DE2233480C2

DE2233480C2 - Abscheider für die im Abluftstrom eines Wasserkühlturms enthaltenen Wassertröpfchen

Info

Publication number: DE2233480C2
Application number: DE2233480A
Authority: DE
Inventors: Donn B. San Rafael Calif. Furlong; John C. Sante Rosa Calif. Ovard
Original assignee: ECODYNE CORP WINDSOR CALIF US
Current assignee: ECODYNE CORP WINDSOR CALIF US
Priority date: 1971-07-09
Filing date: 1972-07-07
Publication date: 1983-11-10
Also published as: ZA724098B; ES404685A1; JPS5639929B1; DE2233480A1; AU466191B2; CA972284A; IT960982B; GB1366442A; AU4363172A; US3748832A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Abscheider für die im Abluftstrom eines Wasserkühlturms, insbesondere eines im Kreuzstrom mit im wesentlichen horizontaler Luftströmung und unter Schwerkraftwirkung abwärts strömendem zu kühlenden Wasser betriebenen Kühlturms, enthaltenen Wassertröpfchen, mit zur Strömungsrichtung der Luft geneigten, im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Lamellen, zwischen ^6S denen Durchtrittskanäle für die Luft gebildet sind.

Ein derartiger Abscheider mit Lamellen, an denen sich die Wassertröpfchen niederschlagen und einem Sammelbehälter unterhalb der Lamellen zugeführt werden, ist bekannt Die Errichtung des Abscheiders bzw. die Anordnung der Lamellen auf der Baustelle erfordert einen vergleichsweise hohen Montageaufwand, wodurch die Errichtungszeit und die Kosten des Kühlturras ansteigen. Auch nach der Fertigstellung erweist es sich für die Durchführung von Reparaturen oder aus anderen Gründen als nachteilig, daß die Lamellen nicht in der gewünschten Weise einfach und schnell ausgebaut oder ausgetauscht werden können.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Lamellen im Wege billiger Fabrikherstellung so auszubilden, daß sie leicht in den Abscheider ein- bzw. ausgebaut werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lamellen zellenförmig mit sich in der Längsrichtung erstreckenden Versteifungsteilen ausgeführt sind, welche die Lamellen in mehrere Abschnitte unterteilen, und daß die Lamellen an Halterungen durch einen einen Kopf und einen Schaft umfassenden Bolzen dadurch befestigt sind, daß der Schaft sich durch Öffnungen in den Halterungen erstreckt und einen Versteifungsteil der Lamellen erfaßt

Hierbei können die Lamellen sowie die Bolzen zu ihrer Befestigung fabrikmäßig hergestellt werden, und auch die Halterungen mit ihren Öffnungen zum Durchstecken der Bc'zen erfordern keinen besonderen Aufwand. Die Errichtung des Abscheiders erfolgt im Wege der Steckmontage aus vorgefertigten Bauteilen am Einsatzort Es hat sich gezeigt daß die Bolzenbefestigung zu einer sicheren und dauerhaften Anordnung und Abstützung der Lamellen führt Gegebenenfalls können Lamellen zu Wartungszwecken oder aus anderen Gründen ebenso einfach und schnell entfernt und wieder eingebaut bzw. ausgetauscht werden. Von besonderem Vorteil ist auch der Zeitgewinn, der durch die erfindungsgemäße Ausbildung bei der Errichtung eines Kühlturms erzielt werden kann.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen im Kreuzstrom betriebenen Kühlturm mit dem Abscheider;

F i g. 2 eine Stirnansicht eines Abscheider-Wandelements mit den Abscheideflächen;

Fig.3 das Wandelement nach Fig.2 in Seitenansicht;

F i g. 4 in perspektivischer Darstellung einen Teil der gemäß Fig.2 und 3 vorgesehenen blattförmigen Abscheideflächen;

l· i g. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts aus F i g. 4 mit den vorgesehenen Vorsprüngen;

F i g. 6 einen vergrößerten Teilschnitt der Verbindung der Abscheideflächen mit einem sie stützenden Winkelstück;

F i g. 7 ein Schnitt längs Linie 7-7 in F i g. 6.

