EP3837044A1 - Füllkörper mit lamellem mit asymmetrischer bogen- oder wellenform - Google Patents

Füllkörper mit lamellem mit asymmetrischer bogen- oder wellenform

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Publication number
EP3837044A1
EP3837044A1 EP19755336.5A EP19755336A EP3837044A1 EP 3837044 A1 EP3837044 A1 EP 3837044A1 EP 19755336 A EP19755336 A EP 19755336A EP 3837044 A1 EP3837044 A1 EP 3837044A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lamella
packing
lamellae
apex
vertices
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19755336.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Geipel
Christian Geipel
Christian MEHRINGER
Karin Hoffmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RVT Process Equipment GmbH
Original Assignee
RVT Process Equipment GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RVT Process Equipment GmbH filed Critical RVT Process Equipment GmbH
Publication of EP3837044A1 publication Critical patent/EP3837044A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/30—Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30—Details relating to random packing elements
    • B01J2219/302—Basic shape of the elements
    • B01J2219/30203—Saddle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J2219/30—Details relating to random packing elements
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    • B01J2219/30223—Cylinder
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    • B01J2219/30276—Sheet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J2219/302—Basic shape of the elements
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    • B01J2219/30288—Sheet folded
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J2219/30—Details relating to random packing elements
    • B01J2219/302—Basic shape of the elements
    • B01J2219/30296—Other shapes

Definitions

  • the present patent application relates to a packing, in particular for mass and / or heat exchange columns through which at least one gas and / or at least one liquid flow flows, with a plurality of lamellae arranged next to one another and curved inwards and / or outwards, wherein each lamella is connected at least at one of its ends to the lamella (s) arranged next to it.
  • Packings of this type have long been known and are used, for example, for mass and / or heat transfer processes in columns or chemical reactors.
  • these random packings also known as bulk packings, are used in gas-liquid contact devices or liquid-liquid contact devices in order to create mass transfer surfaces between a downward flowing fluid, usually a liquid flow, and an upward rising fluid, usually a gas or to form steam flow or another liquid flow.
  • Random fillers are used in a large number of chemical processes and treatment processes, for example for rectification, absorption, desorption and for heat transfer in the process industry, for example in chemistry, petrochemicals, in the refinery sector and in environmental technology.
  • the individual fillers have a certain geometric shape and are designed in such a way that maximum separation performance is achieved with a specified mass transfer area.
  • the random packing is usually poured into the columns or reactors as bulk material, so that a random packing bed is created.
  • the individual packings should therefore have a high mass transfer efficiency and good hydraulic capacity, even in different orientations in the packing.
  • an increase in the specific surface area leads to an increase in the mass transfer efficiency.
  • an increase in the specific surface area also leads to an undesirable increase in the pressure loss in the column.
  • An excessive increase in pressure loss ultimately leads to a flooding of the column in which the liquid is entrained in the gas stream. Excessive pressure loss should therefore be avoided at all costs.
  • Random fillers are known in a variety of shapes and materials.
  • WO 2008/067031 A2 shows a saddle-shaped filler body with two elongated, mutually spaced, curved side parts that define a curved longitudinal axis between them. Curved inner and outer ribs are formed between the side parts and connected to them, which define an inner volume of the packing. At least one lower rib is formed between the curved inner and outer ribs and is arranged in the inner volume of the packing.
  • This inner rib can have two vertices and can be divided into two segments.
  • the ribs are essentially sinusoidally curved or formed as part of a sine wave.
  • a disadvantage of this packing is that the individual ribs at least partially overlap when viewed along the curved longitudinal axis of the packing. In this direction, the filler body therefore has a very large open cross-section. B. the formation of liquid channels and therefore can lead to poorer separation performance.
  • the object of the present invention to provide a packing which further improves the packing known from the prior art.
  • the packing should contribute to an improved separation performance, lower pressure loss and a high hydraulic capacity.
  • At least one of the slats has an irregular shape, at least one of the slats being curved in an arcuate or undulating manner perpendicular to the longitudinal axis of the filler body and having at least two changes in direction of its slope, i.e. that the arc shape of the lamella is such that the slope changes its sign at least twice and the arc shape of the lamella is asymmetrical, so that the lamella has no symmetry in itself.
  • the shape of the lamellae is described below perpendicular to a longitudinal axis of the packing.
  • the shape of the lamellae can be described by a curve in a plane, this plane being perpendicular to the longitudinal axis of the packing.
  • An irregular shape is to be understood to mean that the shape of this lamella differs greatly from a sine wave shape and has no periodically recurring elements. Due to the irregular shape of the at least one lamella, the irregular or irregular structure of the entire package, which arises when the packing elements are poured into the apparatus provided for this purpose, is picked up in each individual packing element. This results in more uniform coverage of the volume to be filled, which leads to a better distribution of the fluids flowing through the apparatus.
  • the change of direction can be constant or inconsistent respectively. This is one way of achieving the desired interruptions in the cross section perpendicular to the longitudinal direction. This effect can be intensified if several slats with different asymmetrical arch shapes are provided.
  • all lamellae of the packing have different shapes, so that the cross section of the packing is broken perpendicular to its longitudinal direction by many webs which cross but do not overlap in larger areas. This avoids the formation of liquid channels and achieves a large phase separation area.
  • the at least one lamella can preferably have at least two vertices and a different height in the vertices. The change of direction of the slope then takes place at each vertex.
  • the lamella is thus composed of at least two half-waves, which have a different height / amplitude. If several slats with different asymmetrical arches are provided, at least several vertices should have different heights. It can also be provided that two lamellae have the same or similar asymmetrical arch shape, but are designed to be mirror-inverted to one another. This also means that the lamellas that intersect the cross section of the packing do not overlap, but intersect at most at one point.
  • the at least two vertices of the at least one lamella have a different distance from the respectively adjacent end of the lamella.
  • the lamella is thus composed of two half-waves, which have a different wavelength. This is also a measure to interrupt the cross section of the packing perpendicularly to the longitudinal axis at as many places as possible in order to achieve a better distribution of the fluids flowing through and ultimately to improve the separation performance.
  • At least one lamella has three vertices, the middle vertex having a first height and the two lateral vertices having a second and third height and at least one of the heights being different from the other two heights. It can also be provided that all three vertices have different heights. In this way too, a good interruption of the filler cross-section is achieved, an overlap of the lamellae is avoided and ultimately a better separation performance is achieved. Furthermore, it can be provided that at least one slat has three vertices and the distance from a first end of the slat to the middle vertex is greater than the distance from a second end of the slat to the middle vertex. This also achieves an asymmetrical shape of the lamella, which achieves the desired effect of an interruption of the filler cross section and an improved separation performance already described.
  • At least one slat is divided into two segments transversely to its longitudinal direction.
  • Draining points are formed in the interior of the packing. Liquid flows arising on the packing are interrupted and intensive contact of the fluids flowing through the column / apparatus is achieved.
  • At least one of the segments of the lamella can have an asymmetrical arch shape as described above.
  • the other segment can be curved or straight.
  • the other, second segment advantageously has an opposite slope to the end of the first, arc-shaped segment facing it.
  • the lamella has at least two changes of direction in the slope, on the one hand at the apex of the arcuate first segment, and on the other hand at the transition from the first to the second segment. Both segments can also be arcuate.
  • the two segments can also have different lengths. In this case, the lamella is not divided in the middle, but the division takes place offset to the center.
  • ends of the two segments of the lamella to be pointed towards one another are spaced apart from one another.
  • the ends of the two segments preferably point in opposite directions. This leads to interruptions in the lateral surface of the packing, which can then be better flowed through by the fluids in all directions.
  • the filler body has at least one lamella which has a symmetrical arch shape with an apex.
  • This lamella is preferably arranged centrally in the packing. This leads to good stability of the packing.
  • At least two outer slats with an asymmetrical arch shape, each with an apex, can also be provided. These slats with only one vertex have a greater height at the vertex than the slats with multiple vertices. The low lamellae, ie the lamellae with several vertices, are thus protected and jamming with adjacent fillers is reduced.
  • the two outer fins are bent in different directions with only one apex starting from a first central plane, a large volume can be enclosed.
  • the first center plane is arranged centrally between a front side and a rear side of the packing. A low pressure drop can be achieved through the open concept achieved.
  • two lamellae with an asymmetrical arch shape each with an apex, can be arranged at each end of the packing.
  • Two slats, which have the shape described, are thus arranged both at the upper and at the lower end of the packing. This ensures a high stability of the packing.
  • At least one lamella with an asymmetrical arch shape with at least two vertices is arranged between the middle lamella and the outer lamellae. This leads to a high stability, to a large surface on which the separation process can take place, to an open design with little pressure loss and prevents the filling bodies from getting caught together.
  • the filler body has a central lamella with a symmetrical arch shape with a vertex, at each end two outer lamellae with an asymmetrical arch shape with a vertex, which are curved in different directions and whose vertices point to different Sides of a second central plane of the packing element, which is arranged between the left and the right side of the packing, comprise a strip with an asymmetrical arch shape with three vertices and a split strip with two segments between the central strip and the respective outer strips.
  • These packing elements are distributed evenly within the columns and ensure an even flow of liquid through the column. In addition, the structure of these packing elements cannot be deformed or can only be deformed with great difficulty.
  • At least one of the lamellae can be provided with a bead.
  • the strength of the packing can be increased further if a transverse web, which extends over the entire length of the packing and into which the lamellas pass, is formed on both lateral edges of the packing. These crossbars can be crimped.
  • the volume of the filler body enclosed by the lamellae is essentially cuboid.
  • the ratio of the height of the packing to the theoretical diameter of the packing is approximately 0.6. It has been shown that with this ratio a very good degree of filling of a given volume is achieved.
  • the size of the packing influences the flow and thus the capacity and can therefore be selected according to the respective application.
  • the larger the packing the lower the flow resistance and the pressure loss.
  • a more open structure of the packing increases the flow rate, while the size of the packing increases the efficiency of the separation process, since a larger surface is available for the separation process. Good contact with liquid and steam increases process efficiency and thus the quality of the process.
  • Fig. 6 View of the back of the packing from Fig. 1
  • Fig. 7a-i side view of the individual lamellae of the packing from Fig. 1 transverse to
  • Fig. 1 the packing according to the invention is shown in a perspective view.
  • the filler 1 comprises a plurality, in the exemplary embodiment shown nine, of lamellae 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 arranged side by side.
  • the fins 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 are bent outwards from a first central plane M1 (see FIG. 2) of the packing 1 and thus define the volume of the packing 1.
  • the slats are band-shaped with a width b and a length I. The exact shape of the slats 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 is described in more detail with reference to the following figures.
  • All slats preferably have the same width b, in the exemplary embodiment shown this is 5 mm. However, it would also be possible for at least some slats to have a different width.
  • the length I of all slats is the same.
