NO138101B - Kontaktlegeme for vann og luft, fortrinnsvis for kjoeletaarn og luftfuktere - Google Patents

Description

Oppfinnelsen.vedrører et kontaktlegeme for vann og luft, fortrinnsvis bestemt for kjøletårn og luftfuktere, omfattende et antall vertikaltstående og parallelt anordnede kontaktplater som

er forsynt med avstandsorganer som utgjør en integrerende del av platene og er innrettet til å virke som støtter for inntilliggende plater, hvilke plater er utformet med folder eller korrugeringer som utgjør en såkalt finstruktur, ved hvilken foldenes høyde er 1-5 mm og bølgelengde er mindre enn.12 mm og hvor hver kontaktplate over sin vertikale utstrekning oppviser et antall felt, innenfor hvilke foldene er .innbyrdes parallelle, og hvor foldene i to tilstøtende felt har motsatt helling i forhold til vertikalplanet .

I kjøletårn av kjent type fordeles det vann som skal av-kjøles, over et kontaktlegeme ved hjelp av spredeanordninger av en eller annen art, f.eks. et antall dyser i toppen av tårnet. Deretter passerer vannet nedover i stadig kontakt med kjøleluft som strømmer inn i tårnet fra bunnen eller sidene. For å til-veiebringe en god termisk kontakt mellom vannet pg luften, dvs. stor kjølevirkning, er det viktig at vannet fukter den størst mulige del av kontaktlegemets overflater, og for at kjøletårnet skal til kompakt, må legemet havet stort kontaktareal pr. volum-enhet.

Kontaktlegemet består ofte av korrugerte plater eller folier, f.eks. av metall, plast eller impregnert papp, som er anordnet i en sådan innbyrdes avstand at der dannes passende store kanaler for gjennomstrømning av vannet og luften. Nesten uansett hvilket materiale som velges, kan det være.vanskelig å oppnå en god adhesjon og en jevn vannfordeling over platene i kontaktlegemet, særlig ved svakere vannstrømning. Det er blitt forsøkt å avhjelpe disse ulemper ved at kontaktplatene forsynes med en eller annen form for finstruktur, f.eks. små fremspring og fordypninger ordnet i et bestemt mønster i plateoverflåtene, men tilfredsstil-lende resultater er ikke oppnådd.

Formålet med oppfinnelsen er å forbedre disse forhold og gi anvisning på et kontaktlegeme med en sådan finstruktur at vannfordelingen over kontaktplatene blir optimal og adhesjonen best mulig. Ved optimal vannfordeling skal forstås at vann som tilføres den øvre kant av en kontaktplate i form av en smal strøm,

.skal spre seg i størst mulig<vutstrekning over denne innen det når den nedre kant. Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved at feltenes utstrekning i vertikal retning er 20 - 50 mm og at de langs kontaktlegemene .forløpende folder danner en vinkel til vertikalplanet på 65 - 88° for oppnåelse av en god adhesjon og en gunstig fordeling av vannet ved at den på vannet virkende overfla-t-spenningskraft med hensyn til.sin størrelse stemmer nær overens med den på væsken virkende tyngdekraft. Hensiktsmessig danner finstrukturens folder en vinkel til vertikalplanet på 75 - 85°. Ved å utføre kontaktplatene på denne måte, oppnås god adhesjon og samtidig kan der finne sted en utjevning av en eventuell skjev

fordeling av'vannstrømningen. Denne sistnevnte egenskap er meget viktig, da det er sjelden at vannfordelingen over kontaktlegemets tverrsnitt ved toppen av kjøletårnet blir jevn med de spredeanordninger som anvendes i praksis.

Oppfinnelsen bygger således på den erkjennelse at vannfordelingen blir optimal hvis den på vannet virkende overflatespenningskraft i størrelse er på det nærmeste overensstemmende med den på vannet virkende tyngdekraft. Som forklart i det følgende, krever dette et foldenes helling, form og høyde skal stå i et bestemt innbyrdes forhold. Dessuten må kontaktplatene i vertikal retning deles opp i felt på en sådan måte at foldene i suksessive felt heller motsatt i forhold til vertikalplanet, således at en omstyring av vannstrømmen langs platene skjer med jevne mellomrom.