Gemäß F i g. 1 ist ein im Kreuzstrom betriebener Kühlturm 10 vorgesehen, der ein Gehäuse 11 mit einer Oberseite 12 besitzt, an der ein Verteileftfög 13 für Wasser vorgesehen ist. Das zu kühlende Wasser wird in den Trog über eine Einlaßleitung 18 eingepumpt, und läuft über einstellbare Öffnungen 15 ab. Das durch die Füllung oder Packung 16 herabströmende Wasser wird im Sammelbecken 17 für das gekühlte Wasser gesammelt und dann abgezogen.

Ein Ventilator 19 ist in einem Schacht 20 angeordnet

und wird mittels eines Antriebs 21 betrieben, so daß Luft seitlich durch den Turm angesaugt und über den Schacht 20 nach oben abgegeben wird. Die Luft strömt nacheinander durch die Einlaßöffnungen zwischen der Seitenwand des Gehäuses 11 und Einlaßluftschlitzen 23, s durch die Füllung 16 und durch Abscheider 24, wie es durch Pfeile 125 angezeigt ist

Wenn das Wasser unter Schwerkraftwirkung durch die Füllung 16 herabfällt und auf die Füllung 16 auftrifft, wird es in Tröpfchen zerteilt und bildet ferner einen Wasserfilm auf der Füllung 16 und den Vorrichtungsteilen. Die Kühlung wird im wesentlichen dadurch bewirkt, daß eine Verdampfung von der Oberfläche der Tröpfchen und der Filme stattfindet sowie dadurch, daß beträchtliche Wärme von den Wasserflächen an die !5 umgewälzte Luft übertragen werden. Während dieses Verfahrens wird eine bestimmte Anzahl von Wassertröpfcheh vom Luftstrom mitgenommen. Diese mitgenommenen Wassertröpfchen führen zu Unannehmlichkeiten und zu einer potentiellen Gefahr, wenn zugelassen wird, daß sie durch den Ventilatorschacht 20 in die Außenluft entweichen. Die Abscheider 24 verhindern das Entweichen der im Kühlturm 10 erzeugten und von der Luft mitgeführten Wasserteilchen durch den Ventilatorschacht 20. Dieses wird dadurch erreicht, daß die Wasserteilchen im mit hoher Geschwindigkeit bewegten Abluftstrom, der von der Füllung 16 des Kühlturms 10 ausgeht, abgefangen werden, indem der Luftstrom umgeleitet wird, wenn er durch den Abscheider 24 verläuft Die mitgeführten J0 Wassertröpfchen treffen auf die Abscheideflächen auf und sammeln sich dort und werden dann durch den Turm 10 abwärts zum Becken 17 geführt

Die Abscheider 24 sind in besonderer Weise ausgebildet so daß eine wirksame und leistungsfähige Entfernung der Wassertröpfchen aus dem Luftstrom erfolgt, wobei die Richtung der Luftströmung so gesteuert wird, daß der Druckabfall innerhalb der Luftströmung möglichst gering wird. Um diese Ergebnisse zu erreichen, umfaßt jeder Abscheider 24 mehrere Abscheider-Wandelemente 26, die blattförmige Lamellen 28 unterstützen. Obwohl die AiL-heidei' 24 in Verbindung mit einem Kreuzsirom-Kühlturm beschrieben werden, sind sie auch für Gegenstrom-Kühltürme geeignet. ■

