmungsmuster kann ein Wirbel oder eine Spirale sein, die sich entlang des Kanals 220 oder 222 von der Lufteintrittsseite 24 bis zur Luftaustrittsseite 28 fortbewegt, wie das in 1A gezeigt ist. Man ist allgemein der Meinung, dass das Luftwirbelmuster durch die Richtung der Reihen von Erhebungen 163, Spitzen 136A linearen Täler 164 und Vertiefungen 165 induziert wird, wobei die Richtung der einander zugekehrten Reihen 167, die die Kanäle 220 und 222 an benachbarten A- und B-Blättern 50, 52 und 58, 60 bilden, die gleiche ist. Die in einem Kanal 220 oder 222 wirbelnde Luft führt zu einem stärkeren Kontakt zwischen dem Kühlfluid und der Luft, was für einen verbesserten Wärmeaustausch zwischen den beiden Medien sorgt. Zudem hat wirbelnde Luft einen geringeren Druckabfall von der Eintrittsseite 24 zur Austrittsseite 28 über dem Füllpaket 12. 10 zeigt eine Längsansicht entlang eines Kanals 220 mit dem in Uhrzeigerrichtung wirbelnden Luftstrom 30, der als sinusförmige Kurve dargestellt ist. Diese lineare Darstellung ist jedoch eine Flächenansicht. Eine analoge Darstellung für eine Betrachtung wäre ein Kanal 220 mit einer V-förmigen Vertiefung, die durch das lineare Tal 164 zwischen den Linien 210 der Scheitel 163A gebildet wird. Als Bild für eine Visualisierung eines spiralförmigen Luftströmungsmusters könnte eine Telefonschnur entlang des Tals 164 gedehnt werden. Dies dient nur als Hilfsmittel für die Vorstellung einer sich durch einen Kanal bewegenden Luftströmungsspirale und stellt keine Einschränkung dar. In 9 sind die Kanäle 220 und 222 Querschnittsdarstellungen der Kanallän gen. Jeder dieser Kanäle hat eine erste Querschnittsfläche allgemein zwischen den als Erhebungen 163 dargestellten Linien und eine zweite Querschnittsfläche allgemein auf halbem Weg zwischen den Erhebungen 163 und den Vertiefungen 165 der benachbarten Füllblätter. Die erste Querschnittsfläche gilt als Nettofläche des Kanals 220 oder 222, und die zweite Querschnittsfläche gilt als Brutto-Querschnittsfläche. Das Verhältnis der Nettofläche zur Bruttofläche der Kanäle in der bevorzugten Ausführungsform beträgt etwa 0,76, doch wird angenommen, dass sich der gewünschte Wirbeleffekt zumindest über einen Verhältnisbereich zwischen etwa 0,4 bis 0,9 einstellt.
Das gewünschte Luftwirbelmuster wird in einer offenen Zelle oder in dem Kanal 220 oder 222 erzeugt, wobei diese Kanäle allgemein durch die Position der Spitzen-Linien 210 und der linearen Täler 164 umrissen ist. Es wurde festgestellt, dass bei einer zu großen Nähe der Flächen 151 und 153 zueinander diese ein Luftwirbelmuster nicht so wirksam wie gewünscht erzeugen. Wenn alternativ dazu der Trennungsspalt 202 zwischen den Flächen 151 und 153 zu groß ist, kann dies ein Hindernis für die Aufrechterhaltung der Wirbel 224, 226 in den jeweiligen Kanälen oder Durchführungen 220 oder 222 sein. In 9 sind als spezielles Beispiel die Spitzen an den Oberflächen 151 und 153 des Füllblatts 50, 52 durch eine Profiltiefe 200 mit einem Wert von Spitze zu Spitze von 0,525 inch (≈ 13,34 mm) getrennt. Jedoch beträgt der Trennungsspalt 202 zwischen den nächstgelegenen Spitzen 163A der benachbarten Füllblatt-Oberflächen 151 und 153 nur 0,225 inch (≈ 5,72 mm). Die Summe der Profiltiefe 200 und der Spaltdimension 202 ergibt eine Abstandsdimension 281 von 0,750 inch (= 19,05 mm). Wenn die benachbarten Blattoberflächen 151 und 153 zu dicht beieinander liegen, ist die Oberfläche oder sind die Oberflächen, wie vorstehend erwähnt, nicht so aktiv/wirksam wie gewünscht. Deshalb beträgt das gewünschte Verhältnis zwischen dem Trennungsspalt 202 und der Profiltiefe 200 etwa 0,43, wenngleich die Struktur über einen Bereich von Verhältnissen zwischen 0,04 und 0,9 wirksam ist. Die vorstehend genannten Betriebsparameter bilden Maße der Füllblatt-Charakteristiken für die Füllblätter 50, 52, 58, 60 oder 14 für das Filmpaket 12.
Insbesondere werden die Füllblätter 14 oder 50, 52 und 58, 60 mit zur vertikalen oder Längsachse 80 parallelen Kanten 24 und 26 hergestellt, doch die Oberkante 128 und die Unterkante 130 sind in einem Winkel 89 geneigt, der vorzugsweise etwa 4,8° beträgt, jedoch zwischen etwa 0,0° und 10,0° variieren kann. Bei ihrer Montage in dem dargestellten Kreuzstrom-Kühlturm 10 nehmen die Füllblätter 14 oder 50, 52 und 58, 60 eine Position ein, in der die Oberkante 128 und die Unterkante 130 etwa parallel zur horizontalen Achse 126 liegen. Die Füllblattlänge lässt sich benennen, indem lediglich eine bestimmte Anzahl von Paneelen 54 oder 56 in einer einzelnen Länge eines Füllblatts spezifiziert wird. Einzelne Paneele 54, 56 sind vorzugsweise etwa 2 feet (= 0,6096 Meter) lang, wodurch gleich lange Füllblattlängen durch eine Kombination von mehreren Paneelen 54, 56 zur Verfügung gestellt werden können.
Der Dunstabscheider 28 an der Form 122 und dem Füllblatt 14 ist in einem Querschnitt in 6A dargestellt. Der Abscheider 28 hat eine allgemein glockenartige Kurvenform und ragt über die ebene Oberfläche 150 hinaus, mit schräg abfallenden Seitenwänden 170, einer Spitze 172 und Verstärkungsrippen 174, wobei sich die Rippe 174 in der Nähe der Außenkante 26 zwischen der Füllblatt-Unterseite 130 und -Oberseite 128 befindet und sich entlang dieser Außenkante erstreckt. Wie in den 6B und 6C gezeigt ist, hat der Dunstabscheider 28 eine Vielzahl von doppelseitigen, s-förmigen Jalousien 176, die sich in einem spitzen Winkel von der Seitenkante 26 über die Breite 180 des Abscheiders 28 erstrecken. Die Jalousien 176 haben schräge Seitenwände 170 und Spitzen 172, die eine Erhebung oder ein zweites Zickzackmuster 182 an der Bodenfläche 173 des Abscheiders bilden, wobei eine ähnliche Verformung die Spitze 172 bildet. Die Spitzen 172, 182 und die Seitenwände 170 der Jalousien 176 minimieren den Austritt von Wasserdunst aus dem Turm 10 und lenken die Feuchtigkeit um zur Füllblatt-Oberfläche 151. Die Jalousien 176 helfen auch, die austretende Luft in Richtung auf den Ventilator 18 in 1A umzulenken oder den Winkel dafür einzustellen. Der spitze Winkel eines jeden zickzackförmigen Schlitzes 176 sorgt dafür, dass das äußere Ende 186 an der Außenkante 26 einer jeden Jalousie 176 vertikal über das innere Ende 188 der benachbarten Erhebung an jeder Fläche 151, 153 verlagert ist, wie in 6B gezeigt, wobei ein Wasseraustritt nach außen verhindert und der Wasserrückfluß zur Füllfläche 151 verbessert wird. Die Jalousie 176 an der Ober- oder Vorderfläche 151 kann als Rückfläche der Jalousiespitze 182 der Bodenfläche betrachtet werden. Ähnlich ist der nach unten gekehrte Schlitz 184 die Rückfläche oder Oberfläche der Oberseiten-Jalousie 176. Die Jalousien 176 in dieser bevorzugten Ausführungsform sind durch einen Abstand von etwa drei inches (= 76,2 mm) getrennt. Zwischen Jalousien 176 an der Vorderfläche 151 und an der Rückfläche 183 des Dunstabscheiders 28 ist eine Vielzahl von Mikrorillen 185 vorgesehen, wie in den 6B und 6D gezeigt. Die Mikrorillen 185 haben von Spitze zu Spitze eine Rillenhöhe 187, die etwa einer Höhe von vierzig Tausendstel entspricht. Die Mikrorillen 185 haben auch Innenkanten 189, die vertikal unter den Außenkanten 191 liegen und ähnlich wie die Jalousien 176 wirken, um Wasser zur Füllblattoberfläche umzulenken.
Die Wasserrückhalte-Jalousien 16 des Füllblatts 14 und wie in der Form 122 in 4B dargestellt sind im Querschnitt in 4C gezeigt, mit Jalousie-Spitzen 190 und Jalousie-Tälern 192 zwischen den Spitzen 190 an der Füllblatt-Oberfläche oder -Vorderfläche 151. Die gebildete Materialverlagerung für die Wasserrückhalte-Jalousie 16 resultiert in einem allgemein äquivalenten Bild der Oberfläche 151 an der Füllblatt-Bodenfläche oder -Rückfläche 153 für die Bereitstellung desselben illustrativen Rückhaltejalousiemusters. Bei den einzelnen Zickzackformen dieses Jalousiemusters liegen die äußeren Endpunkte 193 der Spitzen 190 und der Täler 192 in der Nähe der Seitenkante 24 und sind vertikal über den inneren Endpunkt 195 der unteren benachbarten Spitze 190 oder des Tals 192 des Zickzackmusters verlagert. Diese vertikale Verlagerung des Endpunkts verhindert den Transport von Wasser aus dem Filmpaket 12 an der Au ßenkante 24 und lenkt vagabundierendes Wasser nach unten zur Füllblattoberfläche 151. Erhebungen oder Spitzen 190 eines Jalousieabschnitts an einer Vorderfläche 151 befinden sich in Kontakt mit Erhebungen 190 eines Jalousieabschnitts an der Rückfläche 153 eines benachbarten Füllblatts, wodurch verhindert wird, dass Wasser zwischen benachbarten Füllblättern 14 austritt. In dem vorgenannten speziellen Beispiel für den Trennungsspalt 202 und die Profiltiefe 200 hätten die Erhebungen 190 der Wasserrückhalte-Jalousie 16 eine Profiltiefe von einem dreiviertel inch (= 19,05 mm).