  • Cross webs 3, 4 are formed on both edges of the packing 1, parallel to a longitudinal axis L of the packing 1. The slats 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 open into the crossbars 3, 4 and are firmly connected to them.
  • each of the slats 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 is connected to the adjacent slats 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 - the.
  • the transverse webs 3, 4 extend parallel to the longitudinal axis L of the filling body 1.
  • the lamellae 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 run transversely to the transverse webs 3, 4, ie perpendicular to the longitudinal axis L of the packing 1.
  • the filler 1 can be made of metal, for example.
  • the packing 1 is made from a metal strip.
  • cuts running parallel to the longitudinal direction of the metal strip are made in the metal strip. The cuts do not extend over the entire width of the metal strip, so that the transverse webs 3, 4 remain on both edges of the metal strip running perpendicular to the cuts.
  • the stripes resulting from the cuts running parallel to the longitudinal direction of the metal strip ie the lamellae 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, are pressed out of the plane of the metal strip so that a three-dimensional one Body, the packing 1, arises.
  • the individual packing elements are separated from the metal strip by cuts running transversely to the longitudinal direction of the metal strip.
  • Individual slats can be divided into two segments with short cuts running transversely to the longitudinal direction of the metal strip.
  • the slats 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 extend on both sides of the plane of the originally flat metal strip and enclose a volume V. All slats 2.1, 2.2 , 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 an arch shape with at least one vertex is stamped on it.
  • a vertex is the highest or lowest point of an arc or an arc piece.
  • At least one of the slats 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 has an irregular shape.
  • the term “irregular shape” means that at least one of the lamellae differs significantly from a sinusoidal wave shape and has no periodically recurring elements. In particular, this means that at least one of the lamellas is curved or wavy, has at least two changes in direction in its slope and has no symmetry in itself.
  • the exact shape of the slats 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 is discussed in more detail below, in particular with reference to FIGS. 7a-i.
  • FIG. 2 shows a plan view of the filling body 1 along its longitudinal axis L.
  • the arc shape of the lamellae 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 can be clearly seen. All slats 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 have a different shape.
  • the cross section of the filling body 1 is approximately rectangular, and the volume V enclosed by the lamellae 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 is therefore approximately cuboid.
  • the volume V is divided by a first center plane M1 and a second center plane M2, which are perpendicular to one another and intersect in the longitudinal axis L of the packing 1.
  • the first central plane M1 runs centrally between a front side 6 and a rear side 7 of the packing 1
  • the second center axis M2 runs centrally between a left side 8 and a right side 9 of the packing 1.
  • a coordinate system can be placed in the filler 1.
  • the z-axis of the coordinate system extends along the longitudinal axis L of the packing, the x-axis and the y-axis are perpendicular to one another and perpendicular to the z-axis.
  • the x-axis thus extends along the two-dimensional representation of the first central plane M1
  • the y-axis extends along the two-dimensional representation of the second central plane M2
  • the z-axis runs at the intersection of the two central planes M1, M2 , ie as already described along the longitudinal axis L of the packing 1.
  • the shape of the lamellae 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 can thus be in the xy plane, that is to say in relation to the z axis and this describes a plane perpendicular to the longitudinal axis L of the packing 1 with a curve, in the present case called an arc shape, and is explained in more detail below.
  • WO 2008/067031 A2 can also be used to describe the individual lamellae with the aid of such a coordinate system.
  • the z-axis runs along that of the longitudinal axis of the packing, which, however, is curved.
  • the z axis is therefore also curved.
  • the shape of the individual lamellae can also be described again by a curve in the xy plane of the coordinate system, that is to say a plane perpendicular to the z axis.
  • the curve shape of the lamellae is partially identical.
  • the slats with identical slat shape differ only in that they are arranged at different positions on the z-axis.
  • the slats are at least partially point-symmetrical to the origin of the coordinate system.
  • the cuboid shape of the packing 1 is achieved in that four of the lamellae, namely the first lamella 2.1, the second lamella 2.2, the eighth lamella 2.8 and the ninth lamella 2.9 each have an asymmetrical arc shape, each with an apex S1, S2, S8, S9, two of these four slats, namely the first slat 2.1 and the eighth slat 2.8, extend on one side of the first central plane M1 and the other two of these four slats, namely the second slat 2.2 and the ninth slat 2.9, on the extend to the other side of the first central plane M1.
  • the vertices S1, S2, S8, S9 of these four slats 2.1, 2.2, 2.8, 2.9 each lie next to the second central plane M2.
  • These four fins 2.1, 2.2, 2.8, 2.9 are formed at the upper and lower ends of the packing 1, two fins 2.1, 2.2; 2.8, 2.9 are arranged, each extending to different sides of the first central plane M1, and their vertices S1, S2; S8, S9 are arranged on different sides of the second center plane M2.
  • the filler body comprises a central lamella 2.5, which has a symmetrical arch shape with an apex S5.
  • the apex S5 of this lamella 2.5 is therefore in the second central plane M2.
  • the central lamella 2.5 extends to the rear 7 of the packing 1.
  • the slats 2.1, 2.2, 2.5, 2.8, 2.9 each have only one apex S1, S2, S5, S8, S9, they have a relatively large height and thus form an outer wall or outer Shell of the packing 1.
  • the third lamella 2.3 and the fourth lamella 2.4 are two multiple lamellae.
  • the third lamella 2.3 has an asymmetrical arch shape with three vertices S3.1, S3.2, S3.3, the middle vertex S3.2 extending to another side of the first central plane M1 than the other two vertices S3.1, S3.3.
  • the middle vertex S3.2 is at a greater distance from the first center plane M1 than the other two vertices S3.1, S3.3.
  • the two outer vertices S3.1, S3.3 are both at the same distance from the first central plane 1.
  • the middle vertex S3.2 therefore has a greater height or a larger amplitude than the two outer vertexes S3.1, S3.3.
  • the center vertex S3.2 is to the right of the second center plane M2.
  • the distance from the left crosspiece 3 of the packing 1 to the central apex S3.2 of the lamella 2.3 is therefore greater than the distance from the right crosspiece 4 of the packing 1 to the central apex S3.2.
  • the wavelength of the left region of the lamella 2.3 that is, starting from the left crosspiece 3 to the middle vertex S3.2, is greater than the wavelength of the right region of the lamella 2.3, ie, starting from the middle vertex S3.2 to the right crosspiece 4.
  • the fourth lamella 2.4 is divided into two segments 2.4.1 and 2.4.2.
  • the first segment 2.4.1 extends from the left crosspiece 3 of the packing 1 into the interior of the volume V of the packing 1.
  • the second segment 2.4.2 extends from the right transverse web 4 of the packing 1 into the interior of the volume V of the packing.
  • the two segments 2.4.1, 2.4.2 have a different length, the first, the left segment 2.4.1 being shorter than the second, the right segment 2.4.2.
  • the first segment 2.4.1 extends from the left crosspiece 3 with a concave, ie. H. 2 curved upward in FIG. 2 in the direction of the front side 6 of the packing 1.
  • the first segment 2.4.1 therefore has no apex.
  • the second segment 2.4.2 also points in the direction of the front side 6 of the packing 1, but in a straight line, has an apex S4 and, after the apex S4, extends again relatively straight upwards in the direction of the rear side 7 of the packing 1.
  • the ends of the two segments 2.4.1 and 2.4.2 therefore point in different directions and are spaced apart.
  • the sixth lamella 2.6 is arranged next to the central lamella 2.5.
  • the sixth lamella 2.6 is also divided into two segments 2.6.1, 2.6.2.
  • the two segments 2.6.1, 2.6.2 have different lengths, the first segment 2.6.1 starting from the left crosspiece 3 being longer than the second segment starting from the right crosspiece 4
  • the first segment 2.6.1 extends upward, that is to say in a concave manner, in the direction of the rear side 7 of the packing 1 to an apex S6.
  • the slope of segment 2.6.1 changes direction, that is to say changes its sign, and segment 2.6.1 runs straight from there in the direction of front side 6 of filler 1 and thereby crosses second center plane M2.
  • the second segment 2.6.2 extends, starting from the right transverse web 4, curved downward, that is to say convexly, in the direction of the rear side 7 of the packing 1.
  • the ends of the two segments 2.6.1 and 2.6.2 are spaced apart from one another and lie on different ones Sides of the first central plane M1.
  • the seventh slat 2.7 is again a continuous slat with an asymmetrical arc shape and has three vertices S7.1, S7.2, S7.3.
  • the middle vertex S7.2 lies on a first side of the first center plane M1 facing the rear side 7 of the packing 1, the other two, the outer vertices S7.1, S7.3 lie on the other, facing the front 6 of the packing 1 facing side of the first central plane M1.
  • the middle vertex S7.2 is at a greater distance from the first center plane M1 than the other two vertices S7.1, S7.3.
  • the two outer vertices S7.1, S7.3 are at the same distance from the first center plane M1.
  • the middle vertex S7.2 therefore has a larger amplitude than the two outer vertices S7.1, S7.3.
  • the middle vertex S7.2 is to the left of the second middle plane M2, so that the distance from the first, the left crosspiece 3 to the middle vertex S7.2 is smaller than the distance from the middle vertex S7.2 to the second, the right crosspiece 4 of the packing 1.
  • the left area of the lamella 2.7, i. H. starting from the left crosspiece 3 to the middle vertex S7.2 therefore has a shorter wavelength than the right area of the lamella 2.7, that is to say starting from the middle vertex S7.2 to the right crosspiece 4 of the packing 1.
  • the sixth slat 2.6 and the seventh slat 2.7 are again lower than the edge slats
  • the third, fourth, sixth and seventh lamellae 2.3, 2.4, 2.6, and 2.7 therefore divide the packing 1 transversely to the longitudinal axis L (see FIG. 2). Fluids flowing through the packing 1 in the longitudinal direction are therefore divided or interrupted, so that the formation of fluid channels is avoided and the separation performance is improved.
  • FIG. 3 shows the right side view of the packing 1.
  • the different heights of the nine lamellae 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 can be clearly seen.
  • the first lamella 2.1, the second lamella 2.2, the fifth lamella 2.5, the eighth lamella 2.8 and the ninth lamella 2.9 have approximately the same height, the second lamella 2.2 and the ninth lamella 2.9 being on the other side of the first central plane M1 of the Filler 1 extend as the first lamella 2.1, the fifth lamella 2.5 and the eighth lamella 2.8.
  • the third lamella 2.3, the fourth lamella 2.4, the sixth lamella 2.6 and the seventh lamella 2.7 each extend from the first central plane M1 in both directions of the packing 1 and therefore have a significantly lower height than the other lamellae. Therefore, the packing has a large open projected cross-sectional area in this axis. This can also be seen from FIG. 4, in which the left side view of the packing is shown. All slats 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 have the same width b. The edge slats 2.1, 2.2, 2.8, 2.9 and the central slat 2.5 are provided with a bead 5. This increases the strength of the packing 1.
