EP1598628A2 - Einbauelement für einen von einem Fluid durchströmbaren Hohlraum - Google Patents

Einbauelement für einen von einem Fluid durchströmbaren Hohlraum Download PDF

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EP1598628A2
EP1598628A2 EP05104262A EP05104262A EP1598628A2 EP 1598628 A2 EP1598628 A2 EP 1598628A2 EP 05104262 A EP05104262 A EP 05104262A EP 05104262 A EP05104262 A EP 05104262A EP 1598628 A2 EP1598628 A2 EP 1598628A2
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struts
sections
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Bernd Hewing
Frank Dirkskötter
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00—Component parts of trickle coolers
    • F28F25/02—Component parts of trickle coolers for distributing, circulating, and accumulating liquid
    • F28F25/08—Splashing boards or grids, e.g. for converting liquid sprays into liquid films; Elements or beds for increasing the area of the contact surface
    • F28F25/087—Vertical or inclined sheets; Supports or spacers

Definitions

  • the invention relates to a built-in element for installation in one of a fluid permeable cavity, for example for installation in a trickle cooler, like cooling tower or the like.
  • trickle coolers Built-in elements for trickle coolers are known in various configurations. Decisive for such installation elements, for example, on the one hand a certain turbulence and guidance of the cooling medium, for example air, and on the other hand, a relatively long residence time and surface to be cooled Fluids, such as water.
  • An example of a trickle cooler is the cooling tower of a power plant.
  • Corrugated as mounting elements Plastic film packages or packages of corrugated plastic lattice mats used, through the fluid to be cooled sprayed into the top of the cooling tower, namely water, drop-shaped down passes through and on the films or lattice bars flows along its surface and increases in size Contact with the resulting due to the chimney effect cooling air flow passes and cooled.
  • the invention is based on the object, an alternative installation element for to create a fluid-permeable cavity through which an improved efficiency with relatively low material usage is distinguished.
  • the built-in element according to the invention has a plurality of adjacent molded Plastic mats, which have a lattice structure and with several are provided adjacent half tube sections.
  • Everyone Half-tube section has transverse to its longitudinal extension Struts with these projecting in the longitudinal direction of the half tube sections Spigot with in turn protruding from these projections.
  • the half-tube sections two adjacent plastic mats form depending on the relative position These two plastic mats are individual tubes, in a sense serve the air duct. About the branched bracing it comes to a Distribution of the fluid to be cooled and the drain on the mounting element to a continuous division of individual larger drops in smaller drops.
  • Struts By extending in the longitudinal direction of the half-tube sections Struts give the installation element the necessary stability.
  • plastic mat package plastic mat package
  • the plastic mats of a built-in element are by extending transversely to the longitudinal extent of the tube sections rods held together, making the entire package more stability receives.
  • juxtaposed plastic mats with each other non-positive (positive, cohesive or frictional) be connected to each other.
  • pin-hole fasteners, cold-formed or latching interlocking fasteners or welding or gluing be connected to each other.
  • any plastic mat several successive in the longitudinal extension of the half tube sections and transverse staggered half tube sections.
  • the offset is about half the width of the half tube sections.
  • the staggered half tube sections are located thus in about "gap" to each other.
  • each longitudinally to each other are the following and laterally offset half tube sections suitably different lengths. This makes it possible by relative Twisting by 180 ° adjacent plastic mats this under overlap their respective half-tube sections to connect together.
  • a plastic mat instead of a strut or grid structure to the upper or underside of the plastic mat are closed. This is done by the closure of struts enclosed areas of the plastic mat, preferably within the transition sections between each other following and laterally staggered half tube sections are arranged. This leads to a partially forced leadership the air flow through the mounting elements. This partial obsession affects, as has been found by experiments, beneficial to the efficiency of the installation element.
  • the half-tube sections of the plastic mats of the installation element according to the invention can in principle have any possible cross-sectional shape.
  • Halved tube sections with a semicircular shape, triangular, are preferably used or polygonal shape.
