DE2602679A1

DE2602679A1 - Verfahren zur herstellung eines luftgekuehlten, atmosphaerischen waermeaustauschers

Info

Publication number: DE2602679A1
Application number: DE19762602679
Authority: DE
Inventors: Robert Eugene Cates
Original assignee: Marley Co LLC
Current assignee: Marley Co LLC
Priority date: 1975-01-27
Filing date: 1976-01-24
Publication date: 1976-07-29
Also published as: CA1033961A; US3995689A; US4119140A; JPS51100370A

Description

PATENTANWALT
DIPL-ING.'

HELMUT GÖRTZ

6 Frar.icfurt am Main 70

Schneckenliafotr. 27 - Tel. 617079 23. Januar 1976

GzEi/Ra, The Marley Company, Mission, Kansas

Verfahren zur Herstellung eines luftgekühlten, atmosphärischen Wärmeaustauschers

Die Erfindung betrifft luftgekühlte, atmosphärische, indirekte Wärmeaustauscher, die besonders geeignet sind für den Gebrauch bei Wasserkühltürmen. Die Erfindung betrifft insbesondere Wärmeaustauscher auf der Basis von billigem, vorfabrizierte/n, synthetischem Harz; diese sind besonders geformt und angeordnet, um die Probleme zu überwinden, die daher rühren, daß die synthetischen Harzmaterialien (z.B. Polyvinylchlorid), die zu deren Herstellung verwendet v/erden, relativ geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, insbesondere im Vergleich mit Metallen oder anderen, üblicherweise für Wärmeaustauscher verwendeten Materialien.

Indirekte Wärmeaustauscherstrukturen wurden seit langem für viele Anwendungen benützt. Im allgemeinen passieren Wasser oder andere abzukühlende Flüssigkeiten eine Vielzahl von separaten Strukturen aus einem wärmeleitenden Material, die ihrerseits mit einem externen Kühlmedium, wie z.B. Luft, in Kontakt stehen. Der gebräuchlichste Typ des indirekten Wärmeaustauschers ist der sog. Rippenrohraustauscher. In diesen Einheiten ist· eine Serie von länglichen, hohlen Metallröhren vorhanden, zusammen mit einer Anzahl metallischer Kühlrippen,

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die sich im allgemeinen transversal erstrecken und die dazu dienen, die thermische Wirksamkeit des gesamten Austausches dadurch zu erhöhen, daß die gesamte Wärmeaustauschfläche erhöht wird. Eine heiße Flüssigkeit, die abgekühlt werden soll, z.B. V/asser, wird gleichzeitig durch die Austauscherröhren geleitet, d-ie external Luft ströme v/erden aus der Umgebung gleichzeitig an der Kühlrippen- und Röhrenanordnung vorbeigeleitet, Dadurch wird die heiße Flüssigkeit innerhalb der Austauscherröhre abgekühlt, ohne daß ein direkter Kontakt zwischen der heißen Flüssigkeit und der abkühlenden Luft besteht.

Indirekte Wärmeaustauscher wurden vielfach in Kühltürmen angewendet, insbesondere in kleineren Türmen, die zusammen mit einer Luftreinigungsanlage oder dergleichen verwendet werden» In den meisten Fällen werden in diesen Türmen einfache Rippenrohr-Wärmeaustauscher des oben beschriebenen T]TpS verwendet; im allgemeinen ist deren Kühlwirksamkeit ausreichend, um den relativ niedrigen Aufheizungserfordernissen zu entsprechen. Wenn jedoch größere Aufheizungsprobleme auftreten, sind konventionelle indirekte Wärmeaustauschertürme (manchmal als Trockentürme bezeichnet) für den praktischen Gebrauch unwirksam. Dies ist besonders unangenehm, da Trockentürme in solchen Fällen besonders vorteilhaft sind, wo es notwendig ist, den Wasserverbrauch zu begrenzen, ebenso den Ausstoß von sichtbarem Nebel oder die Wassersäule, die man oft in großen konventionellen Wasserkühltürmen (Verdampfungs- oder Nasskühltürme) beobachtet. Die Tatsache, daß bei Trockentürmen keine Probleme des übermäßigen Wasserverbrauchs, der Nebelbildung und der Wassersäule auftreten, führte zu Vorschlägen, das Trockenkonzept in größeren, industriemäßigen Türmen zu verwen-

