DE2122537A1 - Flüssigkeitskühler - Google Patents
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Description
•»Plüssigkeitskühler»
Die Erfindung betrifft Plüssigkeitskühler und insbesondere einen Verdunstungs-Wasserkühler für Turmaggregate bzw.
Turmpackungen.
Der Flüssigkeitskühler nach der vorliegenden Erfindung weist ein Gefüge von Zellen auf und dient dazu, Flüssigkeit
zu kühlen, welche in Berührung mit den Zellenflächen nach unten abströmt, während ein Gegenstrom kühlenden Gases
durch die Zellen nach oben gerichtet ist; der Flüssigkeiten
kühler ist erfindungsgemäss so aufgebaut, dass die Zellen
Führungsflächen aufweisen, welche dem nach oben durch die Zellen strömenden Gas eine Drehbewegung erteilen.
Vorteilhafterweise wird der Flüssigkeitskühler durch ein Gefüge von Honigwabenstruktur aus miteinander verbundenen
sechseckigen Zellen gebildet.
109885/1 H5
Die Führungsflächen können an den Flächen der Zellen im
wesentlichen spiralförmig angeordnet sein. Sie können sich bezüglich des Zelleninneren nach innen oder nach aussen
erstrecken.
An den Zellen können auch Rippen oder Einkerbungen verwendet werden, welche sich quer zur Richtung der Flüssigkeitsströmung erstrecken und geeignet sind, Einzelströmungen
oder Wulstbildungen der Flüssigkeit aufzubrechen.
Das vorangehend genannte Gefüge kann auch durch Verbindung mehrerer erfindungsgemässer Blätter oder Platten hergestellt
werden.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Draufsicht eines für die Fertigung des Flüssigkeitskühlers verwendeten
Rohteils;
Fig. 3 ist eine lediglich beispielhaft wiedergegebene Perspektivansicht einer einzelnen, aus dem in
Fig. 1 dargestellten Rohteil gefertigten Zelle des Flüssigkeitskühlers;
Fig. 4 ist eine Perspektivansicht eines Zellgefüges von
Honigwabenstruktur, welches aus einer Anzahl der in Fig. 1 dargestellten Rohteile gefertigt ist;
bei Verbindung mit anderen Platten einen Flüssig— keitskühler nach der vorliegenden Erfindung bildet;
1 09885/ 1U5 - 3 -
Pig. 6 ist eine Schnittansicht von Linie A-A in Fig, 5>
Fig. 7 ist eine Schnittansicht von Linie B-B in Fig. 5; und
Fig. 8 ist eine Schnittansicht von Linie C-C in Fig. 5.
In Fig. 1 der Zeichnungen ist mit Bezugsnummer 10 ein Rohteil
wiedergegeben, welches zum Zwecke der Darstellung in sechs Teile aufgeteilt ist. Die sechs Teile sind durch Faltlinien
1, 2, 3i 4» 5 und 6 voneinander getrennt; es ist erkennbar,
dass das in Fig. 1 dargestellte Muster je nach erwünschter Grosse des fertigen, in Fig. k dargestellten und nachfolgend
ausführlicher erläuterten Gegenstandes seitlich und in Längsrichtung beliebig oft wiederholt werden kann.
Das Rohteil kann aus jedem geeigneten Material gefertigt werden, obwohl vorzugsweise Kunststoff oder Aluminiumblech
verwendet wird. Ausser den in Längsrichtung sich erstreckenden Faltlinien i - 6 ist das Rohteil auch mit in Querrichtung
verlaufenden Einkerbungen il ausgestattet, welche sich über jede Einzelfläche des Rohteils erstrecken. Die quer verlaufenden
Linien tragen die Bezugsbuchstaben a - f, wobei sich die Linie ab zwischen den Faltlinien i und 2 erstreckt. Die
Linienführung wird bis zur Linie fa fortgesetzt, welche die Faltlinien 6—1 quert, so dass das Muster sich wiederholt.
Die Anzahl der sich über das Rohteil erstreckenden Querlinien und ihre Endlage zur Längsachse des Rohteils hängt
sowohl von der erwünschten Länge des fertigen Gefüges von Honigwabenstruktur gemäss Fig. k als auch von der erwünschten
Steigung der im wesentlichen spiralförmigen Bahn ab, welche die Einkerbungen il gemäss nachfolgender Ausführungen einnehmen.