  • FIG. 2 A perspective view of a built-in element 10 according to the invention, that of several juxtaposed molded plastic mats 12 with several juxtaposed and offset laterally Half tube sections 14,16 and 18 and with several end quarter-tube sections 20 and 22 is constructed as shown in FIG. 2, is shown in Fig. 1.
  • Adjacent plastic mats provided with grid or strut structures 12 are each arranged against each other, so that the mounting element 10 several rows of juxtaposed and staggered along its extension Tubes 24 has.
  • the plastic mats 12 are mutually by (Pull) rods 25 connected, which is indicated in Fig. 1.
  • Each plastic mat 12 has between adjacent half tube sections extending longitudinal struts 26,28 and 30 and at the longitudinal edges extending edge struts 32. Adjacent longitudinal struts are interconnected interconnected by arcuate transverse struts 34. From These cross struts 34 protrude in the longitudinal direction of the half tube sections pin From 36, in turn, provided with protruding projections 38 are.
  • the areas between the arcuate transverse webs On the other hand, 34 are basically open. But here it is in principle conceivable, if some of these areas are closed. It is also possible in that the pins 36 branching off from arcuate transverse struts 34 on both sides of the transverse struts 34 and relative to adjacent cross struts against each other are directed and may also mesh with each other. It is useful if the pin 36 as shown in Fig. 2, adjacent arcuate transverse struts 34 do not interconnect. However, it is possible that connecting struts between adjacent arcuate Cross struts 34 are present. Furthermore, the end half-tube sections 14 a greater axial extent than the opposite end-side Half tube sections 18 on. This applies in a similar way for the end quarter-tube sections 20 and 22.
  • FIG. 2 and 3 show two alternative ways of composition adjacent lattice mats 12. While in the situation shown in FIG. 3, the transition regions 40 of the adjacent Plastic mats 12 are opposite each other, these transition areas 40 in the assembly situation according to FIG. 4 in the axial direction of the Half and quarter tube sections offset from each other.

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Abstract

Das Einbauelement für einen von einem Fluid durchströmbaren Hohlraum wie z.B. in einem Kühlturm ist versehen mit mehreren geformten Kunststoffmatten (12), die jeweils nebeneinander liegende Halbröhrenabschnitte (14,16,18) aufweisen, wobei jeder Halbröhrenabschnitt (14,16,18) quer zu seiner Längserstreckung verlaufende Querstreben (34) mit von diesen in Längsrichtung der Halbröhrenabschnitte (14,16,18) abstehenden Zapfen (36) mit wiederum von diesen abstehenden Vorsprüngen (38) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Einbauelement zum Einbau in einen von einem Fluid durchströmbaren Hohlraum, beispielsweise zum Einbau in einen Rieselkuhler, wie Kühlturm oder dergleichen.
Einbauelemente für Rieselkühler sind in diversen Ausgestaltungen bekannt. Ausschlaggebend für derartige Einbauelemente ist beispielsweise einerseits eine gewisse Verwirbelung und Führung des Kühlmediums, beispielsweise Luft, und andererseits eine relativ große Verweildauer und Oberfläche des zu kühlenden Fluids, wie beispielsweise Wasser. Ein Beispiel für ein Rieselkühler ist der Kühlturm eines Kraftwerks. Hierbei werden als Einbauelemente gewellte Kunststofffolienpakete oder Pakete aus gewellten Kunststoffgittermatten eingesetzt, durch die das oben in den Kühlturm eingesprühte zu kühlende Fluid, nämlich Wasser, tropfenförmig nach unten hindurch tritt und an den Folien bzw. Gitterstäben unter Vergrößerung seiner Fläche entlang strömt und in Kontakt mit der aufgrund der Kaminwirkung erfolgenden Kühlluftströmung gelangt und gekühlt wird.