Wie am besten aus F i g. 4 zu ersehen ist, bestehen die Lamellen 28 aus einem langgestreckten zellenförmigen Bauteil von im wesentlichen V-Form mit hohlem Querschnitt und umfassen ein Paar geneigter erster und zweiter Abschnitte 30 bzw. 32, die gleich stark jedoch >o entgegengesetzt geneigt siiid. Diese Abschnitte sind an ihren konvergierenden Enden durch einen dritten Abschnitt 34 miteinander verbunden. Die divergierenden Enden der Abschnitte 30 und 32 sind mit Abschnitten 36 und 38 versehen, die im wesentlichen parallel zum Abschnitt 34 verlaufen. Die Außenkanten der Abschnitte 36 und 38 werden von einer Führungskante mit solchem Profil gebildet, daß der Strömungswiderstand längs der Lamellen 28 herabgesetzt wird. Versteifungsteile 39,40,41,42 begrenzen die Enden der Abschnitte 30, 32, 34, 36 und 38 und dienen zugleich dazu, die Festigkeit der Lamellen 28 zu erhöhen. Diese bestehen vorzugsweise aus extrodiertem Kunststoff wie Polypropylen oder Polyvinylchlorid, und zwar wegen der Widerstandsfähigkeit gegenüber den beim Kühlen von Wasserströrnen im Rahmen von Verfahren auftretenden Chemikalien, wegen der Beständigkeit und langen Lebensdauer, wegen 4er Widerstandsfähigkeit gegen Algen und Pilze oder dgL und wegea der Möglichkeit, die erforderliche Festigkeit und Steifheit zu erzielen. _:

Die Lamellen 28 besitzen eine Mehrzahl von steifen, sich in-Längsrichtung erstreckenden Vorsprängen 45 auf der Außenfläche und der Innenfläche der Abschnitte 30 und 32. Die Vorsprünge 45 dienen dem Abfangen und Festhalten von Wassertröpfchen, die auf die Oberflächen der Lamellen 28 auftreffen. Die Vorsprünge 45 besitzen vorzugsweise einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt, wie am besten aus Fig. 5 zu ersehen ist und besitzen jeweils eine Seitenlänge von etwa 03 mm. Die Größe und Zahl der Vorspränge 45 lcann entsprechend dem Abstand der Lamellen 28, dem Luftdurchsatz und dem Ausmaß der erforderlichen Wasserabscheidung variieren. Eine Reihe von Vorsprängen 45 ist auf dem äußeren Abschnitt der inneren Fläche der Abschnitte 30 und 32 und am inneren Abschnitt der äußeren Flächen der Abschnitte 30 und 32 aus noch näher zu erläuternden Gründen vorgesehen.

Wie am besten aus F i g. 1 bis 3 zu ersehen ist werden die Lamellen 28 zwischen einem Paar winkelförmiger Halterungen 50 und 52 mit gegenseitigem Abstand und miteinander zugewandten Rachseiten unterstützt so daß eine Mehrzahl von Kanälen 55 für den Luftdurchtritt gebildet sind. Jeder Kanal 55 umfaßt einen Einlrittskai.al 57, der durch die einander zugewandten Abschnitte 30 benachbarter Lamellen 28 gebildet ist, einen kurzen Verbindungskanal 58, der durch die einander zugewandten Abschnitte 34 benachbarter Lamellen 28 gebildet ist, und einen Ausgangskanal 60, der durch die einander zugewandten Abschnitte 32 benachbarter Lamellen 28 gebildet ist. Die Kanäle 57 sind gegenüber der Bewegungsbahn der mit den Wassertröpfchen beladenen Luft geneigt so daß die Luft auf die Flächen auftrifft Die Kanäle 60 sind in entgegengesetzter Richtung zu den Kanälen 57 geneigt so daß die durch die Kanäle 57 und 58 hindurchtretende Luft gegen die Flächen der Kanäle 60 trifft Die Lamellen 28 und dementsprechend auch die Kanäle 55 sind vorzugsweise in Längsrichtung um etwa 10° geneigt, so daß das sich auf den Lamellen 28 sammelnde Wasser in Richtung auf die Enden der Lamellen 28 strömt und dann durch den Turm zum Sammelbecken 17 herabfällt

