FI65377C - Kyltorn - Google Patents

Description

RÄär^l M (11)»UULUTUSjULKAISU - JÖSTa l J v 'utlAggningsskrift ooo / /

JjgjR C (45) ratcni’i Lly 10 .0 M34 , (51) K*.!t/h*.CT.3 B 01 D 5/00 // F 28 B 9/04 SUOMI —FINLAND (M) rtmMakmm — Ρκ·ΜΜ·Μα*ι« 700630 (22) HtkemitfUvl — An*6knlng*d*f 2^.02.70 (23) Alkupilvi—GHtlfh«ttil«g 2*+. 02. 78 (41) Tullut |<ilklMkU —BllvH ofUntMi 19-10.78

Patent· och regteterityreleen ^ AmMcm uth(d od« uiUkrtft«a puMcarad 31.01.81+ (32)(33)(31) Pyyd·**/ «wmiliww BagiH prtorluc 18.0U. 77

USA(US) 7886IO

(71) The Lummus Company, 1515 Broad Street, Bloomfield, N.J. 07003, usa(us) (72) Geerard Johannis Kosten, Dordrecht, Alankcmaat-Nederländerna(NL) (7I+) Berggren Oy Ab (5*+) Jäähdytystorni - Kyltorn Tämä keksintö koskee jäähdytystorneja ja erityisesti sellaisia jäähdytystorneja, joissa on putkilämmönvaihtimia sovitettuina niin, että putkia myöten virtaavaa väliainetta epäsuorasti jäähdyttää tornin läpi virtaava ilma.

Esillä olevan keksinnön mukaan saadaan aikaan ontto jäähdytystorni, jonka sisässä on useita lämmönvaihtimia. Jokaiseen lämmönvaihtimeen kuuluu putkenmuotoinen lämmönsiirtopinta, ja lämmönvaihti-met on sijoitettu tornin seinästä jonkin matkan päähän sisäänpäin, kehänmyötäisesti, niin että ne muodostavat ainakin yhden lämmön-vaihdinrenkaan, jolloin niiden lämmönsiirtopinnat muodostavat renkaan seinät. Lämmönvaihtimet on mieluimmin sovitettu niin, että ne muodostavat ainakin kaksi säteen suunnassa matkan päässä toisistaan olevaa rengasta. Jokaisen renkaan lämmönvaihtimet on mieluimmin sovitettu niin, että niiden lämmönsiirtopinnat muodostavat samankeskisiä sylinterinmuotoisia lämmönsiirtoseiniä.

Renkaiden välimatka ja/tai lämmönvaihdinten korkeus on koordinoitu niin, että saavutetaan tarpeellinen lämmönvaihtopinta-alan suhde ilmanvirtauspinta-alaan, ja riittävästi pinta-alaa ilman virtausta varten lämmönsiirtopintoihin.

2 65377 Lämmönvaihtimet on varustettu sopivilla ilmanohjauslaitteilla torniin länunönvaihdinten kautta sisään johdetun ilman ohjaamiseksi. Ilmanohjauslaitteen muodostaa yleensä joukko ilmakilpiä, jotka sijaitsevat vierettäisten lämmönvaihdinrenkaiden välissä, jolloin kilvet ovat ylöspäin kaltevat tornin kehältä poispäin tornin keskustaa kohti. Ilmakilvet ulottuvat kunkin renkaan lämmönvaihtimen alapäästä lähinnä sisemmän renkaan lämmönvaihtimen yläpäähän. Lämmönvaihtimet ja kilvet on sovitettu niin, että ilmakilven kaltevuus vastaa tornin läpi tapahtuvan ilmanvirtauksen keskimääräisen suunnan tangenttia loishäviöiden siten pienentämiseksi.

Keksintö selitetään tarkemmin oheisen piirustuksen yhteydessä, jossa:

Kuvio 1 on kaaviollinen leikkauskuvanto esillä olevan keksinnön eräästä sovellutusmuodosta, kuvio 2 on pysty osaleikkauskuvanto kuvion 1 mukaisesta sovellutus-muodosta , kuvio 3 on ylhäältä nähty leikkauskuvanto pitkin kuvion 1 viivaa 3-3, kuvio 4 on osaleikkauskuvanto pitkin kuvion 2 viivaa 4-4, kuviot 5a, 5b ja 5c ovat kaaviollisia esityksiä erilaisista rengas- muodoista, ja kuvio 6 on kaaviollinen esitys sovellutusmuodosta, johon kuuluu modifioitu ilmanohjauskilpi.