In 11C ist eine teilweise schräge perspektivische Ansicht der Vorderfläche 151 eines Füllblatts 14, 50 oder 58 gezeigt, zusammen mit einem hergestellten Durchlass 70 oder 72 und Jalousien 16 an der Seitenkante 24. Insbesondere ist dieses Paneel ein Dreizyklen-Paneel mit einer entlang einer Teilungslinie 152 abgescherten Oberkante 128, das ein A-Abschnitt-Paneel 54 bildet, wie in 3A gezeigt. 11C zeigt insbesondere die vorstehend erwähnten Unterbrechungen, die allgemein in dem Wiederholungsmuster der Füllblätter 14 oder 50, 52 und 58,60 auftreten. Diese Unterbrechungen umfassen die Trennlinien 152 und 154, die Öffnungen oder Durchlässe 70 oder 72 und den vertikalen Korridor 250 an der Oberfläche 151, wobei dieser Korridor 250 parallel zur Hauptachse 82 und zur Seitenkante 24 liegt.
Die Umkehr des Vergrößerungsmusters kann eine Doppelspirale 224 und 226 der Luftströmungsspiralen in entgegengesetzten Richtungen in einem Kanal 220 oder 222 schaffen. Doppelspiralen sind in drei der Kanäle 220 oder 222 in 9 gezeigt. Der Einfluss dieser jeweiligen Umkehr auf die Paneele und die Relation zu dem zickzackförmigen Muster ist jedoch in Draufsicht in den 20 und 21 dargestellt, mit einer kontinuierlichen Diamantgitteranordnung, in der jeweils die Zyklus/Wiederholungsfrequenz mit alternierender Teilung von drei Zyklen/Wiederholungen und fünf Zyklen/Wiederholungen dargestellt ist. Die Kanäle 220 und 222 mit der Doppelspirale sind mit dem Buchstaben F gekennzeichnet, der in den 20 und 21 einen Kanal mit Doppelspirale angibt.
Bei dem Zyklus mit kleinerer Teilung von 20 wurde ein stärkeres Auftreten des Doppelspiralen-Phänomens festgestellt.
Der Korridor 250, der sich in der Ebene des ungeformten Kunststoffblatts und der neutralen Achse 160 in 11C befindet, erstreckt sich zwischen der Oberkante 128 und der Unterkante 130 eines jeden Paneels 54, 56 oder Füllblatts 14, 50 oder 58. Patrizenförmige Distanzelemente 252 erstrecken sich über eine Höhe 253 über der Vorderfläche 151 und sind entlang des Korridors 250 mit einem vorgegebenen Trennungsabstand von einem matrizenförmigen Distanzelement 255 positioniert, wie in den 11C und 11E gezeigt. Die matrizenförmigen Distanzelemente 254 erstrecken sich ebenfalls über der Vorderfläche 151 des Korridors 250 über eine in Relation zur Distanzelementhöhe 253 kurze Höhe 257. Benachbarte patrizenförmige Distanzelemente 252 und benachbarte matrizenförmige Distanzelemente 254 an der Oberkante 128 in 11C sind in einer dichten Anordnung mit Duplikaten der matrizenförmigen Distanzelemente 254 zwischen benachbarten patrizenförmigen Distanzelementen 252 dargestellt, um alternative Positionen für A- und B-Blattstrukturen zur Verfügung zu stellen. Sowohl die patrizenförmigen Distanzelemente 252 als auch die matrizenförmigen Distanzelemente 254 sind hohl und bilden dadurch Hohlräume, die an der Rückfläche 153 der Füllblätter offen sind. Wie in 11E gezeigt ist, haben die patrizenförmigen Distanzelemente 252 erste Hohlräume 259, wobei die patrizenförmigen Distanzelemente 252 eine allgemein konische Form mit einer elliptischen Basis besitzen, um eine aufrechte Position beizubehalten. Die matrizenförmigen Distanzelemente 254 haben eine allgemein konische Form, mit einem ersten Führungsabschnitt 267 und einem zweiten Hohlraum 261 für die Aufnahme des oberen Endes 263 eines dazu passenden patrizenförmigen Distanzelements 252 bei der Endmontage des Filmpakets 12.
Das Zusammenpassen/Paaren von patrizenförmigen Distanzelementen 252 mit matrizenförmigen Distanzelementen 254 im Zuge der Endmontage ist ohne weiteres zu bewerkstelligen, da der Trennungsabstand 255 zwischen benachbarten patrizenförmigen Distanzelementen 252 und benachbarten matrizenförmigen Distanzelementen 254 gleich dem Trennungsabstand 96 zwischen den Mittelpunkte 90 und 92 des Durchlasses 70 in 14 ist. Diese Äquivalenz bringt die patrizenförmigen Distanzelemente 252 und insbesondere das sich von der Vorderfläche 151 eines ersten Füllblatts 14 erstreckende obere Ende 263 in Übereinstimmung mit zweiten Hohlräumen 261 der matrizenförmigen Distanzelemente 254 an der Rückfläche 153 eines benachbarten Füllblatts.
Während des Versands und der Lagerung können die Füllblätter 14 oder 50, 52 und 58, 60 wie in 16 dargestellt ineinandergeschachtelt sein, wobei die Distanzelemente 252 mit den ersten Hohlräumen 259 von Distanzelementen an einem benachbarten Füllblatt gepaart sind. Diese ineinandergeschachtelte Konfiguration ermöglicht ein Zusammenpassen der Erhebungen 163 mit denselben zugekehrten linearen Tälern, um das Volumen der Filmpakete 12 um ein Verhältnis von 20 zu 1 verringern, wodurch Raum für die Lagerung, den Transport und die Handhabung gespart wird. Der geringe Versatz oder der Trennungsspalt 225, der in dem vorgenannten Beispiel etwa eineinhalb inches (= 38,1 mm) beträgt, ermöglicht eine Paarung des patrizenförmigen Distanzelements 252 des benachbarten Blatts mit einem Hohlraum 259 an einem benachbarten Füllblatt 14 an der diesem zugekehrten Rückfläche 153. Bisher hat das Ineinanderschachteln zumindest die Länge eines fertig hergestellten Paneels erfordert, wenn die Füllblattstruktur eines Füllpakets 12 fertig verpackt war. Bei der vorliegenden Darstellung ist die Verschachtelung der Füllblätter in der Verlängerung der alternierenden Füllblätter um etwa eineinhalb inches (= 38,1 mm) in einem Füllblattsegment von 48 inches (= 121,92 cm) enthalten. Es ist festzustellen, dass die Länge eines Füllblatts 14 größer sein kann als das Segment in seiner produzierten Form, da diese Segmente an einem kontinuierlichen Blatt von Rohmaterial vorgesehen sein können. Deshalb kann der erforderliche inkrementelle Anteil etwa 3,1 Prozent des als Beispiel genannten hergestellten Segments betragen, ist jedoch in jedem Fall weniger als ein Drittel des geform ten Einzelsegments in seiner hergestellten Form, das zur Bildung des Füllblatts 14 verwendet wird. Die Produktion von mehreren Segmenten zur Bildung von Füllblättern 14 verschiedener Längen wird im Folgenden beschrieben. Außerdem sorgt diese eng verschachtelte Konfiguration einer Mehrzahl von Füllblättern 14 für eine wesentlich festere laminierte Struktur, die die Handhabung verbessert, wobei dieses Laminat als Analog zu Sperrholz betrachtet werden kann.
Bei der Montage eines Filmpakets 12 werden die patrizenförmigen Distanzelemente 252 und die matrizenförmigen Distanzelemente 254 aus ihren Lagerpositionen relativ zu benachbarten Füllblattoberflächen 151 und 153 verlagert, um die patrizenförmigen Distanzelemente 252 mit den matrizenförmigen Distanzelementen 254 von Rückflächen 153 zu paaren. In ihren gepaarten Positionen erstrecken sich die Distanzelemente 252 angemessen über der Vorderfläche 151, um den Trennungsspaltabstand 202 zwischen einander zugekehrten Spitzen 163A an den Oberflächen 151 und 153 aufzunehmen. Diese Position sorgt für eine mechanische Trennung, um die Beibehaltung des Spalts 202 zwischen benachbarten Füllblättern 14 und eine positive Ausrichtung von benachbarten Füllblättern 14 innerhalb des Filmpakets 12 sicherzustellen.
Die Füllblätter 14 oder 50,52 und 58, 60, wie sie in den 3A bis 3E dargestellt sind, haben ein Verstärkungsmuster an ihren jeweiligen Vorderflächen 151 und Rückflächen 153. Diese Oberflächenmuster an den einander zugekehrten Oberflächen benachbarter Füllblätter 14 des A- und B-Stils sind allgemein Spiegelbilder voneinander, wobei die Spiegelbildstruktur bei der Endmontage die Kanäle 220 und 222 bildet. In der bevorzugten Ausführungsform hat jede Blattoberfläche 151, 153 zwischen benachbarten Spitzen 163A in einer Linie 210 einen Abstand, der in 11A als Zwischenraum 265 angegeben ist. Der vertikale Zyklus für das Verstärkungsmuster in 11A hat einen Wiederholungszyklus von drei Reihen 176 von Spitzen 163, die von der horizontalen Achse 126 in die gleiche Richtung geneigt sind. In einer speziellen Ausführungsform bewegt das Verstärkungsmuster das Kühlwasser entlang der Blattoberfläche 151 oder 153, und in dieser bevorzugten Ausführungsform bewegt sich das Wasser pro vertikalem Zyklus oder zwei vertikalen Reihen um eineinhalb Zwischenräume 265 horizontal entlang der Blattoberfläche 151 oder 153. Das Verhältnis von Strecke zu Zwischenraum ist allgemein bevorzugt eines der Halbzyklus-Verhältnisse wie 0,5, 1,5, 2,5 usw. Ähnlich wird für eine verbesserte/verstärkte Strömung bei jedem Verhältnis von Strecke zu Zwischenraum gesorgt, das keine ganze Zahl ist.