Wie am besten aus F i g. 3,6 und 7 zu ersehen ist, sind die Lamellen 28 an den Halterungen 50 und 52 so befestigt, daß sie in einheitlicher Weise die Wandelemente 26 bilden und das auf den Lamellen sich ansammelnde Wasser durch die Halterungen 50 und 52 durchtreten und über deren Außenflächen abwärts zum Sammelbecken 17 strömen kann. Die Halterungen 50 und 52 besitzen jeweils eine erste Reihe von im Abstand zueinander angeordneten öffnungen 62, die sich in Längsrichtung nahe der Eingangskante erstrecken, und eine zweite Reihe von im Abstand zueinander angeordneten Öffnungen 64, die sich in Längsrichtung nahe der anderen Kante erstrecken. Bolzen 65 erstrecken sich durch die öffnungen 62 und 64 und ergreifen fest die Enden der Lamellsn 28. Die Bolzen 65 umfassen einen Kopf b6 und einen Schaft 67. Der Schaft 67 ist vorzugsweise von nicht kreisförmigem Querschnitt, speziell von rautenförmigem Querschnitt. Die öffnungen 62 sind in entsprechender Weise geformt, um den Schaft 67 gegen Drehen gesichert aufzunehmen. Ein Längsschlitz 68 ist im Schaft 67 ausgeschnitten, so daß zwei Finger 69 und 70 gebildet sind, welche die Lamellen 28 ergreifen und in vorbestimmter Stellung halten. Die

Außenenden der Finger 69 und 70 können abgeschrägt sein, um das Ergreifen der Lamellen 28 zu erleichtern. Der Schlitz 68 ist vorzugsweise etwas enger als die Stärke der Versteifungsteile 39 und 41, so daß beim Durchfahren des Bolzens 65 durch die Öffnungen 62 und 64 und beim Andrücken gegen die Versteifungsteile 39 und 41 die Finger 69 und 70 die Teile 39 und 41 fest zwischen sich aufnehmen. Die Bolzen 65 können zusätzlich an den Berührungsflächen zwischen dem Schaft 67 und den Teilen 39 und 41 verschweißt sein, ebenso an den Berührungsflächen des Kopfs 66 mit den Halterungen 50 und 52. Die öffnungen 62 und 64 sind auf den Halterungen 50 und 52 so angeordnet, daß dann, wenn sich die Versteifungsteile 39 und 41 in entsprechender Ausrichtung auf die öffnungen 62 und 64 des Abschnitts 30 der Lamelle 28 befinden, eine Neigung von etwa 45° gegenüber der Richtung der Luftströmung vorhanden ist. Die öffnungen 64 sind so dimensioniert und geformt, daß der Kopf 66 nicht durch sie hindurchtreten kann, aber auch die Offnungen 64 nicht vollständig verdeckt, so daß Wasser von Oberflächen der Lamellen 28 durch einen Teil der öffnung 64 hindurchtreten kann. Wie aus F i g. 3 und 6 zu ersehen ist, sind die öffnungen 64 eckig in solcher Größe ausgeschnitten, daß sie mit einem Teil den Schaft 67 aufnehmen, den Kopf 66 am Hindurchtreten hindern und doch einen vom Kopf nicht bedeckten Abschnitt übrig lassen, der dem Wasser, das sich auf der Lamelle 28 angesammelt hat, den Durchtritt ermöglicht.

Die Wandelemente 26 sind in bekannter Weise mit den Konstruktionsstützen des Turms verbunden, so daß sie innerhalb des für die Füllung 16 vorgesehenen Abschnitts angeordnet sind und den Lufteinlaßschlitzen 23 gegenüber liegen. Die Wandelemente 26 sind vorzugsweise in Längsrichtung um etwa 10° geneigt, so daß das auf den Oberflächen der Lamellen 28 gebildete Wasser zu den betreffenden Enden der Lamellen 28 abfließen kann.

Die Luft mit den mitgenommenen Wassertröpfchen tritt in die Kanäle 57 der Abscheider 24 ein, wobei ein Richtungswechsel aus der im wesentlichen horizontalen Strömungsrichtung in eine geneigte Sirömungsrichtung stattfindet, sobald eine Berührung mit den unteren Flächen der Kanäle 57 stattfindet. Die vom Luftstrom auf die mitgenommenen Tröpfchen ausgeübte Kraft reicht aus, um die meisten Tröpfchen in Verbindung mit der Schwerkraftwirkung gegen die untere Fläche des Kanals 57 zu leiten, so daß sich die Wassertröpfchen auf dieser unteren Fläche sammeln. Das so gesammelte Wasser neigt dazu, in Richtung auf das obere Ende der