Mitä piirustukseen tulee, siinä on esitetty ontto jäähdytystorni luonnonvetoisen hyperboolisen jäähdytystornin 10 muodossa, jossa on sisääntuloaukot 11, joiden läpi jäähdytysilma virtaa luonnon vedon vaikutuksesta ympäröivästä ilmakehästä. Huomattakoon, että torni voisi olla pakkovetotyyppinen tai muun muotoinen kuin hyperboo-linen, so. sylinterin muotoinen tai laajeneva luonnonvetotorni.

Jäähdytystornin 10 sisustan alaosassa on joukko lämmönvaihtimia 21, joissa jokaisessa on monesta putkesta 23 koostuvan putkinipun muodostama lämmönvaihtopinta 22. Putket 23 voivat olla vaakasuoria tai pystysuoria, ja piirustuksessa ne on esitetty vaakasuorina. Niin kuin tällä tekniikan alalla tunnettua on, jokaisen lämmönvaihtimen putket 23 on järjestetty sopivasti niin, että ilma pääsee virtaamaan vaihtimen läpi, minkä ansiosta tämä ilmavirta jäähdyttää 65377 3 putkea myöten virtaavan väliaineen.

Lämmönvaihtimet 21 on asetettu kehänmyötäisesti, niin että ne muodostavat säteen suunnassa matkan päässä toisistaan olevat renkaat 24a, 24b, 24c, 24d ja 24e, jolloin niiden lämmönsiirtopinnat 22 muodostavat olennaisesti pystysuorat renkaan seinät.

Niin kuin erityisesti on esitetty,lämmönvaihtopinnat eli niput 22 on sovitettu samankeskisten pystysuorien sylintereiden tangentti-tasoja myöten, niin että lämmönvaihtopinnat muodostavat samankeskiset, yleisesti pystysuorat, sylinterimäiset lämmönsiirtoseinät.

Jokaista lämmönvaihdinrengasta varten on varattu joukko tasomaisia kilpiä ilman estämiseksi virtaamasta ylöspäin lämmönvaihdinrenkai-den välisiä tiloja myöten ja siten ilman ohjaamiseksi jokaisen renkaan lämmönvaihdinten läpi. Ilmakilvet kutakin rengasta varten suppenevat leveydeltään alhaalta ylöspäin ja ne on sovitettu renkaan ympärille renkaan lämmönvaihtopintojen kanssa yhteisulottu-viksi. Kilvet 26 yhtyvät keskenään lähellä lämmönvaihdinrenkäitä ja ovat alaspäin kaltevat renkaan lämmönvaihdinten yläpäästä lähimmän ulomman renkaan lämmönvaihdinten alapäähän. Renkaan kukin lämmönvaihdin on mieluimmin yksilökohtaisesti varustettu ilmakilvel-lä 26, joskin on mahdollista käyttää yksityisiä ilmakilpiä, jotka toimivat ilmanohjauslaitteena kahdelle tai useammalle renkaan ilman-vaihtimista, tai käyttää useita kilpiä kutakin renkaan lämmönvaih-dinta varten. Uloimman lämmönvaihdinrenkaan ilmakilvet 26 ulottuvat alaspäin uloimman renkaan 24e lämmönvaihdinten yläpäästä tornin seinään.