Füllblätter oder Wärme- und Stoffaustauschmedien 14 sind häufig mittels bekannter Thermoformverfahren aus einem Kunststoffmaterial wie zum Beispiel einem kontinuierlich zugeführten Blatt aus Polyvinylchlorid oder PVC geformt. Die Wahl des Materials für die Füllblätter 14 ist abhängig von dem Design, und das Beispiel von PVC ist keine Einschränkung. Alternative Beispiele für Materialien sind u. a. rostfreier Stahl für Hochtemperatur-Anwendungen wie beispielsweise katalytische Wandler. In 4A ist die Form 120 nutzbar, um ähnliche Füllblätter 52 und 60 herzustellen, die jeweils in den 3B und 3D gezeigt sind. Die Form 120 hat Teilungslinien 124, um für die ausgerichtete Breite von Blättern 14 und die Seitenkanten 26 zu sorgen, wobei die Linien eine Stelle für das Schlitzen oder Abscheren angeben. Ähnliche Formen mit alternativen Blattumrissen können zur Verfügung gestellt werden, um Blattkonturen mit Jalousien 16 und der Seitenkante 24 zu bilden, wie das in 4B dargestellt ist, wenngleich hier nur ein einzelnes, jedoch größeres Paneel gezeigt ist. Die spezielle Breite und Länge eines der Paneele 54 und 56 sowie die Einzelpaneel-Kontur der Füllblätter 14 in 3E sind für den Designer verfügbar, doch sind die Darstellungen der Formen 120 und 122 rein exemplarisch und nicht im Sinne einer Einschränkung verfügbarer Alternativen und Anordnungen von Formen. Die Länge eines beliebigen Füllblatts 14 lässt sich zur Verfügung stellen, indem eine Vielzahl von Paneelen 54 und 56 kontinuierlich vereinigt wird.
Die Formen 120 und 122 sind so dargestellt, dass sich die Seitenkanten 24 und 26 parallel zur vertikalen Achse 80 erstrecken, jedoch ist die horizontale Achse 126 von der Paneeloberkante 128 und der Paneelunterkante 130 um den Winkel 89, der gleich dem in den 3A und 3B angegeben Winkel 88 ist, verschoben. Bei der Herstellung von Füllblättern 14 wird dafür gesorgt, dass sich die Hauptachse 82 der elliptischen Durchlässe 70 und 72 parallel zu den Seitenkanten 24 und 26 erstreckt. Bei den Formen 120 und 122 in den 4A und 4B sind die Seitenkanten 24 und 26 parallel zur vertikalen oder Längsachse 81 der Form gezeigt, was jedoch lediglich eine Darstellung eines exemplarischen Herstellungsverfahrens ist und keine Einschränkung bedeutet. In der Form-Konfiguration von 4A erstreckt sich die Kante 27 parallel zur Seitenkante 26, wobei die Kante 27 normalerweise an einem zweiten Füllblatt 50 oder 58 angesetzt wird, um ein Füllblatt 14 einer gewünschten Breite zur Verfügung zu stellen. Die Füllblätter 52 oder 60 können unabhängig von einem anliegenden Blatt verwendet werden. Die spezielle Anordnung eines Füllblatts obliegt dem gewählten Design, d. h. einem nebeneinandergeordneten Füllblatt, einem einstückigen Füllblatt, Füllblättern mit oder ohne Jalousien und Dunstabscheidern oder Kombinationen solcher Anordnungen.
Wie vorstehend erwähnt, können die Füllblätter 14 aus einem Blatt aus formbarem Kunststoff gebildet werden, wobei dieses entweder ein einzelnes Blatt sein kann oder kontinuierlich zum Beispiel von einer Rolle von Kunststoffblättern zugeführt werden kann. Das ungeformte Kunststoffblatt ist ein allgemein ebenes Blatt 150 mit einer Vorderfläche 151 und einer Rückfläche 153. Das fertige oder geformte Kunststoffblatt hat Abscherungslinien 152 und 154 an jedem der Paneele 54, 56 der Füllblätter 14. Die Abscherungslinien 152 und 154 erscheinen in den Figuren als parallele Doppellinien mit einem Spalt 149 zwischen sich, um eine lineare Position für das Abscheren oder Abtrennen zu definieren. Die Abscherungslinien 152, 154 sind an den Füllblättern 50, 52, 58 und 60 in den 3A bis 3D angegeben. Die obere Abscherungslinie 152 in den 4A und 4B kann während der Herstellung auch als Dichtungslinie für die Formen 120, 122 dienen. In einem speziellen Beispiel sind die Abscherungslinien 152 und 154 etwa drei achtel inches (= 19,65 mm) breit.
Die Struktur der Füllblätter 14 oder 50, 52 und 58, 60 wird im Groben durch ein Thermoformungsverfahren geschaffen. Jedoch sorgen die Formen 120 und 122 einmalig für eine Zweipaneel-Anordnung, wobei die Paneele etwa 24 inches (= 60,96 cm) lang sind und somit bei jeder Pressung ein einzelnes Füllblatt von 48 inches (= 121,92 cm) bilden. Obwohl die Blätter in Schritten von 40 inches (= 101,6 cm) bereitgestellt werden, was das Ergebnis der Zweipaneel-Anordnung ist, erfordert jedes Paneel 54, 56 lediglich einen Versatz von eineinhalb inches (= 38,1 mm). Insbesondere werden die Füllblätter 14 oder 50, 52 und 58, 60, wie oben erwähnt, in einer A-Folge und einer B-Folge hergestellt, wofür bisher separate Formen für jeden Blatt-Stil erforderlich waren oder unterschiedliche Konfigurationen innerhalb derselben Form. Die geformten Blätter wurden dann entweder an der A- oder an der B-Trennlinie 152, 154, die ungefähr 24 inches (= 60,96 cm) voneinander entfernt lagen, abgeschert, wodurch unterschiedliche Füllblätter auf separaten Stapel oder Paletten hergestellt wurden. Wenn beide Blätter aufeinandergeschachtelt wurden, betrugt der Überstand des geschachtelten Bündels über den Körper des Filmpakets 12 einen halben Index oder, im vorliegenden Fall, 24 inches (= 60,96 cm). Dieses Zusammensetzen vor der Verpackung und dem Versand ist mühsam und schafft erhebliche Probleme beim Versenden und Verpacken. Das alternative Zusammensetzen von alternierenden Füllblättern am Einsatzort gilt als ineffizient und erfordert eine Montage fern vom Herstellungsort, was eine nicht annehmbare Herstellungspraxis ist, da die Kontrolle und Bewertung des fertigen Produkts verloren gehen.
Die Formen 120 und 122 werden jeweils benutzt, um Füllblätter 14 oder 50, 52 und 58, 60 zu bilden. Es ist zu erkennen, dass die Form 120 nicht den Einschluss eines Jalousie-Segments 16 und ähnlich die Form 122 nicht den Einschluss eines Dunstabscheiders 28 zeigt, wobei diese Elemente vorgesehen werden können, indem das geeignete Form-Segment für die Herstellung der gewünschten Konfiguration eingesetzt wird. Die dargestellten Formen 120 und 122 wurden als Beispiele verfügbarer Strukturen vorgesehen und stellen keine Einschränkung dar. Die Formen 120 und 122 sind als Einheiten verschiedener Einsätze vorgesehen, wobei die Einsätze die gewünschten Füllblatt-Konfigurationen liefern, wie das in den 3A bis 3E dargestellt ist, und sie können hinzugefügt oder weggenommen werden, wie das fachbekannt ist.
In einer alternativen Ausführungsform können die Füllblätter 14 oder 50, 52 und 58, 60 in einem Kreuzstrom-Kühlturm 310 wie in 22 gezeigt montiert werden. Die schematische Darstellung des Turms 310 in 23 zeigt die Anordnung von verschiedenen Komponenten und Abschnitten des Kühlturms 210 mit einem Sumpf 20, einem Ventilator 18, einer Leitung 36 und Düsen 40, die allgemein in der gleichen Relation wie in dem Turm 10 von 1A angegeben sind. Bei dieser Konfiguration ist der Turm 310 im unteren Abschnitt 312 allgemein offen, wobei der obere Abschnitt 314 Seitenwände 316 und Stützelemente 318 aufweist. Der Luftstrom 30 wird wiederum horizontal durch den offenen Abschnitt 312 und hinter die Wasserrückhalte-Jalousien 16 angesaugt. Jedoch sind Füllblätter 14 oberhalb des Sumpfes oder über dem Sumpf 20 zwischen demselben und dem Ventilator 18 vorgesehen. Das Wasser oder Fluid aus den Düsen 40 wird auf die Füllblätter 14 gelenkt, die Spitzen-Linien 210 und lineare Täler 164 aufweisen, die allgemein vertikal angeordnet sind, für eine Kommunikation eines Luftstroms durch die Füllblätter 14. In dieser Darstellung könnte 9 als eine Draufsicht auf ein Füllpaket 12 betrachtet werden.