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den oder Verdampfungs- und indirekte Wärmeaustauscher zu einem einzigen Turm zu vereinigen. Die zuletzt genannte Idee ist besonders attraktiv, denn die im allgemeinen wirksamere feuchte Abteilung eines Turms des doppelten Typs kann verwendet werden, wenn die Wetterbedingungen der Umgebung es erlauben, aber dieser Gebrauch kann eingeschränkt oder - falls erwünscht - vollständig eingestellt werden, wobei die trockene Abteilung verstärkt zur Anwendung kommt. Alle diese Faktoren veranlaßten viele Fachleute auf dem Gebiet der Wasserkühltürme, die breiteren Anwendungen für indirekte Wärmeaustauschertürme zu erforschen; daher könnte jeder Fortschritt auf dem Gebiet der steigenden Wasserkühlungswirksamkeit solcher Trockentürme einen erheblichen Durchbruch bedeuten.

Ein anderes dringendes Problem, das bei konventionellen Trockentürmen, insbesondere bei solchen relativ großer Kapazität, auftritt, betrifft die relativ hohen Kosten der darin benützten konventionellen Wärmeaustauscher. Diese Einheiten sind nicht nur an sich teuer, sondern sie erfordern kostspielige Erhitzerkonstruktionen und dergleichen für die Zuführung und Rückführung des zu kühlenden Wassers. Die Tatsache, daß Verdampfungswasserkühltürme nicht nur wesentlich wirksamer sind, sondern auch weniger kostspielig sind im Hinblick auf eine gegebene Aufheizung, schreckte viele ab, indirekte Wärmeaustauscherkühltürme in Situationen zu verwenden, wo unter anderen Umständen ihre Vorteile deutlich würden.

In der Vergangenheit wurde auch vorgeschlagen, mehr oder weniger konventionelle Wärmeaustauscher zu verwenden, die aus synthetischen Harzmaterialien, z.B. synthetischen Plastik-

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materialien, hergestellt werden. Dieser Vorschlag hat viele Vorteile, insbesondere was die Kostenfrage betrifft, denn synthetische Harzmaterialien sind im allgemeinen viel weniger teuer und leichter herzustellen, zu installieren und zu warten als Wärmeaustauscher aus Metall. Der schwerwiegendste Einwand gegen die Verwendung von Wärmeaustauschern aus synthetischem Harz besteht jedoch darin, daß die Wärmeleitfähigkeit dieser Materialien relativ niedrig ist, normalerweise beträgt sie nur ungefähr 1/100 derjenigen eines Metalls. Fachleute auf diesem Gebiet vermieden es daher, Wärmeaustauscher aus synthetischem Harz zu verwenden, denn man nahm von den letzteren an, daß sie bis zur Unbrauchbarkeit unwirksam sind.

Es ist daher das wichtigste Ziel der vorliegenden Erfindung, einen sehr wirksamen, preiswerten, indirekten Wärmeaustauscherapparat zu entwickeln, der besonders geeignet ist für die Verwendung in Wasserkühltürmen und vorzugsweise aus relativ dünnen Schichten eines synthetischen Harzmaterials (z.B. Polyvinylchlorid) hergestellt wird und besonders geformt ist, um wirksam Aufheizungen zu bewältigen, die bisher aufgrund der relativ niedrigen Wärmeleitfähigkeit von synthetischen Harzmaterialien als völlig inpraktikabel betrachtet wurden.