Beispiele für derartige Einbauelemente finden sich in DE 198 19 945 A1, DE 197 33 480 A1, US 6 241 222 B1 und EP 0 825 407 A2.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Einbauelement für einen von einem Fluid durchströmbaren Hohlraum zu schaffen, das sich durch einen verbesserten Wirkungsgrad bei relativ geringem Materialeinsatz auszeichnet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Einbauelement für einen von einem Fluid durchströmbaren Hohlraum vorgeschlagen, wie beispielsweise einen Kühlturm, wobei das Einbauelement versehen ist mit
  • mehreren geformten Kunststoffmatten, die jeweils nebeneinander liegende Halbröhrenabschnitte aufweisen, wobei jeder Halbröhrenabschnitt quer zu seiner Längserstreckung verlaufende Querstreben mit von diesen in Längsrichtung der Halbröhrenabschnitte abstehenden Zapfen mit wiederum von diesen abstehenden Vorsprüngen aufweist.
Das erfindungsgemäße Einbauelement weist mehrere aneinander liegende geformte Kunststoffmatten auf, die eine Gitterstruktur aufweisen und mit mehreren nebeneinander liegenden Halbröhrenabschnitten versehen sind. Jeder Halbröhrenabschnitt weist dabei quer zu seiner Längserstreckung verlaufende Streben mit von diesen in Längsrichtung der Halbröhrenabschnitte abstehenden Zapfen mit wiederum von diesen abstehenden Vorsprüngen auf. Die Halbröhrenabschnitte zweier benachbarter Kunststoffmatten bilden je nach Relativlage dieser beiden Kunststoffmatten einzelne Röhren, die in gewisser Weise der Luftführung dienen. Über die verzweigten Verstrebungen kommt es zu einer Verteilung des zu kühlenden Fluids und beim Entlangtropfen an dem Einbauelement zu einer fortdauernden Zerteilung einzelner größerer Tropfen in kleinere Tropfen. Durch in Längsrichtung der Halbröhrenabschnitte verlaufende Verstrebungen wird dem Einbauelement die notwendige Stabilität verliehen. Die Kunststoffmatten eines Einbauelements (Kunststoffmattenpakets) werden durch quer zur Längserstreckung der Röhrenabschnitte verlaufende Stangen untereinander zusammengehalten, wodurch das gesamte Paket weitere Stabilität erhält. Zusätzlich können die aneinander liegenden Kunststoffmatten untereinander kraftschlussig (formschlüssig, stoffschlüssig oder reibschlüssig) miteinander verbunden sein. Hierzu eignen sich Zapfen-Loch-Verbindungselemente, kaltverformte oder rastend ineinander greifende Verbindungselemente oder Verschweißungen bzw. Verklebungen.
Zur Erzielung einer gewissen Verwirbelung des Kuhlmediums (beispielsweise Luft) innerhalb der Einbauelemente ist es zweckmäßig, wenn jede Kunststoffmatte mehrere in Längserstreckung der Halbröhrenabschnitte aufeinander folgende und quer zueinander versetzte Halbröhrenabschnitte aufweist. Zweckmäßigerweise beträgt der Versatz etwa die Hälfte der Breite der Halbröhrenabschnitte. Die gegeneinander versetzten Halbröhrenabschnitte befinden sich somit in etwa "auf Lücke" zueinander.
Die axiale Erstreckungen (Länge) der einzelnen in Längsrichtung aufeinander folgenden und seitlich zueinander versetzten Halbröhrenabschnitte sind zweckmäßigerweise unterschiedlich lang. Dadurch ist es möglich, durch relatives Verdrehen um 180° benachbarter Kunststoffmatten diese unter Überlappung ihrer jeweiligen Halbröhrenabschnitte miteinander zu verbinden. Die Versetzungsbereiche einer Kunststoffmatte, also diejenigen Bereiche, innerhalb derer der Versatz aufeinander folgender Halbröhrenabschnitte einer Kunststoffmatte erfolgt, liegen dann Halbröhrenabschnitten der benachbarten Kunststofffolie gegenüber. Damit erhöht sich des weiteren die Stabilität des gesamten Einbauelements, da in den Versetzungsbereichen schräg verlaufende Verstrebungen die Stabilität der einzelnen Kunststoffmatten beeinträchtigen könnten.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass einzelne Bereiche einer Kunststoffmatte statt einer Streben- oder Gitterstruktur zur Ober- bzw. Unterseite der Kunststoffmatte hin geschlossen sind. Dies erfolgt durch den Verschluss von von Streben eingeschlossenen Bereichen der Kunststoffmatte, die vorzugsweise innerhalb der Ubergangsabschnitte zwischen aufeinander folgenden und seitlich gegeneinander versetzten Halbröhrenabschnitten angeordnet sind. Hierdurch kommt es zu einer zum Teil zwangsweisen Führung des Luftstroms durch die Einbauelemente. Diese teilweise Zwangsführung wirkt sich, wie sich durch Versuche herausgestellt hat, vorteilhaft auf den Wirkungsgrad des Einbauelements aus.