Bei diesem Kreuzstrom-Kühlturm 310 weisen die Füllblätter 14 keine integralen Wasserrückhalte-Jalousien 16 oder Dunstabscheider 28 auf, da die Kanten 24 und 26 nicht unmittelbar dem umgebenden Volumen ausgesetzt sind, doch sie sind in dem geschlossenen oberen Abschnitt 314 eingeschnürt. Die Füllblätter 14 in dem Turm 310 der 22 und 23 sind an jeder der Kanten 24 und 26 oben auf seitlichen Stützelementen 318 angeordnet, wobei die Stützelemente 318 transversal zur vertikalen Achse 80 oder zur Länge der Füllblätter 14 in 3D angeordnet sind. Die Stützelemente 318 werden durch Rippen 320, die mit Konstruktionsteilen 22 des Turms verbunden sind, in Position gehalten.
Insbesondere können die Füllblätter 14 ähnlich an Formen 120 hergestellt werden, indem Formeneinsätze wie vorstehend beschrieben eingesetzt werden. Bei einer speziellen Konstruktion wird eine Blattbreite 324 in 3E von vorzugsweise zwischen sechzehn inches (= 40,64 cm) und vierundzwanzig inches (= 60,96 cm) in Erwägung gezogen. In dieser Nominalbreiten-Anordnung können die Füllblätter 14 in ähnlicher Weise wie die vorstehend beschriebenen und vertikal aufgehängten Füllblätter 14 hergestellt, verpackt, versandt und montiert werden. Jedoch sind die Füllblätter 14 bei dieser Anordnung so positioniert, dass eine der Kanten 24 und 26 mit den seitlichen Stützelementen 318 in Kontakt ist und die andere Kante vertikal in dem Turm 310 angeordnet ist. Die Füllblätter 14 in dem Turm 310 haben Seitenkanten 24 und 26, die allgemein parallel zur horizontalen Achse 390 des Turms liegen. In dem Turm wird die alternierende A- und B-Füllblatt-Konfiguration wie bei der vorstehend beschriebenen vertikalen Füllblatt-Anordnung beibehalten. Die Ausrichtung der A- und B-Füllblätter in der zusammengesetzten Struktur erfolgt durch fachbekannte Mittel, die eine manuelle Trennung der einzelnen Füllblätter einschließt, nachdem ein Filmpaket 12 in dem Turm 310 an seitlichen Elementen 318 positioniert wurde. Es ist offensichtlich, dass die relativ schmalen Füllblätter 14 ein Füllblatt kurzer Höhe tragen können, doch wird das Halten der einzelnen Füllblätter 14 in dieser kantenseitigen Anordnung durch die dichte Nähe der Füllplatten 14 und für eine erhöhte mechanische Stützung durch die mit den matrizenförmigen Distanzelementen 254 zusammenpassenden patrizenförmigen Distanzelemente 252 unterstützt. Ferner werden bei dieser kantengestützten Anordnung der Füllblätter keine Haltestangen 112 verwendet, wodurch sich das Durchlochen der Füllblätter 14 erübrigt.
Bei dieser horizontalen Anordnung der 22 und 23 haben die Füllblätter 14 vertikal orientierte Spitzen-Linien 210, und die entsprechenden linearen Tä ler 164 zwischen den Spitzen-Linien 210 sind ähnlich vertikal gerichtet. Bei den horizontal zusammengesetzten Füllblättern 14 befinden sich die Spitzen-Linien 210 benachbarter Rückflächen 153 und Vorderflächen 151 von benachbarten Füllblättern 14 in dichter Nähe zu und in Ausrichtung auf die Kanäle 220 und 222 in einer vertikalen Konfiguration für den Transport eines Luftstroms oder Gasstroms durch die Füllblätter 14. Die Erhebungen 163 und Vertiefungen 164 wirken wiederum mit den Spitzen 163A und den linearen Tälern 164 zusammen, um in den Kanälen 220, 222 spiralförmige Wirbel zu bilden, die den Wärmeaustausch zwischen den strömenden Gasen und Fluiden verbessern.
In einer weiteren Ausführungsform können die seitlichen Stützelemente 318 in einem Kreuzstrom-Kühlturm 10 zum Stützen von vertikal angeordneten Füllblättern 14 verwendet werden. Bei einer solchen Konfiguration können die Haltestangen 112 entfallen, und die Länge oder Höhe der einzelnen Füllblätter 14 kann in Anpassung an die notwendige Trennung zwischen vertikal benachbarten seitlichen Stützelementen 318 variiert werden.
Der Kreuzstrom-Kühlturm 10 in den 1 und 2 enthält unabhängige Wasserrückhalte-Jalousien 16. Die Vorderfläche 24 des Füllpakets befindet sich in der Nähe der in den Figuren dargestellten Jalousien 16, die integral mit den Füllblättern 14 dargestellt sind und die wirksam sind, um zu verhindern, dass strömendes Fluid 32 aus den Füllpaketen abgeleitet wird. In ihrer bevorzugten Ausführungsform sind die Füllblätter 14 einstückig/integral mit den Wasserrückhalte-Jalousien 16 dargestellt, doch muss die Wasserrückhalte-Jalousie 16 nicht notwendigerweise ein integrales Element sein, sondern kann ein unabhängiges Bauteil sein.
Ein einzelnes Füllblatt 14 ist in Draufsicht in 3 gezeigt, wobei das Füllblatt 14 mit der Jalousiestruktur 16 an der Zickzackmuster-Oberfläche 151, 153 zu einer Einheit zusammengeschlossen ist, um die von der Muster-Oberfläche 151, 153 versetzte Kante 24 zu bilden, wie das in den 4B und 11C ge zeigt ist. Alternativ dazu kann erwogen werden, die Jalousienstruktur 16 zwischen der Kante 24 und der Zickzackmuster-Oberfläche 151, 153 anzuordnen. Die Jalousiestruktur 16 in 5A hat Jalousielamellen 451, die das sich wiederholende Muster von Elementen zwischen den gleichen Punkten an benachbarten Kontaktflächen 457 sind, Jalousielängen 459 oder gegenüberliegende Längen 470. Die Jalousielamellen 451 sind in einem Winkel 350 relativ zu einer horizontalen Linie orientiert, wie das durch die Linie 126 und die Jalousielänge 459 in 5A dargestellt ist, wobei die Winkelanordnung der Jalousie 16 die Drainage für gefangene Fluidtröpfchen so lenkt, dass diese in das Füllpaket 12 fließen.
4D ist eine Querschnittsdarstellung von zellenartigen Jalousien 455 des Stands der Technik, mit einem gewellten/geriffelten Muster 460 an der Vorderfläche 462 und der Rückfläche 464 der Jalousie 455. Das Wellen/Riffelmuster 460 hat allgemein vertikale Längen oder Arme 470 sowohl an der Vorderfläche 462 als auch an der Rückfläche 464, wobei sich die Längen zwischen den benachbarten, jedoch entgegengesetzt geneigten, sich von jeder Kontaktfläche 457 erstreckenden Wänden 466 und 468 erstrecken. Beim Zusammenbauen eines Füllpakets 12 unter Verwendung von Jalousiestrukturen 455 mit gewelltem/geriftelten Muster befinden sich die gegenüberliegenden Längen 470 der Vorder- und Rückflächen 462 und 464 von benachbarten Jalousiestrukturen in Kontakt und bilden eine Vielzahl von allgemein gleichseitigen hexagonalen Zellen 472, die in 4E gezeigt sind. Diese gleichseitige Zellenform 472 resultiert aus dem wesentlichen Kontakt zwischen benachbarten Füllblättern 14 und Jalousiestrukturen 455, wobei dieser wesentliche Kontakt Zonen einer begrenzten Luftströmung und Fluidströmung produziert.
Die Jalousiestrukturen 455 von 4D sind in Draufsicht in 5a dargestellt. In diesem Beispiel hat die Jalousiestruktur 455 eine Außenkante 24 und einen Innenkante 145, wobei sich die Innenkante in der Nähe der Füllblatt-Vorderfläche 151 befindet. Jeder Abschnitt 457 und jede Jalousielamelle 451 mit einem gewellten/geriffelten Muster 460 ist einem Winkel 350 zur Horizontalen geneigt und erstreckt sich von der Außenkante 24 zur Innenkante 145. Jede gegenüberliegende Länge 470 an der Außenkante 24 ist der Endpunkt des allgemein flachen oder rechteckigen Abschnitts 457 der Jalousie 455. Der Abschnitt 457 endet ebenfalls an der Kontaktlänge oder dem Arm 458 in der Nähe der Vorderfläche 151 und Rückfläche 153 des Füllblatts. Die Länge 459 des rechteckigen Abschnitts 457 der Jalousie erstreckt sich zwischen der gegenüberliegenden Länge 470 und der Kontaktlänge 458. In der Darstellung von 5A sind die gegenüberliegende Länge 470 und die Kontaktlänge 458 die kürzeren Schenkel eines rhombischen oberen Segments der Jalousie 455, wobei sich das längere Segment oder die Jalousielänge 459 an die kürzen rhombischen Schenkel 458 und 470 anschließt. Klarstellend sei erwähnt, dass sich in 5A der abgeschrägte Bereich 464 des oberen Arms 465 von einem Punkt 463 entlang der Jalousielänge 459 zu der vertikalen oberen Extremität 469 der inneren Kontaktlänge 458 entlang der Innenkante 145 erstreckt. Der abgeschrägte Bereich 464 präsentiert daher eine Unterbrechung zu dem rechteckigen Abschnitt 457 der Jalousie, erscheint aber in Draufsicht als ein flaches Segment. Infolgedessen ist ein voller Kontakt der Jalousieabschnitte 457 entlang der Jalousielänge 470 vorgesehen, der die Erscheinung von hexagonalen Zellen 472 in 4E bewirkt.
Im Allgemeinen fallen die Jalousielamellen 451 und die Jalousieabschnitte 457 in einem Winkel 350 von der Außenkante 24 schräg nach unten zur Innenkante 145 ab. Es ist wünschenswert, den Wert des Winkels 350 zu minimieren, um den Eintritt von Luft in und hinter die Füllblatt-Oberflächen 151 und 153 zu erleichtern. Die spezielle Kombination des Winkels 350 und der Jalousielänge 459 sorgt für eine Abdeckstrecke 454 in 5A, dass heißt den Wert der Dimension des vertikalen Schutzes, der durch jede einzelne Jalousiezelle 472 zum Zurückhalten von Fluid in dem Kühlturm 10 oder dem Füllpaket 12 geboten wird, und in 5A ist die Strecke 454 die vertikale Höhe zwischen den Endpunkten der Jalousielänge 459 an der Außenkante 24 und der Innenkante 145.