Oppfinnelsen er primært egnet for kjøletårn i hvilke vannet og luften passerer i motstrøm, dvs. hvor kjøleluften strøm-mer opp gjennom kontaktlegmene, men den kan også anvendes i kjøle-tårn og luftfuktere av innsatstypen som arbeider etter tverr-strømningsprinsippet, dvs. hvor luften strømmer horisontalt gjennom kontaktlegemet. I disse luftfuktere er vannstrømningen som regel vesentlig svakere enn i kjøletårn.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere- i det følgende under henvisning til de skjematiske figurer, av hvilke fig. 1 viser finstrukturen i en del av en plate i et kontaktlegeme av den omhand-lede art, fig. 2 viser et planriss av en kontaktplate i hvilken finstrukturen er delt opp i felt i vertikal retning, fig. 3 viser et tilsvarende riss hvor platen er delt opp i felt vertikalt og horisontalt, fig. 4 viser i perspektiv en kontaktplate, hvor finstrukturen er påført over.en grunnstruktur og fig. 5 viser i perspektiv et kontaktlegeme som er dannet av et antall plater av ty-pen ifølge fig. 4.

Det på fig. 1 viste kontaktplatefelt 1 er i hele sin utstrekning forsynt med en finstruktur bestående av en sammenhengen-de rekke sinusformede folder 2. Høyden h og bølgelengden X av disse folder kan ved sinusform passende være henholdsvis 2,5 mm og 7 mm, og hellingen p i forhold til vertikalplanet er fortrinnsvis 75 - 85°. Ved foldenes høyde h forstås avstanden mellom bølgedal og bølgetopp på siden av platen, dvs. at tykkelsen av platen ikke inngår i denne avstand. Med den anførte helling, høyde og form av finstrukturen oppnås en kraftig utbredelse av en smal vannstrøm som tilføres ved den øvre kant av selve kontaktplaten. Feltets 1 bredde b kan, avhengig av platens størrelse, være 20 - 50 mm, I platens vertikalretning må der etter dette felt følge et felt hvis folder har motsatt helling. På denne måte oppnås en vekselvis retningsendring av vannstrømmen under stadig omstyring og utbredelse på kontaktplaten. I stedet for sinusformede folder kan der velges en finstruktur med trekant- eller trapes-formede folder. Imidlertid innvirker formen av foldene på den høyde og-helling som bør velges for å oppnå en optimal vannfordeling, da overflatespenningskraften er meget avhengig av foldenes krumningsradier. I nedenstående tabell er angitt ved ekspe-riment fastslåtte verdier av vannets utbredelsesvinkel 9 som funksjon av foldenes vinkel p med vertikalplanet på en kontaktplate som har sinusformede folder med en høyde på 2,5 mm. Vann-strømningen på platen svarte under målingene til en typisk stør-relse for kontaktplater i kjøletårn.

Som det ses av resultatene er det hensiktsmessig å velge en vinkel p på 75 -.85° ved den anførte høyde og form av foldene.

Fig..2 viser en -kontaktplate som i vertikal :.retning har et annet felt hvor foldene i finstruktuen i to tilgrensende felt har motsatt helling. Feltenes bredde velges passende å være 20 50 mm.

På fig. 3 danner finstrukturen foruten felt i vertikal retning, som.på fig. 2, også felt i horisontal retning. Feltenes bredde e- den samme som på fig. 2 og lengden 1 kan velges på passende måte avhengig av kontaktplatens totale lengde. Foruten de på fig. 2 og 3 viste utførelser av en kontaktplates finstruktur, finnes der flere andre muligheter. F.eks. kan der mellom respek-tive felt -etterlates partier av platen som ikke er påført finstruktur/ eller bestemte deler av platen kan forsynes med bare horisontale folder eller en annen type finstruktur. Disse alter-native utførelser bevirker generelt en mindre effektiv vannfordeling, men kan være bestemt av f.eks. fremstillingstekniske årsaker, eller årsaker som skyldes platenes sammenføyning og utform-ningen av selve kontaktlegemet.