to unteren Flächen der Kanäle 57 zu wandern und sich dort anzusammeln. Die am oberen Ende angeordneten Vorsprünge 45 verhindern im wesentlichen, daß das Wasser von den unteren Flächen der Kanäle 57 abgerissen und wieder in den Luftstrom eingeleitet wird,

is wenn der Luftstrom den Kanal 57 verläßt und in den Kanal 58 eintritt. Die feineren Tröpfchen und auch die schwereren Tröpfchen, die nicht im Kanal 57 abgeschieden wurden, werden vom Luftstrom durch die Kanüle 58 in die Kanäle 60 mitgenommen, wo wiederum ein Richtungswechsel beim Berühren mit der oberen Fläche der Kanäle 60 stattfindet. Die von der Luft mitgeführten Tröpfchen, die schwerer als Luft sind, werden gegen die obere Fläche der Kanäle 60 durch die Zentrifugalwirkung geworfen und neigen dazu, zum äußeren Ende der oberen Fläche zu wandern. Die Vorsprünge 45, die an diesem äußeren Ende angeordnet sind, verhindern im wesentlichen, daß das Wasser am äußeren Ende der oberen Flächen der Kanäle 60 abgerissen wird und wieder in den Luftstrom zurückgeführt wird, wenn

jo dieser die Kanäle 60 verläßt, um durch den Ventilatorschacht 20 abgeleitet zu werden.

Wie bereits erwähnt, sind die Lamellen 28 und dementsprechend auch die Kanäle 57 und 60 in Längsrichtung um etwa 10° geneigt. Das führt dazu, daß das Wasser, das sich auf den Oberflächen der Kanäle 57 und 60 gesammelt hat, abwärts in Richtung auf die Halterungen 50 und 52 fließt und dann durch die öffnungen 64. Das Wasser kann dann unter der Schwerkraftwirkung an den äußeren Flächen der Halterungen 50 und 52 herabströmen, um im Becken 17 aufgefangen zu werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abscheider für die im Abluftstrom eines Wasserkfihltjirms, insbesondere eines im Kreuzstrom mit im wesentlichen horizontaler Luftströ- mung und unter Schwerkraft abwärts strömendem zu kühlenden Wasser betriebenen Kühlturms, enthaltenen Wassertröpfchen, mit zur Strömungsrichtung der Luft geneigten, im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Lamellen, zwischen denen Durchtrittskanäle für die Luft gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (28) zellenförmig mit sich in der Längsrichtung erstreckenden Versteifungsteilen (39, 40, 41, 42) ausgeführt sind, welche die Lamellen (28) in mehrere Abschnitte (30,32,34,36,38) unterteilen, und daß die Lamellen (28) an Halterungen (50, 52) durch einen einen Kopf (66) und einen Schaft (67) umfassenden Bolzen (65) dadurch befestigt sind, daß der Schaft (67) sich durch Öffnungen (62, 64) in den Halterungen (50, 52) erstreckt und einen Versteifungsteil (39,41) der Lamellen (28) erfaßt

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (67) des Bolzens (65) einen Längsschlitz (68) zum Aufnehmen des Versteifung?- teils (39,41) aufweist

3. Abscheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Schlitz (68) gegenüber den Abmessungen des Versteifungsteils (39, 41) etwas unterdimensioniert ist

4. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende einer Lamelle (28) an mindestens zwei Stellen mit der Halterung (50,52) verbunden ist

5. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (2B) zueinander geneigt verlaufenden erste Abschnitte (30) und zweite Abschnitte (32) aufweisen, die durch einen dritten Abschnitt (34) von geringer Breite miteinander verbunden sind, und daß die Enden der Lamellen (28) jeweils mit einem Paar Bolzen (65) abgestützt sind, welche die Versteifungsteile (39,41) an den dem Luftstrom entgegenweisenden Enden des ersten und des zweiten Abschnitts (30 bzw. 32) erfassen.

6. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß wenigstens einige der Öffnungen (64) in den Halterungen (50, 52) so dimensioniert sind, daß das sich auf den Lamellen (28) sammelnde Wasser durch sie abströmen kann, und daß die betreifenden Lamellen (28) in Längsrichtung zu den überdimensionierten Offnungen (64) in den Halterungen (50,52) hin abwärts geneigt sind.