1 0 9 8 b 5 / 1 U B
Pig. 2 der Zeichnungen ist eine Schnittansicht von Linie x-x in Fig. 1 und gibt die Gestalt jeder Einkerbung Ii wieder,
welche in den Querlinien ab, bc etc. besteht. Wie sich aus Fig. 1 der Zeichnungen ergibt, sind angrenzende Enden zweier
Einkerbungen im Abstand voneinander, um das Rohteil entlang der Faltlinien 1-6 falten zu können. Dieses Falten geschieht dann, wenn das Rohteil zwischen zwei Hälften eines
passenden Gesenks eingepresst wird. Ausser den quer sich erstreckenden Einkerbungen 11 können Rippen oder Einkerbungen
12, senkrecht sich erstreckend im Rohteil 10 vorgesehen sein. Die Rippen 12 befinden sich zwischen angrenzenden Faltlinien
auf jeweils jeder Einzelfläche des Rohteils. Die Rippen 12 besitzen geringere Höhe als die Einkerbungen 11.
In Fig. 3 der Zeichnungen ist zum Zwecke der Darstellung das Rohteil gemäss Fig. 1 in Form einer Einzelzelle wiedergegeben. Es ist ersichtlich, dass die Zelle sechseckigen Querschnitt besitzt und dass die beiden in Fig. 1 der Zeichnungen
dargestellten Querlinien der Einkerbungen 11 eine kontinuierliche, im wesentlichen spiralförmig verlaufende Linie von
nach innen gerichteter Einkerbungen an der Innenfläche der Zelle bilden. Obwohl nicht dargestellt, erstrecken sich die
Rippen 12 auf Ebenen, welche rechtwinklig zur Längsachse der Zelle verlaufen.
Das einzelne in Fig. 3 der Zeichnungen ersichtliche Zellengefüge ist lediglich zum Zwecke der Darstellung wiedergegeben, um ersichtlich zu machen, auf welche Weise die Einkerbungen 11 entlang der Linien a - f eine im wesentlichen
spiralförmige Form einnehmen, wenn das Rohteil zellförmig umgeformt ist.
In Fig. k der Zeichnungen 1st eine Anzahl von Rohteilen dargestellt, welche in Form eines GefUges von Honigwabenstruktur
vereint sind. Das Gefüge besteht aus einer Anzahl von im
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Querschnitt sechseckigen Zellen, welche miteinander in Verbindung stehen. Um das in Fig. k der Zeichnungen dargestellte Gefüge von Honigwabenzellstruktur zu fertigen, werden
die Rohteile 10 in Rippenform umgestaltet; jedes Rohteil weist ausreichende Länge und Breite auf, um den erwünschten
Gesamtabmessungen des Gefüges von Honigwabenzellstruktur zu genügen. Wie sich aus Fig. k der Zeichnungen ergibt, werden
die Rohteile geriffelt bzw. in Rippenform so gestaltet, dass jeweils jedes Rohteil eine Anzahl von Halbzellen bildet.
So stellen angrenzende, gerippte Rohteile die vollständigen sechseckigen Zellen des Honigwabengefüges dar und werden an
den Teilen 13 miteinander verbunden. Diese Teile weisen im Vergleich zu den anderen Seiten^sechseckigen Gefüges jeder
Zelle doppelte Wanddicke auf. Man erhält auf die vorangehend beschriebene Weise ein Gefüge von Honigwabenzellstruktur,
welches äusserst fest ist, da es an den Verbindungsstellen zwischen angrenzenden Teilen der gerippten Rohteile doppelte
Wanddicke aufweist.
Ungeachtet der Tatsache, dass im Gegensatz zum in FIg, 3
dargestellten Zellenaufbau durch die Rohteile nur Halbzellen gemäss Fig. k der Zeichnungen gebildet sind, sind die Querlinien von Einkerbungen 11 im Rohteil so im Abstand zueinander und so ausgerichtet, dass sie an der Innenfläche jeder
Zelle eine im wesentlichen spiralförmig verlaufende Form einnehmen. Dabei ist jede Zelle durch Verbindung zweier gerippter, übereinanderllegender Rohteile gebildet.