  • the lower slats 2.3, 2.4, 2.6, 2.7 have no beads. This results in a functional separation of the slats into the slats 2.1, 2.2, 2.8, 2.9, 2.5, which ensure the strength, and the slats 2.3, 2.4, 2.6, 2.7, which ensure the phase distribution.
  • FIG. 5 shows the front 6 of the packing 1
  • FIG. 6 shows the back 7 of the packing 1.
  • All the slats 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 run parallel to one another and have the same width b on.
  • the open projected cross-sectional area in this axis is rather small. Only the divided slats 2.4 and 2.6 ensure open areas.
  • FIGS. 7a to 7i each show the individual lamellae in a view perpendicular to the longitudinal axis L of the packing.
  • the first lamella 2.1 is an edge lamella.
  • the first lamella 2.1 has an asymmetrical arch shape with an apex S1.
  • the apex S1 is arranged off-center, ie the distance from the first, ie the left crosspiece 3 to the apex S1 is smaller than the distance from the second, ie the right crosspiece 4 to the apex S1.
  • the lamella 2.1 is bent upwards, ie it has a concave curvature.
  • the lamella 2.1 has a kink.
  • the expression “after “pointing to the back 7 of the packing 1 means. Accordingly, the term “downward” means pointing to the front 6 of the packing 1.
  • the second lamella 2.2 is also an edge lamella.
  • the second lamella 2.2 also has an asymmetrical arc shape with an apex S2, the distance from the first, i.e. H. the left crosspiece 3 to the apex S2 is greater than the distance from the second, d. H. the right crosspiece 4 to the apex S2.
  • the lamella 2.2 is curved downward, that is to say it has a convex curvature, the two lateral transverse webs 3, 4 running upward and the second lamella 2.2 kinking downward only behind it.
  • the third lamella 2.3 is shown in FIG. 7c.
  • the third lamella 2.3 has an asymmetrical arch shape with three vertices S3.1, S3.2, S3.3. Starting from the first, i.e. H. the left crosspiece 3, the third lamella 2.3 extends up to the first outer apex S3.1.
  • the third lamella 2.3 extends relatively straight down from the first outer apex S3.1 and forms an approximately 40 ° angle with the first central plane M1 to the second, the central apex S3.2 and runs from there again relatively straight, approximately enclosing a 55 ° angle with the first central axis M1, up to the third, also an outer vertex S3.3.
  • the middle vertex S3.2 is at a greater distance from the first center plane M1 (see FIG. 2) than the first vertex S3.1 and the third vertex S3.3.
  • the first vertex S3.1 and the third vertex S3.3 have approximately the same distance from the first central plane M1.
  • the distance from the first, i.e. H. the left crosspiece 3 to the middle vertex S3.2 is greater than the distance from the second, d. H. the right crosspiece 4 to the middle vertex S3.2.
  • the two outer vertices S3.1, S3.3 have approximately the same lateral distance from the respective adjacent crosspiece 3, 4. Therefore, the distance from the first outer vertex S3.1 to the middle vertex S3.2 is greater than the distance from the second outer vertex S3.3 to the middle vertex S3.2.
  • the fourth lamella 2.4 is a divided lamella and comprises the two segments 2.4.1 and 2.4.2.
  • the first segment 2.4.1 is shorter than the second segment 2.4.2.
  • the first segment 2.4.1 extends briefly upwards, this length corresponds approximately to the left transverse web 3 and then kinks in the direction of the front side 6 of the filler 1 and is curved upward, ie concave.
  • the second segment 2.4.2 of the lamella 2.4 extends briefly upwards, this corresponds to the right transverse web 4, then bends downwards and runs relatively straight, including a 45 ° angle with the first central plane M1, up to an apex S4.
  • There the direction of the slope of segment 2.4.2 changes and segment 2.4.2 runs straight, including a 70 ° angle with the first median plane M1, up to the end of segment 2.4.2.
  • the ends of the two segments 2.4.1 and 2.4.2 are spaced apart and point in different directions.
  • the fifth lamella 2.5 has a symmetrical arch shape with an apex S5.
  • the apex S5 is therefore at the same distance from the two transverse webs 3, 4.
  • the central lamella 2.5 is curved upwards, ie. H. it has a concave curvature and is formed only on one side of the first central plane M1.
  • the lamella 2.6 shows the sixth lamella 2.6.
  • the ends of the two segments 2.6.1 and 2.6.2 are spaced apart.
  • the segment 2.6.1 on the left in FIG. 7f extends from the left crosspiece 3 with a concave curvature up to a vertex S6 and leads from there downward, essentially along a straight line which is approximately an 80 ° angle with the includes the first central plane M1.
  • the second, the right segment 2.6.2 connects approximately at a 90 ° angle to the right crosspiece 4 and leads from there in a convex curvature inwards and upwards.
  • the ends of the two segments 2.6.1 and 2.6.2 lie on different sides of the first central plane M1.
  • the first segment 2.6.1 is longer than the second segment 2.6.2.
  • the seventh lamella 2.7 is a low lamella with an asymmetrical arch shape with three vertices S7.1, S7.2, S7.3.
  • the lamella 7.2 adjoins the left transverse web 3 at approximately a 90 ° angle, extends straight downward and encloses approximately a 25 ° angle with the first central plane M1 and goes with a curvature into a first lower apex S7.1 about.
  • the lamella 7.2 curves upwards and merges into a straight line which encloses an angle of approximately 75 ° with the first central plane M1.
  • the straight line in turn merges with a central upper vertex S7.2.
  • the lamella 7.2 turns downward again with a slight curvature and changes into a straight line which includes an angle of approximately 75 ° with the first central plane M1 and which with a curvature in one second lower vertex S7.3.
  • the seventh lamella 2.7 merges into a straight section with a curvature first central plane M1 forms an angle of approximately 15 °, and which opens approximately at a 90 ° angle into the right transverse web 4.
  • the first lower vertex S7.1 and the second lower vertex S7.3 have approximately the same distance from the first central plane M1. This distance is smaller than the distance between the middle upper vertex S7.2 and the first middle plane M1.
  • the middle vertex S7.2 therefore has a greater height or a larger amplitude than the lower vertices S7.1 and S7.3.
  • the first lower vertex S7.1 and the second lower vertex S7.3 have the same lateral distance from the middle vertex S7.2.
  • the two lower vertices S7.1 and S7.3 have different distances from the adjacent crossbar 3, 4.
  • the distance from the first lower vertex S7.1 to the left crossbar 3 is smaller than the distance from the second lower vertex S7.3 to the right cross piece 4.
  • the middle vertex S7.2 is at different distances from the cross pieces 3, 4.
  • the eighth lamella 2.8 has an asymmetrical arch shape with an apex S8.
  • the eighth lamella 2.8 curves upwards (concave curvature) to the apex S8.
  • the direction of the slope of the eighth lamella 2.8 changes and the eighth lamella 2.8 again extends downward, merges into a straight region which just merges into the right transverse web 4.
  • the distance from the left crosspiece 3 to the apex S8 is greater than the distance from the apex S8 to the right crosspiece 4.
  • the ninth lamella 2.9 adjoins the left cross section 3 and runs from there with a convex curvature downwards to an apex S9. Starting from the apex S9, the ninth lamella 2.9 extends upwards again and merges into the right transverse web 4.
  • the lamella 2.9 again has an asymmetrical arch shape with an apex S9, that is to say the distance from the left crosspiece 3 to the apex S9 is smaller than the distance from the apex S9 to the right crosspiece 4.
  • the two crossbars 3, 4 always extend slightly obliquely upwards.
  • the nine slats 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 merge seamlessly into the crossbars 3, 4.
  • the slats 2.3, 2.4, 2.6, 2.7, the low slats have a lower height than the slats 2.1, 2.2, 2.5, 2.8, 2.9, the high slats.
  • the crossbars are not part of the slats.
  • Metals for example high-quality steel, are preferably used as materials for the packing.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Füllkörper, insbesondere für Stoff- und/oder Wärmeaustauschkolonnen, die von mindestens einer Gas- und/oder mindestens einer Flüssigkeitsströmung durchströmt werden, mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, nach innen und/oder außen gekrümmten Lamellen, wobei jede Lamelle an mindestens einem ihrer Enden mit den daneben angeordneten Lamellen verbunden ist. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Füllkörper bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens eine der Lamellen eine irreguläre Form aufweist.

Description

FÜLLKÖRPER MIT LAMELLEM MIT ASYMMETRISCHER BOGEN- ODER WELLENFORM
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft einen Füllkörper, insbesondere für Stoff- und/oder Wärmeaustauschkolonnen, die von mindestens einer Gas- und/oder mindestens einer Flüs- sigkeitsströmung durchströmt werden, mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, nach innen und/oder außen gekrümmten Lamellen, wobei jede Lamelle an mindestens einem ihrer Enden mit der/den daneben angeordneten Lamelle(n) verbunden ist.
Derartige Füllkörper sind bereits seit langem bekannt und werden beispielsweise für Stoff- und/oder Wärmeübertragungsprozesse in Kolonnen oder chemischen Reaktoren eingesetzt. Beispielsweise werden diese regellosen Füllkörper, auch Schüttfüllkörper genannt, in Gas- Flüssigkeits-Kontaktapparaten oder Flüssigkeits-Flüssigkeits-Kontaktapparaten eingesetzt, um Stoffübertragungsflächen zwischen einem nach unten strömenden Fluid, üblicherweise ei- nem Flüssigkeitsstrom, und einem nach oben aufsteigenden Fluid, üblicherweise einem Gas- oder Dampfstrom oder einem weiteren Flüssigkeitsstrom auszubilden.
Regellose Füllkörper werden bei einer Vielzahl von chemischen Verfahren und Behandlungs- prozessen eingesetzt, beispielsweise bei Rektifikation, Absorption, Desorption und zur Wär- meübertragung in der Prozessindustrie, also beispielsweise der Chemie, der Petrochemie, im Raffineriebereich sowie in der Umwelttechnik. Die einzelnen Füllkörper haben eine bestimmte geometrische Form und sind so ausgelegt, das eine maximale Trennleistung bei einer vorge- gebenen Stoffübertragungsfläche erreicht wird.
Die regellosen Füllkörper werden üblicherweise als Schüttgut in die Kolonnen oder Reaktoren eingefüllt, so dass ein regelloses Füllkörperbett entsteht. Die einzelnen Füllkörper sollen da- her, auch in unterschiedlichen Orientierungen in der Füllkörperschüttung, eine hohe Stoffüber- tragungseffizienz und eine gute hydraulische Kapazität aufweisen. Üblicherweise führt eine Erhöhung der spezifischen Oberfläche zu einer Erhöhung der Stoffübertragungseffizienz. Eine Erhöhung der spezifischen Oberfläche führt allerdings auch zu einer unerwünschten Erhöhung des Druckverlustes in der Kolonne. Eine zu starke Erhöhung des Druckverlustes führt letzt- endlich zu einem Fluten der Kolonne, bei dem die Flüssigkeit im Gasstrom mitgerissen wird. Zu hoher Druckverlust sollte daher unbedingt vermieden werden.