Eine weitere physikalische Dimension der Jalousiestrukturen 16 und 455 umfasst die Jalousiehöhe 462 in 5A, das heißt den vertikalen Abstand zwischen ähnlichen Positionen von benachbarten rechteckigen Abschnitten 457. Die Jalousiehöhe 462 kann als ein sich wiederholendes Muster der offenen Höhe 465 und der Kontaktlänge oder Höhe 458 betrachtet werden. Die offene Höhe 456 und die Kontakthöhe 470 wirken mit ähnlichen Segmenten von benachbarten Jalousielamellen 451 zusammen, d. h. Jalousieabschnitten 457 an benachbarten Vorder- und Rückflächen, um die in 4E dargestellte Zellenstruktur zu bilden. Die Verhältnisse zwischen den verschiedenen Längen und Dimensionen beeinflussen die Wirksamkeit der Jalousie, und diese Verhältnisse können als Beurteilungsrichtlinien bei der Bewertung der Jalousiestrukturen 455 oder 16 verwendet werden.
Eine Beurteilungsrichtlinie oder ein Designparameter wird als Sichtlinienverhältnis bezeichnet, das heißt das Verhältnis zwischen der Abdeckstrecke 454 und der offenen Höhe 456. Dieses Sichtlinienverhältnis gilt als Hinweis für das Maß des Schutzes gegen eine horizontale Bewegung von Fluidtröpfchen. Als Beispiel für die Anwendung dieses Designparameters wird in Betracht gezogen, dass ein fallendes Fluidtröpfchen, das mit einer Winkelfläche in Kontakt gelangt, sich mit einer horizontalen und vertikalen Komponente in einer Richtung bewegen oder abprallen kann. Diese Wegstrecke ist eine Funktion der vertikalen Fallstrecke. Die maximale Distanz, über die ein Fluidtröpfchen innerhalb der Jalousiestruktur oder -region fallen kann, ist die offene Höhe 456.
Bei einem Sichtlinienverhältnis von 1,0 wäre die potenzielle vertikale Wegstrecke eines Fluidtröpfchens bis zur der Entfernung, die zum Traversieren der Jalousiehöhe notwendig ist, gleich. Daher gilt: je größer das Sichtlinienverhältnis ist, um so größer ist das Differential zwischen dem maximalen Tröpfchenabprall und der vertikalen Distanz, die erforderlich ist, um die Jalousiestruktur 455 an der Eintrittskante 24 zu verlassen. In Anbetracht dieser physikalischen Charakteristik würde, wenn man ein erstes Jalousiemuster mit einem ersten Sichtli nienverhältnis als Referenz nimmt, ein zweites Jalousiemuster mit einer größeren offenen Höhe 465 oder einer größeren Jalousiehöhe 462 eine größere Abdeckstrecke 454 erfordern, um den gleichen Grad an Prävention gegen austretende Fluidtröpfchen, d. h. das gleiche Sichtlinienverhältnis zu bieten. Diese Bedingung ist erfüllbar durch eine Änderung des Winkels 350 bei gleicher Jalousielänge 457 oder durch eine Vergrößerung der Jalousielänge 459. Für beide Alternativen gilt, dass sie sich auf Wirksamkeit und Kosten der Jalousie negativ auswirken. Umgekehrt kann eine Reduzierung der Jalousiehöhe 462 zu einer Beibehaltung des ersten Sichtlinienverhältnisses führen und für eine wirksamere und kompaktere Jalousieanordnung 455 sorgen. Die vorliegende Jalousiestruktur 16 ist über einen Bereich von Sichtlinienverhältnissen zwischen 0,70 und 3,0 wirksam.
Bei der vorliegenden Jalousiestruktur 16 oder 455 in 5A geht die Kontaktfläche 457 jedoch über in den abgeschrägten Bereich 464, von einer Oberfläche 457 der vollen Breite an einem Punkt 463 der Jalousielänge 459 zu einem Kontaktpunkt 469 an der Innenkante 145. Bei dieser Konfiguration kann ein Fluidtröpfchen innerhalb der Jalousiestruktur oder des -bereichs von dem Punkt 469 eines oberen Jalousieabschnitts zu dem nächst tieferen Punkt 469 an einem benachbarten Jalousieabschnitt 457 fallen. Daher ist die maximale vertikale Distanz, über die ein Fluidtröpfchen innerhalb des Jalousiebereichs fallen kann, die Jalousiehöhe 462. Folglich ist das Verhältnis der Abdeckhöhe 454 zur Jalousiehöhe 462 als zweites Maß der Designparameter ein weiteres geeignetes Maß für die Beschreibung oder Bewertung der Höhe des Schutzes, den eine Wasserrückhalte-Jalousie bietet. Abdeckverhältnisse zwischen etwa 0,70 und 3,0 sind der erfindungsgemäß zur Verfügung gestellte Bereich zur Abdeckung der variierenden Kontakthöhen 470 und Abdeckhöhen 454.
5A zeigt eine bestehende Jalousieanordnung des Zellentyps, die in 4D in einer Kantenansicht dargestellt ist. Die typischen Konstruktionsmerkmale des gewellten/geriffelten Musters 460 enthalten die abgewinkelten Längen 466 und 468 sowie die vertikalen Längen 470. Diese vertikalen Längen 470 der Jalousien befinden sich nach dem Zusammenbau zu einem Jalousiepaket oder einem Füllblattpaket 12 in Kontakt mit benachbarten Jalousielängen benachbarter Füllblätter 14. Die Jalousiestruktur 16 oder 455 ist in der vorliegenden Beschreibung ist als integraler Bestandteil der Füllblätter 12 angegeben und daher bei der Montage in dem Turm 10 in der bevorzugten Ausführungsform in den Füllpaketen enthalten.
Bei dem fertig zusammengesetzten Jalousiepaket befinden sich die vertikalen Längen 470 mit benachbarten Jalousien von benachbarten Füllblättern an deren jeweiligen vertikalen Längen 470 in Kontakt. Bei einer fertig zusammengesetzten bereits bestehenden Anordnung sind die benachbarten abgewinkelten Längen 466, 468 und die vertikalen Längen 470 gleich und wirken zusammen, um eine Vielzahl von allgemein gleichseitigen hexagonalen Zellen 472 in 4E zu bilden. Bei dieser zellenartigen Anordnung von 4E haben die Zellen 472 eine offene Zellenbreite 475 und eine offene Zellenhöhe 476, wobei das Verhältnis der Breite 475 zur Höhe 476 oder das Aspektverhältnis einen weiteren Deskriptor für Jalousiestrukturen mit einem zellenartigen Aufbau und insbesondere für die Jalousienstrukturen 16 oder 455 bildet. In der vorliegenden Ausführungsform kann dieses Zellen-Aspektverhältnis zwischen 0,50 und 2,5 betragen. Jedoch wird ein Aspektverhältnis von über 1,0 und vorzugsweise von etwa 2,0 bevorzugt. Speziell die dargestellte gleichseitige Zellenform 472 von 4E induziert einen wesentlichen Kontaktbereich an den Oberflächen oder Lamellen 457 zwischen benachbarten Jalousien 16 oder 455 der Füllblätter 14. Die Regionen des Kontakts benachbarter Jalousien schaffen Zonen, in denen die Luftströmung und die Fiuidströmung begrenzt sind, was zu einer geringen oder zu keiner Spülwirkung über den Zellen 472 führt. Regionen mit begrenzter Strömung oder geringer Spülwirkung über Füllblattpaketen gelten als förderlich für Mineralablagerung und Biomassenwachstum. Beide Zustände sind unerwünscht.
Das oben angegebene Aspektverhältnis bei der erfindungsgemäßen Jalousiestruktur ist größer als 1,0, was impliziert, dass die Zellenbreite 475 stets größer ist als die Zellenhöhe 476. 4E zeigt eine Endansicht einer typischen zellenartigen Jalousiegestaltung mit Jalousielamellen 451 und Abschnitten 457, die schräg nach unten und nach innen in Richtung auf die Füllblattoberflächen 151 und 153 abfallen, wie das in 5A dargestellt ist. Die Schräge der Abschnitte 457 wird als Winkel 350 von der Horizontalen angegeben. Wünschenswert ist eine Minimierung des Werts des Winkels 350, um für einen bequemen Lufteintritt in die Jalousiestruktur 16 und das Füllblattpaket 14 zu sorgen. Jedoch sind die Jalousiestrukturen 16 oder 455 vorgesehen, um Fluid in dem Turm 10 zurückzuhalten, indem sie verhindern, dass über die Oberflächen der Füllblätter 14 oder anderer Kühlturm-Medien und die Jalousielamellen 451 rieselndes Fluid austritt oder "herausspritzt". Die Länge der Kontaktfläche oder Jalousielamelle 457 multipliziert mit dem geometrischen Sinus des Lufteintrittswinkels 350 nähert sich dicht der Abdeckhöhe 454 an. Dies ist der dimensionale Wert oder die Toleranz des vertikalen Falls von Fluid, der/die von jeder einzelnen Jalousiezelle 472 gegen austretendes oder "herausspritzendes" Fluid geboten wird.
Die vorstehende Beschreibung sowie die beschriebenen Sichtlinien- und Aspektverhältnisse implizieren weitgehend, dass ein Jalousiedesign mit einer größeren offenen Höhe 456 oder Fallstrecke 462 eine proportional größere Abdeckstrecke 454 erfordert, um für einen äquivalenten Schutz zum Verhindern "herausspritzenden" Fluids zu sorgen.