Fig. h der Zeichnungen stellt eine Perspektivansicht des
Gefüges von Honigwabenstruktur dar, obwohl dieses bei Inbetriebnahme im wesentlichen senkrecht angeordnet wird. Das
Zellgefüge von Honigwabenstruktur wirkt als Verdunstungs-WasserkUhlanlage in Form einer Turmpackung (oder Rieselanlage), wobei zu kühlendes Wasser in Berührung ait den sechseckig geformten Flächen der Zellen nach unten abläuft. Wenn
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das Wasser nach unten entlang der Seiten der Zellen abrieselt bzw. strömt, wirken die bei senkrechtem Gefüge
waagerecht sich erstreckenden Rippen 12 dahingehend, dass sie jede Wulst- oder Strombildung des Wassers unterbrechen,
um eine konstant sich verändernde Wasser/Film-Fläche zu erzeugen. Auch die im wesentlichen spiralförmig verlaufenden Einkerbungen brechen die Wasserwülste bzw. die Strombildung auf, wenn das Wasser entlang des Gefüges nach unten
abläuft. Der Hauptzweck der im wesentlichen spiralförmig geformten Einkerbungen besteht jedoch darin, als Führung
für den nach oben gerichteten Strom kühlenden Gases (Luft) zu wirken, wenn das Gas durch die Zellen geleitet wird. Die
im wesentlichen spiralförmig verlaufenden Einkerbungen verdrallen die Luft, d.h., sie geben ihr eine Winkeldrehung
zur Erzeugung eines Wirbels. Dadurch wird die Kühlwirkung verbessert, da eine grössere Austauschberührung von Luft
zu Wasser als bislang ermöglicht ist.
Gemäss der Fig. 4 der Zeichnungen sind die Rohteile von
unten nach oben gesehen so geformt und angeordnet, dass sich die Spiralform der Einkerbungen 11 an den Oberflächen
der Zellen abwechselnd ändert, und zwar zwischen nach Innen
und naoh aussen gerichteten Einkerbungen in ihrer Relativlage zum Inneren der Zellen. In vergleichbarer Weise erstrecken sich die horizontal verlaufenden Rippen 12 In
ihrer Relativlage zum Inneren der Zellen abwechselnd nach innen und nach aussen. Jedoch sind beide Anordnungen aus
Einkerbungen 11 und Rippen 12 in der Lage, am nach oben gerichteten Luftstrom und am nach unten gerichteten Stroa der
Flüssigkeit in erwünschter Weise zu wirken.
Das in FIf. 4 der Zeichnungen dargestellte Gefüge von Honig«
wabenstruktur wird in einen passenden Rahmen eingeführt und bildet eine Verdunstungspackung zur Befestigung in
Wasser (oder eine andere Flüssigkeit)-Kühlungsturm.
109885/1145
Jede Zelle des Honigwabengefüges kann in ihrer Grosse verändert
werden, so zum Beispiel zwischen 12 mm und 50 mm bemessen sein; die Steigung der spiralförmig verlaufenden
Einkerbungen kann gleichfalls so gewählt werden, dass bezogen auf die Gesamtlänge der Kühleinrichtung jede gewünschte
Anzahl von Umläufen bzw. Wicklungen ermöglicht ist·
Die spiralförmig oder im wesentlichen spiralförmig verlaufenden Rippen, Wülste oder Einkerbungen, welche der
Luft eine Drehbewegung erteilen, können an oder in der Innenfläche der Zellenseiten geformt werden.
Wie sich aus Fig. 1 der Zeichnungen ergibt, weist jede Spirale Unregelmässigkeiten im Bereich jeder Faltlinie der
im wesentlichen sechseckigen Zellen auf; die Spirale kann jedoch auch im wesentlichen kontinuierlich verlaufen, insbesondere
dann, wenn die Zelle aus Kunststoffmaterial gefertigt wird. Obwohl die Spirale als durch Einkerbungen
gebildet dargestellt ist, kann sie auch durch kontinuierlich verlaufende Wülste geformt werden, welche sich an der
Innenfläche der Zellenseiten befinden. Wenn jede Platte bzw. jedes Rohteil für das Gefüge von Honigwabenstruktur
aus Kunststoff hergestellt wird, dann werden die Wülste vorzugsweise durch Vakuumverformung gefertigt, und zwar dann,
wenn es möglich ist, auf die Unterbrechungen bzw. Unregelmässigkeiten der Spiralenformen zu verzichten.