Regellose Füllkörper sind in einer Vielzahl von Formen und Materialien bekannt. So zeigt bei- spielsweise die WO 2008/067031 A2 einen sattelförmigen Füllkörper mit zwei langgestreckten, zueinander beabstandeten, gebogenen Seitenteilen, die zwischen sich eine gebogene Längs- achse festlegen. Zwischen den Seitenteilen und mit diesen verbunden sind gebogene innere und äußere Rippen ausgebildet, die ein inneres Volumen des Füllkörpers festlegen. Zwischen den gebogenen inneren und äußeren Rippen ist mindestens eine niedrigere Rippe ausgebil- det, die in dem inneren Volumen des Füllkörpers angeordnet ist. Diese innere Rippe kann zwei Scheitelpunkte aufweisen und in zwei Segmente unterteilt sein. Die Rippen sind im Wesentli- chen sinusförmig gekrümmt bzw. als Teil einer Sinuswelle ausgebildet.
Nachteilig an diesem Füllkörper ist, dass sich die einzelnen Rippen bei einem Blick entlang der gebogenen Längsachse des Füllkörpers zumindest teilweise überlagern. In dieser Rich- tung weist der Füllkörper daher einen sehr großen offenen Querschnitt auf, was zu Nachteilen wie z. B. der Ausbildung von Flüssigkeitskanälen und daher zu einer schlechteren Trennleis- tung führen kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Füllkörper bereit zu stellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Füllkörper nochmals verbessert. Insbesondere soll der Füllkörper zu einer verbesserten Trennleistung, geringerem Druckverlust und hoher hyd- raulischer Kapazität beitragen.
Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest eine der Lamellen eine irreguläre Form aufweist, wobei mindestens eine der Lamellen senkrecht zur Längsachse des Füllkör pers bogenförmig oder wellenförmig gekrümmt ist und mindestens zwei Richtungswechseln ihrer Steigung aufweist, d.h. dass die Bogenform der Lamelle derart ist, dass die Steigung mindestens zweimal ihr Vorzeichen ändert und die Bogenform der Lamelle asymmetrisch ist, so dass die Lamelle in sich keine Symmetrie aufweist.
Da die Lamellen bandförmig sind, wird die Form der Lamellen im Folgenden senkrecht zu einer Längsachse des Füllkörpers beschreiben. In dieser Ansicht kann die Form der Lamellen durch einen Kurvenverlauf in einer Ebene beschrieben werden, wobei diese Ebene senkrecht zur Längsachse des Füllkörpers verlauft. Unter irregulärer Form ist zu verstehen, dass die Form dieser Lamelle stark von einer Sinuswellen-Form abweicht und keine periodisch wiederkeh- renden Elemente aufweist. Durch die irreguläre Form der mindestens einen Lamelle wird die irreguläre bzw. regellose Struktur der gesamten Packung, die entsteht, wenn die Füllkörper in den dafür vorgesehenen Apparat geschüttet werden, in jedem einzelnen Füllkörper aufgegrif- fen. Dadurch erfolgt eine gleichmäßigere Abdeckung des auszufüllenden Volumens, was zu einer besseren Verteilung der durch den Apparat strömenden Fluide führt. Insgesamt wird dadurch eine bessere Trennleistung erreicht. Der Richtungswechsel kann stetig oder unstetig erfolgen. Dies ist eine Möglichkeit, die gewünschten Unterbrechungen des Querschnitts senk- recht zur Längsrichtung zu erreichen. Dieser Effekt kann noch verstärkt werden, wenn mehrere Lamellen mit jeweils unterschiedlichen asymmetrischen Bogenformen vorgesehen sind.
Es kann auch vorgesehen werden, dass alle Lamellen des Füllkörpers unterschiedliche For- men aufweisen, so dass der Querschnitt des Füllkörpers senkrecht zu seiner Längsrichtung von vielen Stegen durchbrochen wird, die sich zwar kreuzen, aber nicht in größeren Bereichen überlagern. Dadurch wird die Ausbildung von Flüssigkeitskanälen vermieden und eine große Phasentrennfläche erreicht.
Vorzugsweise kann die mindestens eine Lamelle mindestens zwei Scheitelpunkte aufweisen und in den Scheitelpunkten eine unterschiedliche Höhe aufweisen. Der Richtungswechsel der Steigung erfolgt dann in jedem Scheitelpunkt. Die Lamelle ist somit aus mindestens zwei Halb- wellen zusammengesetzt, die eine unterschiedlichen Höhe/Amplitude aufweisen. Sind meh- rere Lamellen mit unterschiedlicher asymmetrischer Bogenform vorgesehen, so sollten zumin- dest mehrere Scheitelpunkte unterschiedliche Höhen aufweisen. Es kann auch vorgesehen sein, dass zwei Lamellen eine gleiche oder ähnliche asymmetrische Bogenform aufweisen, aber spiegelverkehrt zueinander ausgebildet sind. Auch dies führt dazu, dass sich die Lamel- len, die den Querschnitt des Füllkörpers schneiden, nicht überdecken, sondern höchstens in einem Punkt schneiden.
Ferner kann auch vorgesehen sein, dass die mindestens zwei Scheitelpunkte der mindestens einen Lamelle unterschiedlichen Abstand zum jeweils daneben liegenden Ende der Lamelle aufweisen. Die Lamelle ist somit aus zwei Halbwellen zusammengesetzt, die eine unterschied- liche Wellenlänge aufweisen. Auch dies ist eine Maßnahme, um den Querschnitt des Füllkör- pers senkrecht zur Längsachse an möglichst vielen Stellen zu unterbrechen, um so eine bes- sere Verteilung der hindurchströmenden Fluide zu erreichen und letztendlich die Trennleistung zu verbessern.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Lamelle drei Scheitelpunkte aufweist, wobei der mittlere Scheitelpunkt eine erste Höhe aufweist und die zwei seitlichen Scheitelpunkte eine zweite und dritte Höhe aufweisen und mindestens eine der Höhen sich von den beiden anderen Höhen unterscheidet. Es kann auch vorgesehen sein, dass alle drei Scheitelpunkte eine unterschiedliche Höhe aufweisen. Auch hierdurch wird wie- der eine gute Unterbrechung des Füllkörperquerschnitts erzielt, eine Überlappung der Lamel- len wird vermieden und letztendlich eine bessere Trennleistung erreicht. Ferner kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Lamelle drei Scheitelpunkte aufweist und der Abstand von einem ersten Ende der Lamelle zum mittleren Scheitelpunkt größer ist als der Abstand von einem zweiten Ende der Lamelle zum mittleren Scheitelpunkt. Auch hierdurch wird eine asymmetrische Form der Lamelle erreicht, die den bereits beschriebenen, ge- wünschten Effekt einer Unterbrechung des Füllkörperquerschnitts und einer verbesserten Trennleistung erzielt.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Lamelle quer zu ihrer Längsrichtung in zwei Segmente unterteilt ist. Durch diese Unterteilung werden im Inneren des Füllkörpers Abtropfstellen ausgebildet. Am Füllkörper entstehende Flüssig keitsströmungen werden unterbrochen und ein intensiver Kontakt der durch die Kolonne/den Apparat strömenden Fluide wird erreicht. Zumindest eines der Segmente der Lamelle kann eine wie bereits oben beschriebene asymmetrische Bogenform aufweisen. Das andere Seg- ment kann gekrümmt oder gerade ausgebildet sein. Vorteilhafterweise weist das andere, zweite Segment eine entgegengesetzte Steigung auf wie das ihm zugewandte Ende des ers- ten, bogenförmigen Segments. Die Lamelle weist auch in diesem Fall mindestens zwei Rich- tungswechsel in der Steigung auf, zum einen am Scheitelpunkt des bogenförmigen ersten Segments, zum anderen beim Übergang vom ersten zum zweiten Segment. Es können auch beide Segmente bogenförmig ausgebildet sein. Auch können beide Segmente eine unter- schiedliche Länge aufweisen. In diesem Fall ist die Lamelle somit nicht mittig geteilt, sondern die Teilung erfolgt versetzt zur Mitte.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die aufeinander zu weisenden Enden der beiden Seg- mente der Lamelle voneinander beabstandet sind. Vorzugsweise weisen die Enden der beiden Segmente in entgegengesetzte Richtungen. Dies führt zu Unterbrechungen in der Mantelflä- che des Füllkörpers, der dann in alle Richtungen besser von den Fluiden durchströmt werden kann.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass der Füllkörper min- destens eine Lamelle aufweist, die eine symmetrische Bogenform mit einem Scheitelpunkt aufweist. Diese Lamelle ist vorzugsweise mittig im Füllkörper angeordnet. Dies führt zu einer guten Stabilität des Füllkörpers. Auch können mindestens zwei äußere Lamellen mit einer asymmetrischen Bogenform mit je einem Scheitelpunkt vorgesehen sein. Diese Lamellen mit nur einem Scheitelpunkt weisen am Scheitelpunkt eine größere Höhe auf als die Lamellen mit mehreren Scheitelpunkten. Die niedrigen Lamellen, d. h. die Lamellen mit mehreren Scheitel- punkten, werden somit geschützt und ein Verhaken mit benachbarten Füllkörpern wird redu- ziert.
Wenn die zwei äußeren Lamellen mit nur einem Scheitelpunkt ausgehend von einer ersten Mittelebene in unterschiedliche Richtungen gebogen sind, kann ein großes Volumen um- schlossen werden. Die erste Mittelebene ist mittig zwischen einer Vorderseite und einer Rück- seite des Füllkörpers angeordnet. Durch das erreichte offene Konzept kann ein niedriger Druckverlust realisiert werden.
Dies kann dadurch verstärkt werden, dass die Scheitelpunkte der Lamellen auf unterschiedli- chen Seiten einer zweiten Mittelebene des Füllkörpers, die mittig zwischen der rechten und der linken Seite des Füllkörpers verläuft, angeordnet sind.
Vorteilhafterweise können an jedem Ende des Füllkörpers zwei Lamellen mit einer asymmet- rischen Bogenform mit je einem Scheitelpunkt angeordnet sein. Sowohl am oberen als auch am unteren Ende des Füllkörpers sind also zwei Lamellen angeordnet, die die beschriebene Form aufweisen. Dadurch wird eine hohe Stabilität des Füllkörpers erreicht.