Som nevnt blir kontaktplater for kjøletårn ofte frem-stilt av metall, plast eller impregnert papp. Platenes tykkelse er i alminnelighet 0,2 - 0,5 mm. Særlig når platene består av plast, og da fortrinnsvis en termoplast som f.eks. polyvinylklo-rid, kan de lett forsynes med finstruktur. Denne kan da påføres plane plater, men den kan også overlagres på plater med én eller annen form for grunnstruktur, f.eks. plater med en sinus-, trekant- eller trapesformet korrugering. Dette er vist på fig. 4, hvor finstrukturen er påført en plate med grunnstruktur. Korrugeringenes høyde H er da vanligvis 10 - 30 mm for kjøletårnspla-ter. Finstrukturens folder er angit med tallet 2 og bredden av et felt med samme helling av foldene er betegnet med b. Det må bemerkes at den ønskede fordeling og retning av vannet ikke oppnås med en plate som omfatter bare grunnstruktur,' og således ingen finstruktur,.da overflatespenningskreftene er utilstrekke-lige i forbindelse med grunnstrukturens store krumningsradier.

Da vannets utbredelse på kontaktplaten dessuten avhenger av den sammenlagte virkning som oppnås fra et antall folder, er bidraget fra grunnstrukturen med de få folder pr. lengdeenhet vesentlig mindre enn bidraget fra finstrukturen.

Kontaktplaten på fig. 4 er forsynt med et antall avstandselementer 5 som danner fremspring på den ene side og et antall avstandselementer 6 som danner fremspring på den annen side.

Fig. 5 viser en del av et kontaktlegeme 7 bestående av et antall kontaktplater 1. Finstrukturens folder er betegnet med

2 og bredden av et felt med b. 5 og 6 angir avstandselementer

som er således anordnet at de J_igger an mot hverandre mellom nabo-plater. Figuren er et eksempel på en stablingsmåte for kontaktplatene. Andre, ikke viste, alternativ er selvsagt også mulige.

Den utforming av kontaktplater for et kjøletårn som er beskrevet ovenfor, egner seg fortrinnsvis for tårn av motstrøm-typen. Pirnsippet i seg selv kan imidlertid også tilpasses tverrstrømtårn og luftfuktere, hvis der ved valget av helnings-vinkelen for finstrukturens folder tas i betraktning at vannets strømningsretning påvirkes av den fra siden tilførte luft.

Claims (6)

1. Kontaktlegeme for vann og luft, fortrinnsvis bestemt for kjøletårn og luftfuktere, omfattende et antall vertikalståén- .. de og parallelt anordnede kontaktplater som er forsynt med avstandsorganer som utgjør en integrerende del av platene og er innrettet til å virke som støtter for inntilliggende plater, hvilke plater er utformet med folder eller korrugeringer som utgjør en såkalt finstruktur, ved hvilken foldenes høyde er 1 - 5 mm og bølgelengde er mindre enn 12 mm og hvor hver kontaktplate over sin vertikale utstrekning oppviser et antall felt, innenfor hvilke foldene er innbyrdes parallelle, og hvor foldene i to tilstøtende

felt har motsatt helling i forhold til vertikalplanet, karak-terisert ved at feltenes utstrekning i vertikal retning er 20 - 50 mm og at de langs kontaktlegemene forløpende folder danner en vinkel til vertikalplanet på 65 - 85° for oppnåelse av en god adhesjon og en gunstig fordeling av vannet ved at den på vannet virkende overflatespenningskraft med hensyn til sin størrelse stemmer nær overens med den på væsken virkende tyngdekraft.

2. Kontaktlegeme i henhold til kravl, karakterisert ved at finstrukturens folder danner en vinkel til vertikalplanet på 75 - 85°.

3. Kontaktlegeme i henhold til kravene 1 og 2, karakterisert ved at hver kontaktplate over sin utstrekning i horisontalretningen omfatter et antall felt, innenfor hvilke foldene er innbyrdes parallelle og at foldene i to inntilliggende felt har motsatt helling i forhold til vertikalplanet.

4. Kontaktlegeme i henhold til kravene 1-3, karakterisert ved at finstrukturen er påført på plane kontaktplater.

5. Kontaktlegeme i henhold til kravene 1-3, karakterisert ved at finstrukturen er påført på kontaktplater med en grunnstruktur bestående av større korrugeringer.

6. Kontaktlegeme i henhold til krav 5, karakterisert ved at korrugeringenes høyde i grunnstrukturen er 10 - 30 mm.