Ein weiteres"Ziel der Erfindung ist es, einen Wärmeaustauscherapparat zu entwiekeln, der eine Vielzahl von unterteilten, länglichen, oben offenen, hohlen, dünnen, röhrenartigen Strukturen aufweist, die einander gegenüberliegende Seitenwände haben, wobei die Innenflächen der letzten so gestaltet sind, daß sie eine Reihe von serpentinenartigen Wasserrinnen haben, die im allgemeinen vom oberen zum unteren Ende führen. Diese

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Konstruktion bietet die Gewähr dafür, daß die in den Austauscher eingeführten anfänglich heißen Wassermengen während der Abwartsbewegung meßbar verlangsamt werden, und zwar deshalb, weil sie entlang der gewundenen Wasserwege der strukturbegrenzenden Seitenwände fließen, wodurch gleichzeitig externe, aus der Umgebung entnommene, kühlende Luftströme so geleitet v/erden können, daß der indirekte thermische Austausch mit dem heißen Wasser innerhalb der Strukturen durch die Seitenwände der letzteren erfolgt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Wasserkühlturrn zu entwickeln, der einen Heißwasserverteiler auf\«/eist, darunter ein Kaltwassersammelbassin und den wirksamen indirekten Wärmeaustauscherapparat zwischen dem Verteiler und dem Sammelbassin enthält, wobei sich die oben offenen, heißes Wasser aufnehmenden Strukturen des Austauschers unterhalb des Verteilers befinden, um das siphonartige Mitreißen von Luftmengen innerhalb des heißen Wassers zu ermöglichen, das vom Verteiler infolge der Schwerkraft herabfließt. Auf diese Weise wird die Zeit, die das Wasser benötigt, um durch den Austauscher zu strömen, verlängert, wodurch dessen adäquate Abkühlung gewährleistet wird, und die normalerweise durch eine leichte Siphonwirkung erzeugten negativen Drücke innerhalb des Austauschers können nicht so weit ansteigen, daß die relativ dünnen Seitenwände des Austauschers, die aus synthetischem Harz bestehen, nach innen zusammenfallen.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, erfindungsgemäße indirekte Wärmeaustauscherbündel zu entwickeln, die hergestellt werden aus einer Vielzahl von länglichen, neben-

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einandergestellten, umgekehrten, im wesentlichen U-förmigen, vakuumverformten Gliedern aus synthetischem Harz, die so miteinander verbunden sind,· daß Durchlässe für heißes Wasser und Zwischenräume mit Kühlluft abwechseln; die relativ dünnen Seitenwände der U-förmigen Glieder sind gerippt, so daß ein kontinuierliches mehrfaches Zick-Zack-Muster entsteht, das dazu dient, die Austauscherbündel zu verfestigen, deren hauptsächliche Wäraeaustauschfläche zu vergrößern und die gesamte Kühlwirksamkeit der Bündel zu erhöhen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, indirekte Wärmeaustauscherbündel des beschriebenen Typs aus synthetischem Harz zu entwickeln, die als Bündel gestapelt werden können, damit eine Vielzahl von Austauscherbündeln in einem Wasserkühlturm verwendet werden kann, insbesondere in Türmen mit

ve rda mp f f ähi sbii ,
einer/nassen Fullabteilung in Verbindung mit deren indirekten Wärmeaustauschern, so daß die hohe Kühlwirksamkeit der nassen Abteilung und die Eigenschaften der trockenen Abteilung, die Wassersäule herabzusetzen, in einem einzigen Turm vereinigt sind.