In noch einer Variante kann vorgesehen sein, dass zwischen der mittleren Lamelle und den äußeren Lamellen mindestens eine Lamelle mit einer asymmetrischen Bogenform mit mindes- tens zwei Scheitelpunkten angeordnet ist. Dies führt zu einer hohen Stabilität, zu einer großen Oberfläche, an der der Trennvorgang erfolgen kann, zu einem offenen Design mit geringem Druckverlust und verhindert das Verhaken der Füllköper miteinander.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Füllkörper eine mittlere Lamelle mit einer symmetrischen Bogenform mit einem Scheitelpunkt, an jedem Ende zwei äußere Lamellen mit einer asymmetrischen Bogenform mit einem Scheitelpunkt, die in unterschiedliche Richtungen gekrümmt sind und deren Scheitelpunkte auf unterschied- lichen Seiten einer zwischen der linken und der rechten Seite des Füllkörpers angeordneten zweiten Mittelebene des Füllkörpers liegen, zwischen der mittleren Lamelle und den jeweiligen äußeren Lamellen je eine Lamelle mit einer asymmetrischen Bogenform mit drei Scheitelpunk- ten sowie je eine geteilte Lamelle mit zwei Segmenten umfasst. Diese Füllkörper verteilen sich gleichmäßig innerhalb der Kolonnen und sorgen für eine gleichmäßige Flüssigkeitsströmung durch die Kolonne. Zudem lässt sich die Struktur dieser Füllkörper nicht bzw. nur sehr schwer verformen. Um dem Füllkörper eine erhöhte Festigkeit zu verleihen, kann mindestens eine der Lamellen mit einer Sicke versehen sein. Vorzugsweise sind nur die Lamellen mit nur einem Scheitel- punkt mit einer Sicke versehen. Diese hohen Lamellen sorgen dann für die Festigkeit des Füllkörpers, während die niedrigen Lamellen, die keine Sicke aufweisen und glatt sind, für die Flüssigkeitsverteilung in der Schüttung sorgen. Dies kann dadurch verstärkt werden, dass sich zumindest zwei der Lamellen in einem Kontaktpunkt berühren.
Die Festigkeit der Füllkörper kann weiter erhöht werden, wenn an beiden seitlichen Rändern des Füllkörpers ein sich über die gesamte Länge des Füllkörpers ersteckender Quersteg aus- gebildet ist, in den die Lamellen übergehen. Diese Querstege können aufgebördelt sein.
Vorzugsweise ist das von den Lamellen umschlossene Volumen des Füllkörpers im Wesentli- chen quaderförmig. Das Verhältnis von der Höhe des Füllkörpers zum theoretischen Durch- messer des Füllkörpers beträgt etwa 0,6. Es hat sich gezeigt, dass bei diesem Verhältnis ein sehr guter Füllgrad eines vorgegebenen Volumens erreicht wird.
Die Größe des Füllkörpers beeinflusst den Durchfluss und somit die Kapazität und kann daher entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall ausgewählt werden. Je größer die Füllkörper, desto geringer sind der Strömungswiderstand und der Druckverlust. Eine offenere Struktur des Füllkörpers erhöht den Durchfluss, während bei einer kleineren Größe des Füllkörpers der Wirkungsgrad des Trennvorgangs steigt, da eine größere Oberfläche für den Trennvorgang zur Verfügung steht. Ein guter Kontakt mit Flüssigkeit und Dampf erhöht die Prozesseffizienz und damit die Qualität des Prozesses.
Im Folgenden wird der Füllkörper anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : Perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Füllkörpers,
Fig. 2: Draufsicht auf den Füllkörper aus Fig. 1 ,
Fig. 3: Ansicht der rechten Seite des Füllkörpers aus Fig. 1 ,
Fig. 4: Ansicht der linken Seite des Füllkörpers aus Fig. 1 ,
Fig. 5: Ansicht der Vorderseite des Füllkörpers aus Fig. 1 ,
Fig. 6: Ansicht der Rückseite des Füllkörpers aus Fig. 1 , und Fig. 7a-i: Seitenansicht der einzelnen Lamellen des Füllkörpers aus Fig. 1 quer zur
Längsrichtung des Füllkörpers.
In Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Füllkörper in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Der Füllkörper 1 umfasst eine Mehrzahl, im dargestellten Ausführungsbeispiel neun, nebenei- nander angeordnete Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9. Die Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 sind ausgehend von einer ersten Mittelebene M1 (siehe Fig. 2) des Füllkörpers 1 nach außen aufgebogen und legen so das Volumen des Füllkörpers 1 fest. Die Lamellen sind bandförmig mit einer Breite b und einer Länge I. Die genaue Form der La- mellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 wird in Bezug auf die folgenden Figuren noch näher beschrieben.
Vorzugsweise weisen alle Lamellen die gleiche Breite b auf, im dargestellten Ausführungsbei- spiel sind dies 5 mm. Es wäre aber auch möglich, dass zumindest einige Lamellen eine andere Breite aufweisen. Die Länge I aller Lamellen ist gleich. An beiden Rändern des Füllkörpers 1 , parallel zu einer Längsachse L des Füllkörpers 1 , sind Querstege 3, 4 ausgebildet. Die Lamel- len 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 münden in die Querstege 3, 4 und sind fest mit diesen verbunden. Dadurch ist jede der Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 mit der/den jeweils danebenliegenden Lamelle(n) 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 verbun- den. Wie in Fig. 1 deutlich zu sehen, erstecken sich die Querstege 3, 4 parallel zur Längsachse L des Füllkörpers 1. Die Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 verlaufen quer zu den Querstegen 3, 4, d.h. senkrecht zur Längsachse L des Füllkörpers 1 . Der Füllkörper 1 kann beispielsweise aus Metall hergestellt werden. In diesem Fall wird der Füllkörper 1 aus einem Metallband hergestellt. Dabei werden in das Metallband parallel zur Längsrichtung des Metallbandes verlaufende Schnitte eingebracht. Die Schnitte erstecken sich nicht über die ganze Breite des Metallbandes, sodass an beiden senkrecht zu den Schnitten verlaufenden Ränder des Metallbandes die Querstege 3, 4 stehen bleiben. Die durch die parallel zur Längs- richtung des Metallbandes verlaufenden Schnitte entstehenden Streifen, also die Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, werden aus der Ebene des Metallbandes herausge- drückt, so dass ein dreidimensionaler Körper, der Füllkörper 1 , entsteht. Durch quer zur Längs- richtung des Metallbandes verlaufende Schnitte werden die einzelnen Füllkörper von dem Me- tallband abgetrennt. Einzelne Lamellen können mit kurzen, quer zur Längsrichtung des Me- tallbandes verlaufenden Schnitten in zwei Segmente geteilt werden. Wie aus Fig.1 ersichtlich, erstecken sich die Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 auf beiden Seiten der Ebene des ursprünglich flachen Metallbands und umschließen ein Vo- lumen V. Allen Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 wird dabei eine Bogenform mit mindestens einem Scheitelpunkt aufgeprägt. Ein Scheitelpunkt ist dabei der höchste bzw. tiefste Punkt eines Bogens bzw. eines Bogenstücks. Mindestens eine der Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 weist eine irreguläre Form auf. Mit dem Begriff„irreguläre Form“ ist dabei gemeint, dass mindestens eine der Lamellen stark von einer Sinuswellen-Form ab- weicht und keine periodisch wiederkehrenden Elemente aufweist. Insbesondere ist damit ge- meint, dass mindestens eine der Lamellen bogenförmig oder wellenförmig gekrümmt ist, min- destens zwei Richtungswechsel in ihrer Steigung aufweist und in sich keine Symmetrie auf- weist. Auf die genaue Form der Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 wird im Fol- genden, insbesondere unter Bezug auf Figur 7a-i, noch genauer eingegangen.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf den Füllkörper 1 entlang seiner Längsachse L. Die Bogenform der Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 ist deutlich zu erkennen. Alle Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 haben eine unterschiedliche Form. Wie deutlich zu erkennen ist, ist der Querschnitt des Füllkörpers 1 in etwa rechteckig, das durch die Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 umschlossene Volumen V ist daher in etwa quaderför- mig. Das Volumen V wird von einer ersten Mittelebene M1 und einer zweiten Mittelebene M2 geteilt, die senkrecht aufeinander stehen und sich in der Längsachse L des Füllkörpers 1 schneiden. Die erste Mittelebene M1 verläuft mittig zwischen einer Vorderseite 6 und einer Rückseite 7 des Füllkörpers 1 , die zweite Mittelachse M2 verläuft mittig zwischen einer linken Seite 8 und einer rechten Seite 9 des Füllkörpers 1.
Um die Form der Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 genauer zu beschreiben, kann ein Koordinatensystem in den Füllkörper 1 gelegt werden. Die z-Achse des Koordinaten- systems erstreckt sich entlang der Längsachse L des Füllkörpers, die x-Achse und die y-Achse stehen senkrecht aufeinander und senkrecht zur z-Achse. In Fig. 2 erstreckt sich die x-Achse also entlang der zweidimensionalen Darstellung der ersten Mittelebene M1 , die y-Achse er- streckt sich entlang der zweidimensionalen Darstellung der zweiten Mittelebene M2, die z- Achse verläuft im Schnittpunkt der beiden Mittelebenen M1 , M2, also wie bereits beschreiben entlang der Längsachse L des Füllkörpers 1. Die Form der Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 kann somit in der x-y-Ebene, also in der zur z-Achse und damit zur Längsachse L des Füllkörpers 1 senkrechten Ebene mit einem Kurvenverlauf, im vorliegenden Fall Bogen- form genannt, beschrieben werden und wird im Folgenden genauer erläutert. Auch in der WO 2008/067031 A2 können die einzelnen Lamellen mit Hilfe eines derartigen Koordinatensystems beschrieben werden. Auch hier verläuft die z-Achse entlang der der Längsachse des Füllkörpers, die allerdings gebogen ausgebildet ist. Die z-Achse ist daher ebenfalls gebogen. Die Form der einzelnen Lamellen kann ebenfalls wieder durch eine Kurve in der x-y-Ebene des Koordinatensystems, also einer auf der z-Achse senkrecht stehenden Ebene, beschrieben werden. Sowohl in dem in Figuren 1 bis 13 gezeigten Ausführungsbeispiel als auch in dem in Figuren 14 bis 26 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kurvenform der Lamellen teilweise identisch. Die Lamellen mit identischer Lamellenform unterscheiden sich lediglich dadurch, dass sie an unterschiedlichen Positionen der z-Achse angeordnet sind. Zu- dem sind die Lamellen zumindest teilweise punktsymmetrisch zum Ursprung des Koordina- tensystems.