Ilmakilvet 26 on asetettu kulmaan, joka likimääräisesti noudattaa jäähdytystornissa 10 esiintyvän ilmavirran suuntaa loishäviöiden pienentämiseksi. Kilvet saadaan asetetuksi oikeaan kaltevuuteen eli niin, että ne likimäärin noudattavat tornissa 10 esiintyvän ilmavirran keskimääräisen suunnan tangenttia, sovittamalla oikein sylinterimäisten lämmönsiirtoseinien korkeudet toisiinsa nähden, sekä lämmönsiirtorenkaiden läpimitat ja/tai lämmönvaihtimien korkeus. Uloimman lämmönvaihdinrenkaan ilmakilvet 26 eliminoivat tornin kamanan kohdalla olevan tehottoman vyöhykkeen ohjaamalla lämmönvaihdinten uloimman renkaan kautta sen ilman, joka normaalisti erottuu kamanan kohdalla. Lämmönvaihtimet 21 ovat yleensä suorakul- 4 65377 mion muotoiset ja ne asetetaan niin, että niiden pitempi ulottuvuus on korkeutena, so. kunkin lämmönvaihtimen 21 korkeus on suurempi kuin sen leveys. Huomattakoon kuitenkin, että sovitus voi olla toisenkinlainen, joskin edellä mainittua sovitusta pidetään parempana .

Samankeskisten, sylinterinmuotoisten lämmönvaihtopintojen sovituksen yleisgeometria voi vaihdella. Niinpä asianomaisten samankeskisten lämmönvaihtorenkaiden korkeudet voidaan sovittaa niin,että ne muodostavat hyperbolisen nippugeometrian (kuvio 5a), parabolisen nippugeometrian (kuvio 5b) tai yksitasoisen nippugeometrian (kuvio 5c). Huomattakoon, että muunkinlaiset geometriat ovat mahdolliset.

Samoin esillä olevan keksinnön mukaan on mahdollista valita taloudellinen nipun korkeus ja asianmukaisesti sovitella renkaiden lukumäärä ja niiden välimatkat niin, että saadaan haluttu kokonais-nippupinta-ala tiettyä tornin läpimittaa kohti.

Samoin haluttu nippupinta-alan suhde ilmavirran pinta-alaan voidaan ylläpitää tornin koko poikkileikkauksella suurentamalla läm-mönvaihdinrenkaiden välimatkaa tornin keskustaan päin, mutta pysyttäen jokaisen nipun korkeus samana, tai pienentämällä nipun korkeutta tornin keskustaan päin mutta pysyttäen renkaiden välimatka vakiona .

Jokaisen renkaan 24a, 24b, 24c jne. lämmönvaihtimet ovat sopivasti kannatettuina tornin sisässä rengaspalkeilla 31, joita kannattavat sopivat kehänmyötäisesti jaetut pilarit 32.

Jokaisen renkaan lämmönvaihtimet 21 voidaan sopivasti varustaa jäähdytettävällä tai lauhdutettavalla väliaineella lämmönvaihdinrenkaan jakoputkea 41 myöten, joka on asianmukaisesti yhdistetty suoraan syöttöjakoputkeen 42 lämmönvaihdinrenkaan jokaista lämmönvaihdinta 21 varten. Samalla tavoin jäähtynyt väliaine voidaan poistaa lämmönvaihdinrenkaan kustakin lämmönvaihtimesta poisto-rengaskokooja-putkea 43 myöten, joka on asianmukaisesti yhdistetty kunkin lämmönvaihtimen poistokokoojaan 44.

Väliaineen syöttöputki 45 on yhdistetty jokaiseen rengasjakoputkeen 65377 5 sopivalla yhdysputkella 56, johon mieluimmin sisältyy sopivia vent-tiileitä 47, joiden avulla yksi tai useampia renkaita voidaan erottaa toiminnasta, säilyttäen jäljelle jäävien lämmönvaihdinren-kaiden läpi kulkevan ilmavirran kuvio symmetrisenä. Sopiva poisto-putki (esittämättä) ja yhdysputkisto (esittämättä) on olemassa väliaineen poistamista varten poistokokoojarenkaista 43.

Ilmavirtausta lämmönvaihdinrenkaiden kautta voidaan säätää järjestämällä ilmakilpilaitteet liikutettaviksi niin, että niitä voidaan liikuttaa sen asennon, jossa ilmavirta ohjautuu lämmönvaihtimen kautta ja toisen asennon välillä, jossa ilma ei pääse virtaamaan lämmönvaihtimen kautta. Esimerkki tällaisesta sovellutusmuodosta on kaaviollisesti esitetty kuviossa 6.