Die Halbröhrenabschnitte der Kunststoffmatten des erfindungsgemäßen Einbauelements können grundsätzlich jede mögliche Querschnittsform aufweisen. Vorzugsweise bieten sich Halbröhrenabschnitte mit Halbrundform, dreieckiger oder mehreckiger Form an.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigen dabei:
Fig. 1
eine schematische, perspektivische Seitenansicht eines mit den erfindungsgemäßen geformten Kunststoffmatten aufgebauten Einbauelements,
Fig. 2
eine perspektivische Draufsicht auf eine erfindungsgemäß geformte Kunststoffmatte, wie sie für den Aufbau des Einbauelements gemäß Fig. 1 Verwendung findet,
Fig. 3
schematisch eine erste alternative Relativanordnung zweier benachbarter Kunststoffmatten des Einbauelements gemäß Fig. 1 und
Fig 4
schematisch eine zweite alternative Relativanordnung zweier benachbarter Kunststoffmatten des Einbauelements gemäß Fig. 1.
Eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Einbauelements 10, das aus mehreren nebeneinander angeordneten geformten Kunststoffmatten 12 mit mehreren nebeneinander liegenden und seitlich zueinander versetzten Halbröhrenabschnitten 14,16 und 18 sowie mit mehreren endseitigen Viertelröhrenabschnitten 20 und 22 gemäß Fig. 2 aufgebaut ist, ist in Fig. 1 dargestellt. Benachbarte mit Gitter- oder Strebenstrukturen versehene Kunststoffmatten 12 sind jeweils gegeneinander angeordnet, so dass das Einbauelement 10 mehrere Reihen nebeneinander liegender und längs ihrer Erstreckung versetzter Röhren 24 aufweist. Die Kunststoffmatten 12 sind untereinander durch (Zug-)Stangen 25 verbunden, was in Fig. 1 angedeutet ist.
Jede Kunststoffmatte 12 weist zwischen nebeneinander liegenden Halbröhrenabschnitten verlaufende Längsstreben 26,28 und 30 sowie an den Längsrändern verlaufende Randstreben 32 auf. Benachbarte Längsstreben sind untereinander durch bogenförmige Querstreben 34 miteinander verbunden. Von diesen Querstreben 34 ragen in Längsrichtung der Halbröhrenabschnitte Zapfen 36 ab, die ihrerseits wiederum mit abstehenden Vorsprüngen 38 versehen sind.