In den 6E und 6F ist ein alternatives, komprimiertes, nicht gleichseitiges zellenartiges Jalousiedesign 480 mit einer Rippe 482 an der Außenkante 24 dargestellt, was eine Illustration der erfindungsgemäßen Jalousiestruktur 16 ist. In 6E ist die Jalousiehöhe 470 als wesentlich kürzer in der Länge als jede abgeschrägte Wand 466 oder 468 angegeben. Die gezeigte vertikale Endansicht der Rippe 482, die als eine zentrale Achse 467 betrachtet und als eine Referenzebene verwendet werden kann. In dieser Ausführungsform sorgt die Rippe 482 für einen Grad an Stabilität oder Festigkeit, der die Ausrichtung zwischen benachbarten Jalousiestrukturen 455 in einem kompakten Design mit einem relativ minimalen Kontaktbereich entlang der rechteckigen Abschnitte 457 und Kontaktlinien 470 verbessert. In 6F ist die Kontakthöhe 458 als bedeutend kürzer als die offene Höhe 456 angegeben. Infolgedessen kann bei gleichem Winkel 350 die Jalousielänge 459 reduziert werden, während das Wasserrückhalte-Vermögen der Jalousie 16 zumindest gleich jenen der vorgenannten vorhandenen Vorgänger-Jalousiestrukturen ist, wobei die verbesserte Struktur sowohl raum- als auch kostensparend ist. Eine zusammengesetzte hoch leistungsfähige Anordnung von Jalousien 16 ist in 7 in einer Endansicht dargestellt und zeigt eine Matrix von hexagonalen Formen, die nicht aus gleichseitigen hexagonalen Zellen zusammengesetzt ist. Insbesondere ist die Zellenbreite 475 größer als die Zellenhöhe 476. Bei dieser Jalousieanordnung 455 lassen sich die erforderlichen Wasserrückhalte-Charaktenstiken bei gleichzeitiger Reduzierung der Breite der Jalousieanordnung 455 zwischen der Außenkante 24 und der Innenkante 145 erzielen.
Dunstabscheider 28 sind im Hinblick auf die 6A, 6B, 6C und 6D vorstehend angegeben und beschrieben. 3F zeigt weitere Charakteristiken der Abscheider 28, wobei das erste Dunstabscheiderblatt 510 und das zweite Dunstabscheiderblatt 512 übereinstimmende Formen haben, die zusammenwirken, um eine Zone oder einen Kanal 514 zu schaffen für den Transport von Luft, die ein Fluid mitführt, von den Kühlturmmedien wie den Füllblattpaketen 12 zu einer zentralen Region des Turms 10, für eine Kommunikation an dem Ventilator 18 in den 1, 1A und 22 vorbei. Ein Transport des Kühlfluids von den Medien des Kühlturms 10 zu der umliegenden Umgebung ist jedoch unerwünscht. Daher werden die Dunstabscheider 28 in Kooperation mit Medien oder Füllblättern 14 verwendet, um in der Luft mitgeführte Feuchtigkeit oder mitgeführtes Fluid für seine Umlenkung zu den Füllblattoberflächen 151, 153 und dem Sumpf 20 zu fangen.
Bei einem allgemein glockenförmigen Abscheider des Stands der Technik würde die Glockenform des Abscheiders dazu führen, dass der Luftstrom die Kanäle 514 traversiert und dabei die gleichen Winkeländerungen kontaktiert, ob er sich nun von dem ersten Ende 522 in Richtung auf das zweite Ende 524 oder umgekehrt bewegt. Dieser glockenförmige Abscheider war funktionell und hat bis zu einem genannten Grad für eine Dunstabscheidung gesorgt, doch galt er nicht als optimales Design, um Fluidtröpfchen zu fangen und zu kontrollieren/steuern.
Die Ansicht in 3F zeigt das grobe Konzept eines Dunstabscheiders 28 mit einer allgemein glockenförmigen oder kurvigen Kontur ab einer Oberkante der Ansicht in 6A, wobei diese Form sowohl für Gegenstrom- als auch Kreuzstrom-Kühltürme 10 verwendet wurde. Zwar enthält das Füllblattpaket 12 eine Vielzahl von Dunstabscheidern an der Innenkante 26, die zusammenwirken, um eine Vielzahl von Kanälen 514 zu bilden, doch wird nur einer der so gebildeten Kanäle 514 beschrieben. In dieser Darstellung ist Feuchtigkeit mitführende Luft am Einlass 531 des Kanals 514 durch den Pfeil 532 angegeben, und Abluft ist am Auslass 534 durch den Pfeil 536 angegeben. Die Dunstabscheider 28 werden verwendet, um Fluidtröpfchen – meist Wasser, doch möglicherweise auch eine andere Art von Fluid – aus dem ein Fluid mitführenden Luftstrom 532, der sich durch den Kühlturm 10 oder andere Vorrrichtungen mit direktem Kontakt von Flüssigkeit und Gas bewegt, zu entfernen. Das Auftreffen von schwereren Fluidtröpfchen auf einer Abscheiderblatt-Seitenwand 526 oder 528 nach einem Richtungswechsel des Luftstroms 532 gilt als die Folge der größeren Wucht der schwereren Fluidtröpfchen. Solche Tröpfchen treffen auf die Seitenwand 526 oder 528, verdichten sich und fließen entlang der Seitenwand 526 oder 528, um zu den Füllblattoberflächen 151 oder 153 und dem Sumpf 20 in den 1 und 1A zurückzukehren.
3G ist eine Darstellung eines vorliegenden Designs eines Dunstabscheiders 511, bei welchem parallele gerade Wandabschnitte implementiert sind, um einen Ausgleich und eine Stabilisierung des ein Fluid mitführenden Luftstroms 532, der in den Einlass 531 und in den Kanal 514 eintritt, zu ermöglichen. Der Kanal 514 ist durch die obere Seitenwand 526, eine Vorderfläche des ersten Blatts 510 und die untere Seitenwand 528, eine Rückfläche des zweiten Blatts 512 begrenzt. In der Darstellung von 3G erreicht der Luftstrom 532 einen initialen Ausgleich und eine Stabilisierung in der Basiszone 560, die allgemein parallele Wandsegmente aufweist. Die initiale Richtungsänderung des Luftstroms 532 ist mit einem ersten exemplarischen Winkel 516 angegeben, der +40° von der vertikalen Linie 518 beträgt und eine Beschleunigung der Luftstromgeschwindigkeit v induziert. In diesem Beispiel ist die beschleunigte Geschwindigkeit v-1 als v/cosinus des Winkels 516 oder 1,305v in der ersten Geschwindigkeitsausgleichs- und Beschleunigungszone 520 angegeben. Die positiven und negativen Symbole + und – implizieren eine diametrale Richtungsänderung von der vertikalen Referenzlinie 518, d. h. das Symbol + impliziert eine Bewegung im Uhrzeigersinn und das Symbol – eine Bewegung gegen den Uhrzeigersinn in den Figuren.
Diese Luftstrombeschleunigung wurde auch für die mitgeführten Fluidtröpfchen induziert, mit dem Ergebnis der gleichen Geschwindigkeit für die Luft und das Fluid. Wenn die Geschwindigkeit v des ankommenden Luftstroms wie bemerkt einen Wert von 1,00 hat, was üblicherweise in der Größenordnung von 700 feet (= 213,36 m) pro Minute liegt. Nach dem Aufprall auf eine Seitenwand bewegt sich der Luftstrom 532 weiter durch den Kanal 514. Der die Zone 520 verlassende Luftstrom 532 hat etwa 1,30 mal die Eintrittsgeschwindigkeit v stromabwärts der ersten Aufprallzone 544 und vorbei an der Rückgewinnung der größeren Fluidtröpfchen. Der beschleunigte Luftstrom bewegt sich weiter durch den Kanal 514, um die untere Wand 258 in der zweiten Aufprallzone 546 zu kontaktieren, wobei mäßig große Fluidpartikel an der Wand 528 abgelagert werden. Der Kanal 514 wird dann mit dem zweiten Richtungsänderungswinkel 548, der etwa –90° beträgt, negativ umgelenkt. An diesem Punkt tritt der Luftstrom 532 in die dritte Geschwindigkeitsausgleichs- und Beschleunigungszone 550 mit dem dritten Neigungswinkel 530 ein, der etwa –50° von der vertikalen Linie 518 beträgt, und induziert dabei eine Beschleunigung der Luftstromgeschwindigkeit v-2, das heißt v/cosinus des Winkels 530 oder 1,556v. Der Luftstrom 532 wird dann mit dem dritten Richtungsänderungswinkel 537, der etwa +35° von der Richtung seiner Strecke beträgt, zur Luftverzögerungszone 554 und zu dem Auslass 534 an dem zweiten 524 umgelenkt. Der ein Fluid mitführende Luftstrom bewegt sich weiter stromabwärts in dem Kanal 514 und trifft erneut auf die obere Wand 526 in der dritten Aufprallzone 552, in der feinere und kleinere abdriftende Fluidteilchen für eine Rückführung zu den Füllblattoberflächen 151 und 153 und in den Sumpf deponiert werden. Der Luftstrom 532 am Auslass 534 ist in einem geringfügigen Winkel 558, der etwa –15° von der vertikalen Linie 518 beträgt, geneigt. Die Summe aller Winkeländerungen, die der Luftstrom 532 erfährt, insbesondere des ersten Neigungswinkels 516 mit 40°, des zweiten Richtungsänderungswinkels 548 mit 90° und des dritten Richtungsänderungswinkel 537 mit 35° beträgt über die Länge des serpentinenförmigen Kanals 514 gleich 165°. Da sein erster Neigungswinkel größer ist als sein erster Neigungswinkel ist dieser bereits existierende Abscheider asymmetrisch, wodurch die Abscheidung immer kleinerer Fluidtröpfchen möglich ist. Jedoch wurde die Konstruktion dieses Abscheiders weiter verbessert, um die Fluidrückgewinnung zu verbessern und um die Druckabfälle durch den Kanal 514 im Hinblick auf eine Verbesserung der Betriebsleistung zu reduzieren.