Niin kuin kuviosta 6 näkyy, ilmakilpi 51 on jaettu liikkumattomaksi yläosaksi 52 ja liikkuvaksi alaosaksi 53, jonka pituus riittää peittämään kahden lämmönvaihdinrenkaan välimatkan. Alaosa 53 on sopivasti saranoitu kannattavaan rengaspalkkiin 31 ja sitä voidaan liikuttaa sopivalla saranan liikutuslaitteella 54, joka voi olla hydraulinen, pneumaattinen tai mekaanissähköinen liikutuslaite. Ala-asennossaan ilmakilpien 51 alaosa 53 tehokkaasti sulkee ilmavirran lämmönvaihdinrenkaaseensa 21. Yläasennossaan ilmakilvet toimivat ohjaten ilmaa asianomaiseen lämmönvaihdinrenkaaseen.

Liikutettavaa ilmakilpeä voidaan käyttää yhden tai useamman lämmönvaihdinrenkaan tai yhden tai useamman jonkin renkaan lämmönvaihti-mista ottamiseen pois toiminnasta tukkimalla ilmavirta siihen. Lisäksi näitä kilpiä voidaan tehokkaasti käyttää ilmavirtauksen säätöön jäätymisolosuhteissa. Tällöin ilman virtaus jonkin renkaan lämmönvaihtimiin voidaan sulkea laskemalla tämän renkaan ilmakilpien alaosat alas, jolloin tämän renkaan lämmönvaihtimet ovat tornin lämminilmapuolella, niin että putkessa oleva kuuma väliaine ei levitä lämpöä hukkaan eikä jäädy.

Joskin keksintö edellä on selitetty erään sen erityisen sovellutus-muodon yhteydessä, keksintöä ei ole pidettävä tähän rajoitettuna. Niinpä esimerkiksi vaikka lämmönvaihdinrengasseinät mieluimmin ovat sylinterin muodossa, nämä rengasseinät voivat olla muunkin muotoiset. Niinpä rengasseinät voivat esimerkiksi olla yleisesti kartion muotoiset niin, että seinät ovat kaltevat alaspäin tornin seinästä tornin keskustaa kohti.

6 65377

Samalla tavoin, vaikka lämmönvaihdinten putket on esitetty U-muo-toisina, suoriakin putkia voidaan käyttää. Samoin putket voivat olla vaakasuorien sijasta pystysuorat.

Edellä mainitut ynnä muut modifikaatiot lienevät itsestään selviä alan ammattimiehille edellä olevan selityksen perusteella.

Lämmönvaihtimissa jäähtyvä tai lauhtuva väliaine voi olla jokin kaasu, kuten vesihöyry, joka lauhtuu kulkiessaan lämmönvaihdin-putkien kautta, tai jokin neste kuten vesi, joka jäähtyy putkissa. Höyryn lauhdutus suoritetaan mieluummin vaakasuorissa putkissa, jotka on yhdistetty pystysuorien syöttöjakoputkien ja poistokokoo-jien välille, ja veden jäähdytys pystysuorissa putkissa; keksintö ei ole kuitenkaan rajoitettu näihin ensisijaisiin sovellutusmuotoi-hin.

Läramönvaihtimet on mieluimmin sovitettu, niin kuin tässä edellä on selitetty, sillä tavoin, että lämmönsiirtopinta-ala suurenee tornin keskustasta tornin kehälle päin, koska ilman virtaus suurenee tornin keskustasta tornin kehälle päin. Esillä olevan keksinnön mukaan tällainen pinta-alan suureneminen voidaan saada aikaan suurentamalla lämmönvaihdinten korkeutta tai muuttamalla lämmönvaih-dinrenkaiden välimatkaa. Lisäksi esillä olevan keksinnön mukaan saavutetaan stabiili toiminta alentuneen kuormituksen ja sivutuulen olosuhteissa ja vaihtelevissa kuormitusolosuhteissa.

Nämä ynnä muut keksinnön edut lienevät itsestään selvät edellä olevan selityksen perusteella.