In den Figuren 5-8 der Zeichnungen ist eine Platte aus
Kunststoff dargestellt, welche sich zur Fertigung eines Flüssigkeitskühlers erfindungsgemässer Form eignet, wenn
sie mit weiteren Platten dieser Art in einem Gefüge von
Honigwabenstruktur vereint wird. Die Platte IA weist vier
Rippen 15 auf, welche den Rippen 12 gemäss Fig. 1 der Zeichnungen entsprechen, als auch spiralförmig verlaufende Teile
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l6, welche den spiralförmig verlaufenden Einkerbungen 11 gemäss der Fig. 1 der Zeichnungen entsprechen. Die Figuren
6-8 der Zeichnungen geben den Aufbau der Platten im einzelnen und insbesondere die Anordnung der spiralförmig
verlaufenden Teile und der quer verlaufenden Rippen 15 an der Platte wieder.
Die in den Figuren 5-8 der Zeichnungen dargestellte Platte kann in der Anordnung gemäss Fig. 4 vergleichbarer Weise
mit anderen Platten zusammengefügt werden, um eine Riese— lungspackung zu bilden, welche sich zur Verwendung in einem
Kühlturm eignet. Das fertige Gefüge besteht aus mehreren Zellen, welche im wesentlichen kontinuierlich spiralförmig
verlaufende Wülste aufweisen. Diese befinden sich an den Innenflächen der Zellen und erzeugen eine wirksame Durchmischung
kühlender Luft, welche durch das Gefüge nach oben geleitet wird, während die zu kühlende Flüssigkeit über die
Innenflächen der Zellen nach unten abläuft. Die Spiralform führt zur Drehbewegung der Luft, was stark zur Abkühlung
der Flüssigkeit beiträgt und als ein wesentlicher Vorteil und Fortschritt gegenüber bereits als bekannt anzusehenden
Flüssigkeitskühlgeräten anzusehen ist.
Obwohl die vorangehend beschriebene Kühlungsvorrichtung
insbesondere zur Verwendung als Verdunstungs-Wasserkühlung in Turmpackungen geeignet ist, kann sie auch in anderen
Fällen eingesetzt werden, in welchen es erforderlich ist, eine nach unten ablaufende Flüssigkeit mit Hilfe einer
Gegenströmung von kühlender Luft abzukühlen.
Alle in den Unterlagen enthaltenen Angaben und Merkmale, insbesondere die räumliche Ausgestaltung werden als erfindungswesentlich
beansprucht, soweit sie gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Claims (10)
- PATENTANSPRÜCHE:Flüssigkeitskühler aus einem Gefüge von Zellen zur Kühlung von Flüssigkeit, welche in Berührung mit den Flächen der Zellen nach unten abströmt, während eine Gegenströmung von kühlendem Gas durch die Zellen nach oben gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen mit Führungsflächen (ll, 16) ausgestattet sind, welche dem durch die Zellen nach oben gerichtet strömenden Gas eine Drehbewegung erteilen.
- 2. Flüssigkeitskühler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gefüge von Honigwabenstruktur, welches aus miteinander verbundenen, sechseckigen Zellen geformt ist.
- 3. Flüssigkeitskühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen (ll, 16) im wesentlichen spiralförmig auf den Flächen der Zellen gebildet sind,
- k. Flüssigkeitskühler nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass sich die Führungsflachen (ll, 16) bezüglich der Hauptebene der Zellenflächen nach innen oder nach aussen erstrecken.
- 5. Flüssigkeitskühler nach einem der Ansprüche 1 bis %, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zelle Rippen (12) aufweist, und dass sich die Rippen quer zur beabsichtigten Strömungsrichtung der Flüssigkeit erstrecken und geeignet sind, Einzelströme oder StrömungswUlste der Flüssigkeit aufzubrechen.- IO -109885/11A5
- 6. Flüssigkeitskühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zellgefüge aus mehreren, gerippten Platten geformt ist.
- 7. Flüssigkeitskühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten aus Aluminium oder aus Kunststoff bestehen.
- 8. Flüssigkeitskühler nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass jede der Platten aus Kunststoff besteht und durch Vakuumformung gefertigt ist.
- 9. Gerippte Platte zur Herstellung eines Zellengefüges von Honigwabenstruktur in einem Flüssigkeitskühler, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte Führungsflächen aufweist, so dass sie bei Zusammenbau mit anderen Platten das Zellengefüge bildet, und dass spiralförmige Führungsflächen (11, l6) an den Platten dem durch die Zellen strömenden Gas eine Drehbewegung erteilen.
- 10. Gerippte Platte nach Anspruch 9» dadurch gekennzeich- · net, dass der Plattenkörper mit Querrippen (12) versehen ist.109885/1145
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