Die Quaderform des Füllkörpers 1 wird dadurch erreicht, dass vier der Lamellen, nämlich die erste Lamelle 2.1 , die zweite Lamelle 2.2, die achte Lamelle 2.8 und die neunte Lamelle 2.9 eine asymmetrische Bogenform mit je einem Scheitelpunkt S1 , S2, S8, S9 aufweisen, wobei sich zwei dieser vier Lamellen, nämlich die erste Lamelle 2.1 und die achte Lamelle 2.8, auf der einen Seite der ersten Mittelebene M1 erstrecken und die anderen zwei dieser vier Lamel- len, nämlich die zweite Lamelle 2.2 und die neunte Lamelle 2.9, auf der anderen Seite der ersten Mittelebene M1 erstrecken. Die Scheitelpunkte S1 , S2, S8, S9 dieser vier Lamellen 2.1 , 2.2, 2.8, 2.9 liegen jeweils neben der zweiten Mittelebene M2. Dabei sind die Scheitelpunkte S1 , S8; S2, S9 der Lamellen 2.1 , 2.8; 2.2, 2.9, die jeweils auf der gleichen Seite der ersten Mittelebene M1 liegen, auf unterschiedlichen Seiten der zweiten Mittelebene M2 angeordnet. Diese vier Lamellen 2.1 , 2.2, 2.8, 2.9 sind am oberen und unteren Ende des Füllkörpers 1 ausgebildet, wobei an jedem Ende je zwei Lamellen 2.1 , 2.2; 2.8, 2.9 angeordnet sind, die sich jeweils auf unterschiedliche Seiten der ersten Mittelebene M1 erstrecken, und deren Scheitel- punkte S1 , S2; S8, S9 auf unterschiedlichen Seiten der zweiten Mittelebene M2 angeordnet sind.
Zudem umfasst der Füllkörper eine mittlere Lamelle 2.5, die eine symmetrische Bogenform mit einem Scheitelpunkt S5 aufweist. Der Scheitelpunkt S5 dieser Lamelle 2.5 liegt daher in der zweiten Mittelebene M2. Die mittige Lamelle 2.5 erstreckt sich zur Rückseite 7 des Füllkörpers 1 .
Da die Lamellen 2.1 , 2.2, 2.5, 2.8, 2.9 jeweils nur einen Scheitelpunkt S1 , S2, S5, S8, S9 aufweisen, haben sie eine relativ große Höhe und bilden somit eine Außenwand bzw. äußere Hülle des Füllkörpers 1 aus. Zwischen den beiden an dem ersten Rand des Füllkörpers aus- gebildeten Lamellen 2.1 , 2.2 und der mittleren Lamelle 2.5 sind zwei mehrfach gebogene La- mellen, die dritte Lamelle 2.3 und die vierte Lamelle 2.4 angeordnet.
Die dritte Lamelle 2.3 weist eine asymmetrische Bogenform mit drei Scheitelpunkten S3.1 , S3.2, S3.3 auf, wobei sich der mittlere Scheitelpunkt S3.2 auf eine andere Seite der ersten Mittelebene M1 erstreckt als die beiden anderen Scheitelpunkte S3.1 , S3.3. Zudem weist der mittlere Scheitelpunkt S3.2 einen größeren Abstand von der ersten Mittelebene M1 auf als die beiden anderen Scheitelpunkte S3.1 , S3.3. Die beiden äußeren Scheitelpunkte S3.1 , S3.3 weisen beide den gleichen Abstand zu ersten Mittelebene 1 auf. Der mittlere Scheitelpunkt S3.2 hat daher eine größere Höhe bzw. eine größere Amplitude, als die beiden äußeren Schei- telpunkte S3.1 , S3.3. In der dargestellten Draufsicht liegt der mittlere Scheitelpunkt S3.2 rechts von der zweiten Mittelebene M2. Der Abstand von dem linken Quersteg 3 des Füllkörpers 1 zum mittleren Scheitelpunkt S3.2 der Lamelle 2.3 ist daher größer als der Abstand von dem rechten Quersteg 4 des Füllkörpers 1 zum mittleren Scheitelpunkt S3.2. Somit ist die Wellen- länge des linken Bereichs der Lamelle 2.3, also ausgehend vom linken Quersteg 3 bis zum mittleren Scheitelpunkt S3.2 größer als die Wellenlänge des rechten Bereichs der Lamelle 2.3 also ausgehend vom mittleren Scheitelpunkt S3.2 zum rechten Quersteg 4.
Die vierte Lamelle 2.4 ist in zwei Segmente 2.4.1 und 2.4.2 geteilt. Das erste Segment 2.4.1 erstreckt sich ausgehend von dem linken Quersteg 3 des Füllkörpers 1 in das Innere des Vo- lumens V des Füllkörpers 1 . Das zweite Segment 2.4.2 erstreckt sich ausgehend vom rechten Quersteg 4 des Füllkörpers 1 in das Innere des Volumens V des Füllkörpers. Die beiden Seg- mente 2.4.1 , 2.4.2 weisen eine unterschiedliche Länge auf, wobei das erste, das linke Seg- ment 2.4.1 kürzer ist als das zweite, das rechte Segment 2.4.2. Das erste Segment 2.4.1 er- streckt sich ausgehend von dem linken Quersteg 3 mit einer konkaven, d. h. in Fig. 2 nach oben gebogenen Krümmung in Richtung der Vorderseite 6 des Füllkörpers 1. Das erste Seg- ment 2.4.1 weist also keinen Scheitelpunkt auf. Das zweite Segment 2.4.2 weist ausgehend von dem rechten Quersteg 4 auch in Richtung der Vorderseite 6 des Füllkörpers 1 , allerdings in einer Geraden, weist einen Scheitelpunkt S4 auf und erstreckt sich nach dem Scheitelpunkt S4 wieder relativ gerade nach oben in Richtung der Rückseite 7 des Füllkörpers 1. Die Enden der beiden Segmente 2.4.1 und 2.4.2 zeigen daher in unterschiedliche Richtungen und sind beabstandet zueinander.
Durch die mehrfache Biegung der Lamellen 2.3, 2.4 weisen diese Lamellen 2.3, 2.4 eine nied- rigere Höhe auf als die Randlamellen 2.1 , 2.2, 2.8, 2.9 und die mittige Lamelle 2.5. Auch zwischen den anderen beiden Randlamellen 2.8, 2.9 und der mittigen Lamelle 2.5 sind zwei mehrfach gebogene Lamellen, die sechste Lamelle 2.6 und die siebte Lamelle 2.7 ange- ordnet. Die sechste Lamelle 2.6 ist neben der mittigen Lamelle 2.5 angeordnet. Die sechste Lamelle 2.6 ist ebenfalls in zwei Segmente 2.6.1 , 2.6.2 unterteilt. Die beiden Segmente 2.6.1 , 2.6.2 weisen unterschiedliche Längen auf, wobei das erste, vom linken Quersteg 3 ausge- hende Segment 2.6.1 länger ist als das zweite, vom rechten Quersteg 4 ausgehende Segment
2.6.2. Das erste Segment 2.6.1 erstreckt sich ausgehend von dem linken Quersteg 3 nach oben gebogen, also konkav, in Richtung der Rückseite 7 des Füllkörpers 1 bis zu einem Schei- telpunkt S6. Dort ändert die Steigung des Segments 2.6.1 die Richtung, wechselt also das Vorzeichen, und das Segment 2.6.1 verläuft von dort gerade in Richtung zur Vorderseite 6 des Füllkörpers 1 und kreuzt dabei die zweite Mittelebene M2. Das zweite Segment 2.6.2 erstreckt sich ausgehend vom rechten Quersteg 4 nach unten gekrümmt, also konvex, in Richtung zur Rückseite 7 des Füllkörpers 1. Die Enden der beiden Segmente 2.6.1 und 2.6.2 sind beab- standet voneinander und liegen auf unterschiedlichen Seiten der ersten Mittelebene M1 .
Die siebte Lamelle 2.7 ist wieder eine durchgehende Lamelle mit einer asymmetrischen Bo- genform und weist drei Scheitelpunkte S7.1 , S7.2, S7.3 auf. Der mittlere Scheitelpunkt S7.2 liegt auf einer ersten, zur Rückseite 7 des Füllkörpers 1 gewandten Seite der ersten Mittel- ebene M1 , die beiden anderen, die äußeren Scheitelpunkte S7.1 , S7.3 liegen auf der anderen, zur Vorderseite 6 des Füllkörpers 1 gewandten Seite der ersten Mittelebene M1 . Der mittlere Scheitelpunkt S7.2 weist einen größeren Abstand zur ersten Mittelebene M1 auf als die ande- ren beiden Scheitelpunkte S7.1 , S7.3. Die beiden äußeren Scheitelpunkte S7.1 , S7.3 weisen gleichen Abstand zu ersten Mittelebene M1 auf. Der mittlere Scheitelpunkt S7.2 hat daher eine größere Amplitude als die beiden äußeren Scheitelpunkte S7.1 , S7.3. Der mittlere Scheitel- punkt S7.2 liegt links neben der zweiten Mittelebene M2, sodass der Abstand vom ersten, dem linken Quersteg 3 zum mittleren Scheitelpunkt S7.2 kleiner ist als der Abstand vom mittleren Scheitelpunkt S7.2 zum zweiten, dem rechten Quersteg 4 des Füllkörpers 1 . Der linke Bereich der Lamelle 2.7, d. h. ausgehend vom linken Quersteg 3 bis zum mittleren Scheitelpunkt S7.2 hat daher eine geringere Wellenlänge als der rechte Bereich der Lamelle 2.7, das heißt aus- gehend vom mittleren Scheitelpunkt S7.2 bis zum rechten Quersteg 4 des Füllkörpers 1 . Auch die sechste Lamelle 2.6 und die siebte Lamelle 2.7 sind wieder niedriger als die Randlamellen
2.1. 2.2, 2.8, 2.9 und die mittige Lamelle 2.5. Die dritte, vierte, sechste und siebte Lamelle 2.3, 2.4, 2.6, und 2.7 unterteilen daher den Füll- körper 1 quer zur Längsachse L (siehe Fig. 2). In Längsrichtung durch den Füllkörper 1 strö- mende Fluide werden daher aufgeteilt bzw. unterbrochen, sodass die Ausbildung von Fluid kanälen vermieden und die Trennleistung verbessert wird.
Fig. 3 zeigt die rechte Seitenansicht des Füllkörpers 1. Die unterschiedliche Höhe der neun Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 ist gut zu erkennen. Die erste Lamelle 2.1 , die zweite Lamelle 2.2, die fünfte Lamelle 2.5, die achte Lamelle 2.8 und die neunte Lamelle 2.9 haben etwa die gleiche Höhe, wobei sich die zweite Lamelle 2.2 und die neunte Lamelle 2.9 auf die andere Seite der ersten Mittelebene M1 des Füllkörpers 1 erstrecken als die erste Lamelle 2.1 , die fünfte Lamelle 2.5 und die achte Lamelle 2.8. Die dritte Lamelle 2.3, die vierte Lamelle 2.4, die sechste Lamelle 2.6 und die siebte Lamelle 2.7 erstrecken sich ausgehend von der ersten Mittelebene M1 jeweils in beide Richtungen des Füllkörpers 1 und weisen daher eine deutlich niedrigere Höhe auf als die anderen Lamellen. Daher weist der Füllkörper in die ser Achse eine große offene projizierte Querschnittsfläche auf. Dies ist auch aus Fig.4, in der die linke Seitenansicht des Füllkörpers gezeigt ist, zu erkennen. Alle Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 haben die gleiche Breite b. Die Randlamellen 2.1 , 2.2, 2.8, 2.9 und die mittige Lamelle 2.5 sind mit einer Sicke 5 versehen. Dadurch wird die Festigkeit des Füll- körpers 1 erhöht. Die niedrigeren Lamellen 2.3, 2.4, 2.6, 2.7 weisen keine Sicke auf. Dadurch erfolgt eine Funktionstrennung der Lamellen in die Lamellen 2.1 , 2.2, 2.8, 2.9, 2.5, die für die Festigkeit sorgen, und die Lamellen 2.3, 2.4, 2.6, 2.7, die für die Phasenverteilung sorgen.