Claims (16)

1. 7 65377
2. 1. Jäähdytystorni (10), tunnettu siitä, että se käsittää: onton tornin, johon kuuluu ilman tulolaite ilman johtamiseksi tornin alempaan säteettäiseen seinään, ja laite ilman poistamiseksi tornin yläpäästä; tornin sisäpuolelle ja tornin seinästä sisäänpäin sijoitettuna joukko lämmönvaihtimia (21), joissa on putkenmuotoiset lämmönvaih-topinnat (22) , ja mainituissa ilman tulolaitteissa ei ole lämmönvaihtopintoja, ja jotka lämmönvaihtimet (21) on sovitettu torniin kehänmyötäisesti niin, että ne muodostavat vähintään kaksi säteen suunnassa matkan päässä toisistaan olevaa lämmönvaihdinrengasta (24a-24e), joiden vierekkäiset lämmön-vaihtopinnat (22) muodostavat pystysuoria renkaiden seiniä, jotka mainitut renkaat ulottuvat progressiivisesti suuremmalle korkeudelle sisemmästä renkaasta (24a) ulompaan renkaaseen (24e) siirryttäessä; sekä ilman ohjauslaitteen torniin johdetun ilman ohjaamista varten lämmönvaihdinten kautta.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että sisemmän renkaan lämmönvaihtimet (21) ulottuvat korkeammalle kuin seuraavan ulomman renkaan läm-mönvaihtimien (21) alaosa.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että mainitut lämmönvaihtimien (21) pinnat muodostavat olennaisesti sileitä renkaiden seiniä.
5. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että lämmönvaihtimet (21) on sovitettu niin, että ne muodostavat samankeskiset, sylinterin muotoiset lämmönvaihtopintaseinät.
6. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että ilman ohjauslaite kutakin lämmönvaih-torengasta varten koostuu tasomaisista ilmakilvistä (26, 51), jotka ovat alaspäin kaltevat tornin (10) keskustasta ja ulottuvat vierekkäisten lämmönvaihtorenkaiden välille, jolloin 65377 8 ilmakilvet (26, 51) ulointa lämmönvaihtorengasta varten ulottuvat tornin seinään.
7. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että ilmakilvet (26, 51) ovat kaltevat kulmassa, joka likimäärin vastaa luonnollista ilman virtausta tornin läpi.
8. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että mainitut ilmakilvet (26, 51) koostuvat liikkumattomasta yläosasta (52) ja liikkuvasta alaosasta (53), joka alaosa (53) on niin pitkä, että se voi peittää lämmön-vaihtorenkaiden (24a-24e) välimatkan, ja jota alaosaa (53) voidaan liikuttaa avoimen asennon, jossa se ohjaa ilmaa läm-mönvaihdinten (21) läpi, ja suljetun asennon välillä, jossa se tukkii ilman virtauksen lämmönvaihtimiin (21).
9. 8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että se on luonnonvetoinen jäähdytys-torni (10).
10. 9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että siinä on joukko lämmönvaihdinrenkai-ta (24a-24e) siten, että lämmönvaihdinrenkaiden välimatka suurenee tornin (10) keskustaa kohti.
11. 10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että siinä on joukko lämmönvaihdinrenkaita (24a-24e) siten, että kunkin renkaan lämmönvaihdinten (21) korkeus pienenee tornin (10) keskustaa kohti.
12. 11. Patenttivaatimuksen 6 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että lämmönvaihdinten (21) korkeus on suurempi kuin niiden leveys. 1 Patenttivaatimuksen 11 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että lämmönvaihtimet (21) on sovitettu pit- 9 65377 kin samankeskisten, pystysuorien sylintereiden tangenttitasoja, olennaisesti sylinterimäisten lämmönvaihtopintaseinien muodostamiseksi.
13. 13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että siinä on enemmän kuin kaksi lämmön-vaihtimien (21) rengasta.
14. 14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että jokainen lämmönvaihtopinta (22) koostuu joukosta putkia (23) .
15. 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että mainittu joukko putkia (23) koostuu pystyputkista.
16. 16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen jäähdytystorni, tunnettu siitä, että mainittu joukko putkia (23) koostuu vaakasuorista putkista.