Als eine Referenzsituation zum Vergleich sind bei einem allgemein glockenförmig konfigurierten oder eine kurvige Kontur aufweisenden Dunstabscheider der erste Neigungswinkel 516 und der zweite Neigungswinkel 530 etwa gleich. Es wurde eine Luftbeschleunigung in einem Abscheider mit glockenförmiger Kontur induziert, mit folgenden Änderungen der Bewegungskraft des Luftstroms und der mitgeführten Fluidtröpfchen, doch war eine Verbesserung dieser Charakteristiken erwünscht. Die Eliminierung von kleineren Fluidtröpfchen erfordert eine stärkere Bewegungskraft zwischen aufeinanderfolgenden stromabwärtigen Nachbarabschnitten des Kanals 514.
In dem Dunstabscheider 28 in 3F ist das grundlegende Konzept einer asymmetrischen Form enthalten, jedoch wird der Druckabfall über dem Abscheider von dem Einlass 531 zu dem Auslass 534 reduziert. Insbesondere weist der verbesserte Abscheider 28 eine asymmetrische Form auf, mit Luftstromänderungen in verschiedenen Winkeln in der Nähe des Einlasses 531 und des Auslasses 534; drei Aufprallzonen für den Aufprall des Luftstroms und das Einfangen zunehmend kleinerer Fluidtröpfchen; eine überlappende zweite Aufprallzone zum Entleerungsbereich, um den vollen Aufprall des Fluids aus der zweiten Aufprallzone sicherzustellen; eine Reduzierung der gesamten Winkeländerungen für den Luftstrom 532; mehr stufenweise Änderungen der Luftstromrichtung; und Vermeidung eines Versatzes des Auslasses 534 von der Ebene des Einlasses 531, was für die Lenkung des Austrittsluftstroms in einem Winkel von 15° erforderlich war, wie vorstehend erwähnt. Dieses verbesserte Design hat einen ersten Neigungswinkel 516 von etwa +35°. einen zweiten Richtungsänderungswinkel 548 von etwa –75°, einen zweiten Neigungswinkel 530 von etwa –40° und einen dritten Richtungsänderungswinkel von etwa +40°, um einen Austrittswinkel 558 von 0° am Auslass 534 zu erreichen. Alle Winkeländerungen, die der Luftstrom 532 erfährt, insbesondere des ersten Neigungswinkels 516, des zweiten Richtungsänderungswinkels 548 und des dritten Richtungsänderungswinkels 537 summieren sich zu einer Gesamtwinkeländerung von 150°. Diese geringere Gesamtwinkeländerung führt zusammen mit sanften Übergängen zu einem weniger heftigen Druckabfall für den Abscheider. Diese in die S-förmige Rille 176 und in die Mikrorillen 185 integrierten Änderungen sorgen für eine verbesserte Fluid-Rückhaltung und Rücklenkung zu den Füllblättern 12, für eine verbesserte Richtungssteuerung des Luftstroms und einen reduzierten Druckabfall über dem Abscheiderkanal 514 von dem Einlass 531 zu dem Auslass 534 und infolgedessen für einen verbesserten Transport des Luftstroms durch den Abscheider 28.

Claims

Film-Füllpaket (12) für eine Wärmeaustausch- und/oder Stoffaustauschvorrichtung, wobei das Füllpaket wenigstens zwei einander benachbarte Füllblätter und eine Beabstandungseinrichtung hat, wobei jedes Füllblatt (14) eine erste Seitenkante, eine zweite Seitenkante, eine Oberkante, eine Unterkante, eine Längsachse und eine Querachse hat und jedes Füllblatt eine Vorderfläche und eine Rückfläche besitzt; wobei die Beabstandungseinrichtung umfasst: eine Vielzahl von patrizenförmigen Distanzelementen (252) und eine Vielzahl von matrizenförmigen Distanzelementen (254), wobei die patrizenförmigen Distanzelemente an der Vorderfläche oder Rückfläche positioniert sind, wobei die matrizenförmigen Distanzelemente an der Vorderfläche oder Rückfläche positioniert sind; dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Füllblätter (14) zwischen einer ineinandergeschachtelten Position und einer Betriebsposition überführbar sind, dass die patrizenförmigen Distanzelemente und matrizenförmigen Distanzelemente an benachbarten Füllblättern in der ineinandergeschachtelten Position aneinanderpassbar sind und kooperieren, um einen vorgegebenen versetzten Spalt zwischen jeweils einem patrizenförmigen Distanzelement und einem benachbarten matrizenförmigen Distanzelement an der Vorder- bzw. Rückfläche eines Füllblatts zu definieren, so dass die patrizenförmigen Distanzelemente und die matrizenförmigen Distanzelemente an jeder der Vorder- bzw. Rückflächen der Füllblätter in einer ineinandergeschachtelten Position jeweils mit den patrizenförmigen Distanzelementen beziehungsweise matrizenförmigen Distanzelementen eines benachbarten Füllblatts aneinanderpassbar sind, wobei die benachbarten Füllblätter in der Betriebsposition überführbar sind, um für eine Ausrichtung der patrizenförmigen Distanzelemente und matrizenförmigen Distanzelemente der einen Vorderfläche bzw. Rückfläche des Füllblatts auf die jeweiligen matrizenförmigen Distanzelemente und patrizenförmigen Distanzelemente an der anderen Vorderfläche bzw. Rückfläche eines benachbarten der Füllblätter zu sorgen.
Film-Füllpaket nach Anspruch 1, wobei jedes Füllblatt (12) eine Referenzebene und eine Vielzahl von Erhebungen (163) und Vertiefungen (165) aufweist, wobei jede Erhebung und Vertiefung ein erstes und ein zweites Ende hat, wobei die Vielzahl von Erhebungen und Vertiefungen in einer Vielzahl von Reihen dieser Erhebungen und Vertiefungen angeordnet ist, wobei die Vorderfläche und Rückfläche jeweils ein geformtes Feld mit einem sich wiederholenden Muster dieser Reihen von Erhebungen und Vertiefungen aufweisen, wobei jede Reihe wenigstens einen Scheitel über der Referenzebene und wenigstens ein Tal unter der Referenzebene hat, wobei von dem ersten und zweiten Ende einer jeder Erhebung und Vertiefung das eine an einem Scheitel vertikal über der Referenzebene an jeder Vorder- und Rückfläche endet, wobei von dem ersten und zweiten Ende jeder Erhebung und Vertiefung das andere sich zumindest zu dem einen Tal unter der Referenzlinie erstreckt, wobei jedes Füllblatt (12) in einem Füllpaket (14) positionierbar ist, um die Scheitel und die Täler der einen Vorderfläche bzw. Rückfläche und die Scheitel und Täler einer anderen Vorderfläche bzw. Rückfläche eines benachbarten Füllblatts im wesentlichen einander zugewandt auszurich ten, um eine Vielzahl von Kanälen zwischen der Vorderfläche und der Rückfläche eines benachbarten Füllblatts zu definieren.
Wärmeaustausch- und/oder Stoffaustauschvorrichtung, umfassend einen oder mehrere Film-Füllpakete nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Füllblatt eine erste Seitenkante, eine zweite Seitenkante, eine Oberkante und eine Unterkante hat, wobei sich die Reihen der Erhebungen und Vertiefungen allgemein zwischen der ersten und der zweiten Seitenkante erstrecken, jede Vorderfläche und Rückfläche einer jeden Reihe zumindest eine Unterbrechung aufweist, die zumindest einen Versatz von den Reihen zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante an jeder Fläche definiert, der Versatz zumindest eine zweite Unterbrechung in den Kanälen zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante definiert, die zweite Unterbrechung in einem Kanal zumindest einen Teil des Gasstroms in dem Kanal an der Unterbrechung in einem Winkel umleitet, wobei die gegenüberliegenden Reihen der aufeinander ausgerichteten Spitzen durch einen Trennungsspalt getrennt sind.
Wärmeaustausch- und/oder Stoffaustauschvorrichtung nach Anspruch 3, mit einem Kühlfluid, ferner umfassend eine das Kühlfluid zurückhaltende Jalousieanordnung mit einer Vielzahl von Jalousiestrukturen (16), wobei jede der Jalousiestrukturen an Basismaterial-Fluidrückhalte-Jalousiestrukturen vorgesehen ist, umfassend: eine Oberkante, eine Unterkante, eine Innenkante, eine Außenkante, eine Vorderfläche und eine Rückfläche, wobei die Innenkante und die Außenkante allgemein parallel liegen und kooperieren, um eine Referenzebene zwischen der Innenkante und der Außenkante zu definieren; eine Vielzahl von Fluid-Rückhaltejalousielamellen an jeder Vorderfläche und Rückfläche, wobei jede Jalousielamelle einen ersten Kontaktarm mit einer Länge des ersten Arms in der Nähe der Innenkante, einen gegenüberliegenden Arm mit einer Länge des gegenüberliegenden Arms in der Nähe der Außenkante hat, wobei der erste Kontaktarm und der gegenüberliegende Arm jeweils ein oberes und ein unteres Ende besitzen, einen ersten kontaktherstellenden Jalousieabschnitt mit einer ersten Jalousieabschnittslänge und einer zweiten Jalousieabschnittslänge, wobei sich wenigstens die erste oder die zweite Jalousieabschnittslänge zwischen einem Paar der oberen Enden des Kontaktarms und des gegenüberliegenden Arms und der unteren Enden des Kontaktarms und des gegenüberliegenden Arms erstreckt; wobei der Kontaktarm, der gegenüberliegende Arm und der kontaktherstellende Jalousieabschnitt mit einem zu der Referenzebene an der Vorderfläche oder Rückfläche senkrechten Abstand von der Referenzebene verlagert sind; eine erste Wand mit einer ersten Wandlänge, die in einem ersten Winkel von einem kontaktherstellenden Jalousieabschnitt in Richtung auf die Bezugsebene geneigt ist, eine zweite Wand mit einer zweiten Wandlänge, die in einem zu dem ersten Winkel allgemein entgegengesetzten zweiten Winkel von dem kontaktherstellenden Jalousieabschnitt in Richtung auf die Referenzebene geneigt ist, einen zweiten kontaktherstellenden Jalousieabschnitt und einen dritten kontaktherstellenden Jalousieabschnitt, die mit einem zweiten senkrechten Abstand in einer zu dem ersten kontaktherstellenden Jalousieabschnitt entgegengesetzten Richtung von der Referenzebene verlagert sind, wobei sich die erste geneigte Wand mit dem zweiten oder dritten kontaktherstellenden Jalousieabschnitt schneidet, wobei sich die zweite geneigte Wand mit dem jeweils verbleibenden zweiten oder dritten kontaktherstellenden Jalousieabschnitt schneidet, wobei die erste und die zweite geneigte Wand und der erste kontaktherstellende Jalousieabschnitt kooperieren, um an der jeweils anderen der Vorderfläche oder Rückfläche ein Tal zu definieren, wobei die erste Wandlänge und die zweite Wandlänge der geneigten Wand größer sind als die Länge des gegenüberliegenden Arms und die Länge des ersten Arms, wobei die Vielzahl von Jalousielamellen in einem alternierenden Feld angeordnet ist, wobei das Tal zwischen jedem benachbarten Paar der Jalousie-Kontaktflächen liegt, wobei die kontaktherstellenden Jalousieabschnitte, die Jalousielamellen und die Täler in einem Winkel von der Außenkante nach unten geneigt sind, um Tröpfchen des Fluids innerhalb der Wärmeaustausch- und Stoffaustauschvorrichtungen aufzufangen und zurückzuhalten; wobei jede Jalousiestruktur mit einer benachbarten Jalousiestruktur kooperieren kann, um dafür zu sorgen, dass die kontaktherstellenden Längen und die kontaktherstellenden Jalousieabschnitte der Vorderfläche oder Rückfläche der Jalousiestruktur mit den Jalousieabschnitten und kontaktherstellenden Längen einer anderen Vorderfläche oder Rückfläche der benachbarten Jalousiestruktur in Kontakt treten, um eine Zellenmatrix einer ungleichseitigen Form zwischen benachbarten und kontaktherstellenden Jalousielamellen und Jalousieabschnitten der Jalousiestrukturen in der Jalousieanordnung zu definieren.
Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend, dass die gegenüberliegende Länge einer jeden Jalousielamelle einen oberen vertikalen Punkt in der Nähe der Außenkante hat, dass die erste Kontaktlänge der Jalousie einen oberen vertikalen Punkt in der Nähe der Innenkante hat, dass die vertikalen Punkte der gegenüberliegenden Länge und der Kontaktlänge zusammenwirken, um den vertikalen Abstand dazwischen als eine Abdeckhöhe zu definieren, dass die erste Jalousieabschnittslänge einer ersten Jalousielamelle und eine zweite Jalousieabschnittslänge einer benachbarten Jalousielamelle der Jalousiestruktur zusammenwirken, um den vertikalen Abstand dazwischen als eine freie Höhe zu definieren, dass die Jalousiestrukturabdeckhöhe und die freie Höhe zusammenwirken, um ein Sichtlinienverhältnis für die Jalousiestruktur zu definieren, dass die Jalousiestruktur ein Sichtlinienverhältnis zwischen 0,70 und 3,0 hat.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Sichtlinienverhältnis größer als 0,70 ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der zweite kontaktherstellende Jalousieabschnitt und der dritte kontaktherstellende Jalousieabschnitt durch eine Zellenhöhe getrennt sind, wobei die kontaktherstellenden Jalousieabschnitte von benachbarten Jalousiestrukturen einer Zelle der Matrix zusammenwirken, um eine Zellenbreite zu definieren, wobei die Zellenhöhe und die Zellenbreite zusammenwirken, um ein Längenverhältnis zwischen 0,50 und 3,0 zu definieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, wobei der zweite kontaktherstellende Jalousieabschnit und der dritte kontaktherstellende Jalousieabschnitt durch eine Zellenhöhe getrennt sind, wobei die kontaktherstellenden Jalousieabschnitte von benachbarten Jalousiestrukturen einer Zelle der Matrix zusammenwirken, um eine Zellenbreite zu definieren, wobei die Zellenbreite und die Zellenhöhe zusammenwirken, um ein Längenverhältnis größer als 1,0 zu definieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, ferner umfassend eine Vielzahl von Jalousiestrukturen, die in einem geschichteten Feld angeordnet sind, wobei die gegenüberliegenden Längen und der kontaktherstellende Jalousieabschnitt der Jalousielamellen einer Vorderfläche einer ersten Jalousiestruktur mit benachbarten gegenüberliegenden Längen und kontaktherstellenden Jalousieabschnitten einer Rückfläche einer benachbarten Jalousiestruktur in dem geschichteten Feld von Jalousiestrukturen in Kontakt sind, wobei die Jalousie-Kontaktabschnitte, die geneigten Wände, die Kontaktlängen und die gegenüberliegenden Längen zusammenwirken, um eine ungleichseitige Zellstruktur zwischen benachbarten Jalousiestrukturen des geschichteten Felds zum Zurückhalten von Fluid in den Wärmeaustausch- und Stoffaustauschvorrichtungen und für einen Austausch von Luft durch die Matrix zu definieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, ferner umfassend eine asymmetrische Dunstabscheideranordnung (28) zum Auffangen und Zurückhalten von Fluid, das in einem den Abscheider von Wärmeaustausch- und Stoffaustauschvorrichtungen durchströmenden Luftstrom mitgeführt wird, wobei die Dunstabscheideranordnung umfasst: eine Vielzahl von Dunstabscheiderelementen (28), deren jedes eine Vorderfläche, eine Rückfläche, einen gekrümmten Querschnitt, eine Oberkante, eine Unterkante, eine Innenkante und einen Außenkante aufweist, wobei jedes Element eine gekrümmte Kontur zwischen der Innen- und der Außenkante hat, wobei die Innenkante und die Außenkante allgemein parallel liegen; wobei die Vielzahl von Dunstabscheiderelementen in einem benachbarten und gegenüberliegenden Verhältnis angeordnet ist, um dafür zu sorgen, dass die Vorderfläche jedes Abscheiderelements der Dunstabscheideranordnung parallel zu einer Rückfläche eines benachbarten Dunstabscheiderelements innerhalb der Anordnung liegt, wobei die benachbarten gekrümmten Konturen benachbarter Abscheiderelemente zusammenwirken, um dazwischen einen Luftaustauschkanal zu definieren, wobei jeder Kanal einen Einlass, eine Basiszone, eine erste Beschleunigungs- und Ausgleichszone, eine zweite Beschleunigungs- und Ausgleichszone, eine Verzögerungszone, einen Auslass und wenigstens drei Aufprallzonen aufweist, um mitgeführtes Kühlfluid für die Rückführung zu dem Turm aufzufangen, und eine Aufprallzone stromabwärts und stromaufwärts einer jeden Beschleunigungs- und Ausgleichszone aufweist; wobei der Einlass und der Auslass allgemein horizontale Ebenen durch den Einlass und den Auslass, die horizontalen Ebenen und eine sich zwischen den horizontalen Ebenen erstreckende vertikale Achse aufweisen, wobei der Kanal eine erste Winkelrichtungsänderung für den Luftstrom von dem Einlass und der Basiszone zu der ersten Beschleunigungs- und Ausgleichszone aufweist, die in einem ersten Neigungswinkel zu der vertikalen Achse geneigt ist, eine zweite Winkelrichtungsänderung in dem Kanal für die Kommunikation des Luftstroms stromabwärts der ersten Beschleunigungs- und Ausgleichszone zu der zweiten Beschleunigungs- und Ausgleichszone, wobei die zweite Beschleunigungszone in einem zweiten Neigungswinkel zu der vertikalen Achse geneigt ist, eine dritte Winkelrichtungsänderung in dem Kanal für die Kommunikation des Luftstroms von der zweiten Beschleunigungs- und Ausgleichszone zu der Verzögerungszone und dem Auslass, wobei der zweite Neigungswinkel größer ist als der erste Neigungswinkel, wobei die Winkelwerte der ersten, zweiten und dritten Kanalwinkelrichtungsänderung sich zu einer Gesamtwinkelrichtungsänderung summieren, die weniger als 160° für den Kanal beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Dunstabscheideranordnung ferner umfasst: eine Vielzahl von ersten Rillen, die jeweils an der Vorderfläche und Rückfläche des Elements vorgesehen sind, wobei die erste Rille jeweils eine erste Rillentiefe hat, wobei die ersten Rillen von der Außenkante nach unten zur Innenkante geneigt sind, wobei die ersten Rillen von der Oberkante zur Unterkante an dem Dunstabscheider allgemein parallel angeordnet sind, wobei zwischen den benachbarten ersten Rillen zumindest ein Trennungsabstand vorgesehen ist; eine Vielzahl von zweiten Rillen mit einer zweiten Rillentiefe, die geringer ist als die erste Rillentiefe; wobei zumindest eine von den zweiten Rillen zwischen jeweils einem benachbarten Paar von ersten Rillen angeordnet ist, wobei die zweiten Rillen etwa mit der Neigung der ersten Rillen vorgesehen sind, wobei die Rillen und Dunstabscheider wirksam sind, um Fluid aus dem Luftstrom aufzufangen und das aufgefangene Fluid in die Wärme- und Stoffaustauschvorrichtungen zu lenken.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Kanal und die Verzögerungszone allgemein senkrecht zur Außenkante an dem Auslass liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei die erste Rille eine S-Form hat und sich allgemein zwischen der Innenkante und der Außenkante an der gekrümmten Kontur des Abscheiderelements erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei sich die S-Form der ersten Rille oberhalb der Vorderfläche und Rückfläche quer über jedes Abscheiderelement zwischen der Innenkante und Außenkante erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Neigung der ersten Rille von der Außenkante nach unten zur Innenkante in einem spitzen Winkel von der Innen- und Außenkante verläuft, wobei der spitze Winkel zwischen 25° und 75° beträgt.