Fig. 5 zeigt die Vorderseite 6 des Füllkörpers 1 , Fig. 6 zeigt die Rückseite 7 des Füllkörpers 1. Alle Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 verlaufen parallel zueinander und weisen die gleiche Breite b auf. Die offene projizierte Querschnittsfläche in dieser Achse ist eher klein. Lediglich die geteilten Lamellen 2.4 und 2.6 sorgen für offene Bereiche.
In den Figuren 7a bis 7i sind die einzelnen Lamellen jeweils in einer Ansicht senkrecht zur Längsachse L des Füllkörpers gezeigt.
Fig. 7a zeigt die erste Lamelle 2.1. Diese Lamelle 2.1 ist eine Randlamelle. Die erste Lamelle 2.1 weist eine asymmetrische Bogenform mit einem Scheitelpunkt S1 auf. Der Scheitelpunkt S1 ist außermittig angeordnet, d. h. der Abstand vom ersten, d. h. dem linken Quersteg 3 zum Scheitelpunkt S1 ist kleiner als der Abstand von zweiten, d. h. dem rechten Quersteg 4 zum Scheitelpunkt S1 . Die Lamelle 2.1 ist nach oben gebogen, d. h. sie weist eine konkave Krüm- mung auf. Am Übergang zum rechten Quersteg 4 weist die Lamelle 2.1 einen Knick auf. Für die gesamte Beschreibung der Fig. 7, d. h. für Fig. 7a bis Fig. 7i gilt, dass der Ausdruck„nach oben“ zur Rückseite 7 des Füllkörpers 1 weisend bedeutet. Entsprechend gilt, dass der Begriff „nach unten“ zur Vorderseite 6 des Füllkörpers 1 weisend bedeutet.
Fig. 7b zeigt die zweite Lamelle 2.2. Diese Lamelle 2.2 ist ebenfalls eine Randlamelle. Die zweite Lamelle 2.2 weist ebenfalls eine asymmetrische Bogenform mit einem Scheitelpunkt S2 auf, wobei der Abstand vom ersten, d. h. dem linken Quersteg 3 zum Scheitelpunkt S2 größer ist als der Abstand vom zweiten, d. h. dem rechten Quersteg 4 zum Scheitelpunkt S2. Die Lamelle 2.2 ist nach unten gekrümmt, weist also eine konvexe Krümmung auf, wobei die beiden seitlichen Querstege 3, 4 nach oben verlaufen und die zweite Lamelle 2.2 erst dahinter nach unten abknickt.
In Fig. 7c ist die dritte Lamelle 2.3 gezeigt. Die dritte Lamelle 2.3 weist eine asymmetrische Bogenform mit drei Scheitelpunkten S3.1 , S3.2, S3.3 auf. Ausgehend vom ersten, d. h. dem linken Quersteg 3, erstreckt sich die dritte Lamelle 2.3 nach oben bis zum ersten äußeren Scheitelpunkt S3.1. Vom ersten äußeren Scheitelpunkt S3.1 erstreckt sich die dritte Lamelle 2.3 relativ gerade nach unten und schließt mit der ersten Mittelebene M1 etwa einen 40°- Winkel ein bis zum zweiten, dem mittigen Scheitelpunkt S3.2 und verläuft von dort wieder relativ gerade, etwa einen 55°-Winkel mit der ersten Mittelachse M1 einschließend, nach oben zum dritten, ebenfalls einem äußeren Scheitelpunkt S3.3. Der mittlere Scheitelpunkt S3.2 hat einen größeren Abstand von der ersten Mittelebene M1 (siehe Fig. 2) als der erste Scheitel- punkt S3.1 und der dritte Scheitelpunkt S3.3. Der erste Scheitelpunkt S3.1 und der dritte Schei- telpunkt S3.3 haben etwa den gleichen Abstand von der ersten Mittelebene M1 . Der Abstand vom ersten, d. h. dem linken Quersteg 3 zum mittleren Scheitelpunkt S3.2 ist größer als der Abstand vom zweiten, d. h. dem rechten Quersteg 4 zum mittleren Scheitelpunkt S3.2. Die beiden äußeren Scheitelpunkte S3.1 , S3.3 haben etwa den gleichen seitlichen Abstand zum jeweils danebenliegenden Quersteg 3, 4. Daher ist der Abstand vom ersten äußeren Scheitel- punkt S3.1 zum mittleren Scheitelpunkt S3.2 größer als der Abstand vom zweiten äußeren Scheitelpunkt S3.3 zum mittleren Scheitelpunkt S3.2.
Fig. 7d zeigt die vierte Lamelle 2.4. Die vierte Lamelle 2.4 ist eine geteilte Lamelle und umfasst die zwei Segmente 2.4.1 und 2.4.2. Das erste Segment 2.4.1 ist kürzer als das zweite Segment 2.4.2. Das erste Segment 2.4.1 erstreckt sich kurz nach oben, diese Länge entspricht in etwa dem linken Quersteg 3 und knickt dann in Richtung der Vorderseite 6 des Füllkörpers 1 ab und verläuft nach oben gekrümmt, d. h. konkav. Das zweite Segment 2.4.2 der Lamelle 2.4 er- streckt sich kurz nach oben, dies entspricht dem rechten Quersteg 4, knickt dann nach unten ab und verläuft relativ gerade, etwa einen 45°-Winkel mit der ersten Mittelebene M1 einschlie- ßend, bis zu einem Scheitelpunkt S4. Dort ändert sich die Richtung der Steigung des Seg- ments 2.4.2 und das Segment 2.4.2 verläuft gerade, etwa einen 70°-Winkel mit der ersten Mittelebene M1 einschließend, nach oben bis zum Ende des Segments 2.4.2. Die Enden der beiden Segmente 2.4.1 und 2.4.2 sind beabstandet zueinander und weisen in unterschiedliche Richtungen.
Fig. 7e zeigt die fünfte Lamelle 2.5. Die fünfte Lamelle 2.5 weist eine symmetrische Bogenform mit einem Scheitelpunkt S5 auf. Der Scheitelpunkt S5 hat also den gleichen Abstand von bei- den Querstegen 3, 4. Die mittige Lamelle 2.5 ist nach oben gekrümmt, d. h. sie weist eine konkave Krümmung auf und ist nur auf einer Seite der ersten Mittelebene M1 ausgebildet.
Fig. 7f zeigt die sechste Lamelle 2.6. Es handelt sich hierbei wieder um eine geteilte Lamelle, d. h. die Lamelle 2.6 umfasst zwei Segmente 2.6.1 und 2.6.2. Die Enden der beiden Segmente 2.6.1 und 2.6.2 sind beabstandet zueinander. Das in Fig. 7f linke Segment 2.6.1 erstreckt sich ausgehend vom linken Quersteg 3 mit einer konkaven Krümmung nach oben bis zu einem Scheitelpunkt S6 und führt von dort nach unten, im Wesentlichen entlang einer Geraden, die etwa einen 80°-Winkel mit der ersten Mittelebene M1 einschließt. Das zweite, das rechte Seg- ment 2.6.2 schließt etwa in einem 90°-Winkel an den rechten Quersteg 4 an und führt von dort in einer konvexen Krümmung nach innen und nach oben. Die Enden der beiden Segmente 2.6.1 und 2.6.2 liegen auf unterschiedlichen Seiten der ersten Mittelebene M1 . Das erste Seg- ment 2.6.1 ist länger als das zweite Segment 2.6.2.
Fig. 7g zeigt die siebte Lamelle 2.7. Es handelt sich dabei um eine niedrige Lamelle mit einer asymmetrischen Bogenform mit drei Scheitelpunkten S7.1 , S7.2, S7.3. Die Lamelle 7.2 schließt sich mit etwa einem 90°-Winkel an den linken Quersteg 3 an, erstreckt gerade nach unten und schließt mit der ersten Mittelebene M1 etwa einen 25°-Winkel ein und geht mit einer Krümmung in einen ersten unteren Scheitelpunkt S7.1 über. Ausgehend von diesem ersten unteren Scheitelpunkt S7.1 verläuft die Lamelle 7.2 gekrümmt nach oben und geht in eine Gerade über, die mit der ersten Mittelebene M1 einen Winkel von ca. 75° einschließt. Die Gerade geht wiederum mit einer Krümmung in einen mittleren oberen Scheitelpunkt S7.2 über. Ausgehend von diesem mittleren Scheitelpunkt S7.2 wendet sich die Lamelle 7.2 mit einer leichten Krümmung wieder nach unten und geht in eine Gerade über, die mit der ersten Mit- telebene M1 einen Winkel von ca. 75° einschließt und die mit einer Krümmung in einen zweiten unteren Scheitelpunkt S7.3 übergeht. Ausgehend von dem zweiten unteren Scheitelpunkt S7.3 geht die siebte Lamelle 2.7 mit einer Krümmung in einen geraden Abschnitt über, der mit der ersten Mittelebene M1 einen Winkel von ca. 15° einschließt, und der in etwa mit einem 90°- Winkel in den rechten Quersteg 4 mündet. Der erste untere Scheitelpunkt S7.1 und der zweite untere Scheitelpunkt S7.3 haben etwa den gleichen Abstand zur ersten Mittelebene M1 . Die- ser Abstand ist kleiner als der Abstand des mittleren oberen Scheitelpunkts S7.2 zur ersten Mittelebene M1 . Der mittlere Scheitelpunkt S7.2 weist also eine größere Höhe bzw. eine grö- ßere Amplitude auf als die unteren Scheitelpunkte S7.1 und S7.3. Der erste untere Scheitel- punkt S7.1 und der zweite untere Scheitelpunkt S7.3 haben den gleichen seitlichen Abstand zum mittleren Scheitelpunkt S7.2. Allerdings haben die beiden unteren Scheitelpunkte S7.1 und S7.3 unterschiedliche Abstände zum jeweils danebenliegenden Quersteg 3, 4. Der Ab- stand des ersten unteren Scheitelpunkt S7.1 zum linken Quersteg 3 ist kleiner als der Abstand des zweiten unteren Scheitelpunkt S7.3 zum rechten Quersteg 4. Somit weist auch der mittlere Scheitelpunkt S7.2 unterschiedliche Abstände zu den Querstegen 3, 4 auf.