Wie anhand von Fig. 2 zu erkennen ist, sind die endseitigen Hafbröhrenabschnitte 14 sowie die endseitigen Viertelröhrenabschnitte 20 gegenüber den mittleren Halbröhrenabschnitten 16 seitlich versetzt zueinander angeordnet, wobei auch die mittleren Halbröhrenabschnitte 16 gegenüber den endseitigen Halbröhrenabschnitten 18 sowie den endseitigen Viertelröhrenabschnitten 22 seitlich versetzt angeordnet sind. Dadurch bilden sich pro Kunststoffmatte 12 zwei Übergangsbereiche 40, in denen die Längsstreben 26 über schräg verlaufend Übergangsstreben 42 und die Längsstreben 16 über schräg verlaufende Übergangsstreben 44 in die Längsstreben 30 übergehen. In diesen Bereichen kann, was aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit in Fig 2 nicht angezeichnet ist, der durch die Übergangsstreben 42 bzw. 44 definierte Bereich flächig verschlossen sein. Die Bereiche zwischen den bogenförmigen Querstegen 34 sind hingegen grundsätzlich offen. Aber auch hier ist es grundsätzlich denkbar, wenn einzelne dieser Bereiche verschlossen sind. Auch ist es möglich, dass die von bogenförmigen Querstreben 34 abzweigenden Zapfen 36 beidseitig der Querstreben 34 bzw. bezogen auf benachbarte Querstreben gegeneinander gerichtet sind und dabei eventuell auch ineinander greifen. Zweckmäßig ist es, wenn die Zapfen 36 so, wie in Fig. 2 gezeigt, benachbarte bogenförmige Querstreben 34 nicht untereinander verbinden. Allerdings ist es möglich, dass Verbindungsstreben zwischen benachbarten bogenförmigen Querstreben 34 vorhanden sind. Ferner weisen die endseitigen Halbröhrenabschnitte 14 eine größere axiale Erstreckung als die gegenüberliegenden endseitigen Halbröhrenabschnitte 18 auf. Dies gilt in entsprechender Weise für die endseitigen Viertelröhrenabschnitte 20 und 22.
Die Fign. 2 und 3 zeigen zwei alternative Möglichkeiten der Zusammensetzung benachbarter gitter- bzw. strebenförmiger Kunststoffmatten 12. Während in der Situation gemäß Fig. 3 die Übergangsbereiche 40 der aneinander liegenden Kunststoffmatten 12 einander gegenüber liegen, sind diese Übergangsbereiche 40 in der Zusammenbausituation gemäß Fig. 4 in axialer Richtung der Halb- und Viertelröhrenabschnitte versetzt zueinander.

Claims (7)

  1. Einbauelement für einen von einem Fluid durchströmbaren Hohlraum wie z.B. in einem Kühlturm mit
    mehreren geformten Kunststoffmatten (12), die jeweils nebeneinander liegende Halbröhrenabschnitte (14,16,18) aufweisen, wobei jeder Halbröhrenabschnitt (14,16,18) quer zu seiner Längserstreckung verlaufende Querstreben (34) mit von diesen in Längsrichtung der Halbröhrenabschnitte (14,16,18) abstehenden Zapfen (36) mit wiederum von diesen abstehenden Vorsprüngen (38) aufweist.
  2. Einbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kunststoffmatte (12) mehrere in Längserstreckung der Halbröhrenabschnitte (14,16,18) aufeinander folgende und zueinander seitlich versetzte Halbröhrenabschnitte (14,16,18) aufweist.
  3. Einbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen der einzelnen in Längserstreckung aufeinander folgenden und seitlich zueinander versetzten Halbröhrenabschnitte (14,16,18) unterschiedlich sind.
  4. Einbauelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsabschnitte (40) zwischen aufeinander folgenden und seitlich versetzten Halbröhrenabschnitten (14,16,18) zur Ober- bzw. Unterseite der Kunststoffmatte (12) geschlossen sind.
  5. Einbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsabschnitte (40) zwischen aufeinander folgenden und seitlich versetzten Halbröhrenabschnitten (14,16,18) Verstrebungen (42) aufweisen.
  6. Einbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeweils nebeneinander liegenden Halbröhrenabschnitten (14,16,18) eine Längsstrebe (26,28,30) verläuft, die sich im Übergangsabschnitt (40) zu in Längsrichtung folgenden und seitlich versetzt angeordneten Halbröhrenabschnitten (14,16,18) teilen, schräg verlaufen und in die Längsstreben (26,28,30) zwischen diesen Halbröhrenabschnitten (14,16,18) übergehen.
  7. Einbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbröhrenabschnitte (14,16,18) im Querschnitt halbrundform, dreieckig oder mehreckig ausgebildet sind.
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