Fig. 7h zeigt die achte Lamelle 2.8. Die achte Lamelle 2.8 hat eine asymmetrische Bogenform mit einem Scheitelpunkt S8. Ausgehend vom linken Quersteg 3, an den sich die achte Lamelle 2.8 mit einem etwa 135°-Winkel anschließt, krümmt sich die achte Lamelle 2.8 nach oben (konkave Krümmung) bis zum Scheitelpunkt S8. Am Scheitelpunkt S8 ändert sich die Richtung der Steigung der achten Lamelle 2.8 und die achte Lamelle 2.8 erstreckt sich wieder nach unten, geht in einen geraden Bereich über, der gerade in den rechten Quersteg 4 übergeht. Der Abstand vom linken Quersteg 3 zum Scheitelpunkt S8 ist größer als der Abstand vom Scheitelpunkt S8 zum rechten Quersteg 4.
Fig. 7i zeigt die neunte Lamelle 2.9. Die neunte Lamelle 2.9 schließt sich an den linken Quer- schnitt 3 an und verläuft von dort aus mit einer konvexen Krümmung nach unten bis zu einem Scheitelpunkt S9. Ausgehend von dem Scheitelpunkt S9 erstreckt sich die neunte Lamelle 2.9 wieder nach oben und geht in den rechten Quersteg 4 über. Die Lamelle 2.9 weist wieder eine asymmetrische Bogenform mit einem Scheitelpunkt S9 auf, das heißt der Abstand vom linken Quersteg 3 zum Scheitelpunkt S9 ist kleiner als der Abstand vom Scheitelpunkt S9 zum rech- ten Quersteg 4.
Die beiden Querstege 3, 4 erstrecken sich immer leicht schräg nach oben. Die neun Lamellen 2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 gehen nahtlos in die Querstege 3, 4 über.
Die Lamellen 2.3, 2.4, 2.6, 2.7, die niedrigen Lamellen, weisen eine geringere Höhe auf als die Lamellen 2.1 , 2.2, 2.5, 2.8, 2.9, die hohen Lamellen.
Die Querstege sind nicht Teil der Lamellen. Als Materialien für die Füllkörper werden vorzugsweise Metalle, beispielsweise hochwertiger Stahl, eingesetzt. Es wäre aber auch denkbar, derartige Füllkörper aus Kunststoff herzustellen. Das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren gilt natürlich nicht für Füllkörper aus Kunststoff.
Bezugszeichenliste
1 Füllkörper
2.1 erste Lamelle
2.2 zweite Lamelle
2.3 dritte Lamelle
2.4 vierte Lamelle
2.4.1 erstes Segment vierte Lamelle
2.4.2 zweites Segment vierte Lamelle
2.5 fünfte bzw. mittlere Lamelle
2.6 sechste Lamelle
2.6.1 erstes Segment sechste Lamelle
2.6.2 zweites Segment sechste Lamelle
2.7 siebte Lamelle
2.8 achte Lamelle
2.9 neunte Lamelle
3 linker Quersteg
4 rechter Quersteg
5 Sicke
6 Vorderseite Füllkörper
7 Rückseite Füllkörper
8 linke Seite Füllkörper
9 rechte Seite Füllkörper
M1 erste Mittelebene
M2 zweite Mittelebene
L Längsachse Füllkörper
V Volumen Füllkörper b Breite Lamellen
Länge Lamellen
51 Scheitelpunkt erste Lamelle
52 Scheitelpunkt zweite Lamelle
53.1 erster Scheitelpunkt dritte Lamelle
53.2 zweiter Scheitelpunkt dritte Lamelle
53.3 dritter Scheitelpunkt dritte Lamelle
54 Scheitelpunkt vierte Lamelle
55 Scheitelpunkt fünfte Lamelle
56 Scheitelpunkt sechste Lamelle
57.1 erster Scheitelpunkt siebte Lamelle
57.2 zweiter Scheitelpunkt siebte Lamelle
57.3 dritter Scheitelpunkt siebte Lamelle
58 Scheitelpunkt achte Lamelle
59 Scheitelpunkt neunte Lamelle

Claims

Ansprüche
1. Füllkörper (1 ), insbesondere für Stoff- und/oder Wärmeaustauschkolonnen, die von mindestens einer Gas- und/oder mindestens einer Flüssigkeitsströmung durchströmt werden, mit einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten, nach innen und/oder außen gekrümmten Lamellen (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9), wobei jede La- melle (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9) an mindestens einem ihrer Enden mit den daneben angeordneten Lamellen (2.1 , 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9) ver- bunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Lamellen (2.3, 2.4, 2.6, 2.7) eine irreguläre Form aufweist, derart, dass die mindestens eine Lamelle (2.3, 2.7) senkrecht zur Längsachse (L) des Füllkörpers (1 ) bogenförmig oder wellenförmig gekrümmt ist und mindestens zwei Richtungswechsel ihrer Steigung aufweist, d.h. dass die Bogenform der Lamelle (2.3, 2.7) derart ist, dass die Steigung mindestens zweimal das Vorzeichen ändert und die Bogenform der Lamelle (2.3, 2.7) asymmet- risch ist, so dass die Lamelle (2.3, 2.7) in sich keine Symmetrie aufweist.
2. Füllkörper (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass alle Lamellen (2.1 ,
2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9) unterschiedliche Formen aufweisen, so dass der Querschnitt des Füllkörpers (1 ) senkrecht zu seiner Längsrichtung von vielen Stegen durchbrochen wird, die sich zwar kreuzen, aber nicht in größeren Bereichen überla- gern.
3. Füllkörper (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindes- tens eine Lamelle (2.3, 2.7) mindestens zwei Scheitelpunkte aufweist und in den Scheitelpunkten eine unterschiedliche Höhe aufweist.
4. Füllkörper (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Scheitelpunkte (S3, S7) unterschiedlichen Abstand zum jeweils danebenliegen- den Ende der mindestens einen Lamelle (2.3, 2.7) aufweisen.
5. Füllkörper (1 ) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lamelle (2.3; 2.7) drei Scheitelpunkte (S3.1 ,
53.2, S3.3; S7.1 , S7.2, S7.3) aufweist, wobei der mittlere Scheitelpunkt (S3.2; S7.2) eine erste Höhe und die zwei seitlichen Scheitelpunkte (S3.1 , S3.3; S7.1 , S7.3) eine zweite und eine dritte Höhe aufweisen und mindestens eine der Höhen sich von den anderen beiden Höhen unterscheidet.
6. Füllkörper (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand von einem ersten Ende der Lamelle (2.3; 2.7) zum mittleren Scheitelpunkt (S3.2; S7.2) größer ist als der Abstand von einem zweiten Ende der Lamelle (2.3; 2.7) zum mittle ren Scheitelpunkt (S3.2; S7.2).
7. Füllkörper (1 ) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Lamellen (2.4; 2.6) quer zu ihrer Längsrich- tung (I) in zwei Segmente (2.4.1 , 2.4.2; 2.6.1 , 2.6.2) unterteilt ist.
8. Füllkörper (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Seg- mente (2.4.1 , 2.4.2; 2.6.1 , 2.6.2) der mindestens einen Lamelle (2.4; 2.6) unter- schiedliche Länge aufweisen.
9. Füllkörper (1 ) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Segmente (2.4.2; 2.6.1 ) der Lamelle (2.4; 2.6) bogenförmig ausgebildet ist.
10. Füllkörper (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinander zu weisenden Enden der beiden Segmente (2.4.1 , 2.4.2; 2.6.1 , 2.6.2) der Lamelle (2.4; 2.6) voneinander beabstandet sind.
1 1. Füllkörper (1 ) nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine mittlere Lamelle (2.5) eine symmetrische Bo- genform mit einem Scheitelpunkt (S5) aufweist.
12. Füllkörper (1 ) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei äußere Lamellen (2.1 , 2.2; 2.8, 2.9) eine asymmetrische Bogenform mit einem Scheitelpunkt (S1 , S2; S8, S9) aufweisen.
13. Füllkörper (1 ) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei äußeren Lamellen (2.1 , 2.2; 2.8, 2.9) ausgehend von einer ersten Mittelebene (M1 ) in unter- schiedliche Richtungen gebogen sind.
14. Füllkörper (1 ) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schei- telpunkte (S1 , S2; S8, S9) der zwei äußeren Lamellen (2.1 , 2.2; 2.8, 2.9) auf unter- schiedlichen Seiten einer zweiten Mittelebene (M2) angeordnet sind.
15. Füllkörper (1 ) nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende des Füllkörpers (1 ) zwei Lamellen (2.1 , 2.2; 2.8, 2.9) mit einer asymmetrischen Bogenform mit einem Scheitelpunkt (S1 , S2; S8, S9) ange- ordnet sind.
16. Füllkörper nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mittleren Lamelle (2.5) und den äußeren Lamellen (2.1 , 2.2; 2.8, 2.9) mindestens eine Lamelle (2.3; 2.4) mit einer asymmetrischen Bogenform mit mindestens zwei Scheitelpunkten (S3.1 , S3.2, S3.3; S4.1 , S4.2, S4.3) angeordnet ist.
17. Füllkörper (1 ) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine mittlere Lamelle (2.5) mit einer symmetrischen Bogenform mit einem Scheitel- punkt (S5), an jedem Ende zwei äußere Lamellen (2.1 , 2.2; 2.8, 2.9) mit einer asym- metrischen Bogenform mit je einem Scheitelpunkt (S1 , S2; S8, S9), die in unter- schiedliche Richtungen gekrümmt sind und deren Scheitelpunkte (S1 , S2; S8, S9) auf unterschiedlichen Seiten einer zwischen einer linken und einer rechten Seite des Füll- körpers angeordneten zweiten Mittelachse (M2) des Füllkörpers (1 ) liegen, zwischen der mittleren Lamelle (2.5) und den jeweiligen äußeren Lamellen (2.1 , 2.2; 2.8, 2.9) je eine Lamelle (2.3; 2.7) mit einer asymmetrischen Bogenform mit drei Scheitelpunkten (S3.1 , S3.2, S3.3; S7.1 , S7.2, S7.3) und je eine geteilte Lamelle (2.4; 2.6) mit zwei Segmenten (2.4.1 , 2.4.2; 2.6.1 , 2.6.2).
18. Füllkörper (1 ) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Lamellen (2.1 , 2.2, 2.5, 2.8, 2.9) mit einer Sicke (5) versehen ist.
19. Füllkörper (1 ) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Lamellen (2.1 , 2.2, 2.5, 2.8, 2.9) mit nur einem Scheitelpunkt (S1 , S2, S5, S8, S9) mit einer Si- cke (5) versehen sind.
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