Ein preiswerter, vorgeformter, indirekter, luftgekühlter atmosphärischer Wärmeaustauscher aus synthetischem Harz, der sich besonders für Wasserkühltürme eignet, wurde entwickelt: Dieser zeigt verbesserte Wasserabkühlungseigenschaften, obwohl er aus relativ billigem, korrosionsfreiem Polyvinylchlorid oder dergleichen hergestellt wird, von dem "man bisher annahm, daß seine Wärmeleitfähigkeit für die Verwendung in Wärmeaustauschern ungenügend ist. Die verbesserten Ergebnisse sind prinzipiell zurückzuführen auf die Verwendung einer Vielzahl von unterteilten, länglichen, hohlen, an den Enden offenen,

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O U /L O / C

dünnen, röhrenartigen, heißes Wasser aufnehmenden Struktur".:·, die vakuumgeformte Seitenwände mit einem gewellten mehrfachen Zick-Zack-Muster aufweisen, um den Austauscher zu verstärken, und eine Serie von kontinuierlichen, vertikal verlaufenden, serpentinenartigen Wegen zu schaffen, welche das hauptsächliche Wärmeaustauschgebiet der Seitenwände möglichst groß machen und das Herabfließen des Wassers veranlassen, den gewundenen internen Rinnen der Seitenwand zu folgen, um das Herabfließen des Wassers zu verlangsamen und dadurch dessen Kühlung zu erleichtern; zudem vergrößern die entsprechenden gewellten Außenseitenoberflächen des Austauschers die Turbulenz externer, kühlender Luftströme, die daran vorbeiströmen, um die gesamte Kühlwirksamkeit des Austauschers zu verstärken. Der letztere ist vorteilhafterweise unterhalb eines Heißwasserverteilungsbassins angebracht, so daß Luftmengen siphonartig innerhalb des herabfließenden Wassers mitgerissen werden, um dessen Weg durch den Austauscher weiter zu verlangsamen und um auch auszuschließen, daß sich die normalerweise leichten, negativen Drücke bis zu einem Grade ausbilden, der ausreicht, daß die relativ dünnen Seitenwände des Austauschers zusammenbrechen. In bevorzugten Ausführungsformen wird der Austauscher hergestellt aus einer Vielzahl länglicher, umgekehrter, im wesentlichen U-förmiger vorgeformter Glieder, die entlang vertikaler Ränder miteinander verbunden sind, wobei ein Bündel entsteht,das in einem Wasserkühlturm belastbar gelagert werden kann. Zudem können die Bündel als solche gestapelt werden, um den leichten Einbau und den Gebrauch in einer Vielzahl von Kühlturmanwendungen zu ermöglichen (z.B. in jenen, die sowohl eine feuchte als auch eine trockene Füllung kombiniert verwenden).

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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren 1 bis 15 dargestellt ist.

Es zeigen: ·

Fig. 1 die Vorderansicht eines erfindungsgemäßen indirekten Wärmeaustauscherbündels (aufrechte Stellung) aus synthetischem Harz,

Fig. 2 die Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Bündels (aufrechte Stellung); die obere rechte Ecke des Bündels ist entfernt, um dessen innere Konstruktion zu zeigen,

Fig. 3 eine Grundrißansicht einer anfänglich flachen'Platte, welche für die Konstruktion des in den Fig. 1 bis 2 dargestellten Austauscherbündels verwendet wird,

Fig. 4 eine vergrößerte, fragmentarische Grundrißansicht eines erfindungsgemäßen Austauscherbündels; zur Verdeutlichung sind Teile entfernt,

Fig. 5 einen vertikalen Teil (Teilansicht) eines Paares von gestapelten Wärmeaustauscherbündeln in betriebsbereiter Lage innerhalb eines Kühlturms neben dessen Heißwasserverteilungsbassin,

Fig. 6 einen fragmentarischen Aufriß entlang der Linie 6-6 der Fig. 5, wobei um der Klarheit willen Teile entfernt wurden; gezeigt wird die bündelartige Verbindung zwischen den vertikal angeordneten-Austauscherbündeln,

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Fig. 7 eine vergrößerte, im wesentlichen schematische, fragmentarische horizontale Schnittansicht, die zeigt, wie die Zick-Zack-Kanäle der Seitenwände des Wärmeaustauschers die Turbulenz der vorbeiströmenden Kühlluft verursachen,.

Fig. 8 eine im wesentlichen schematische Darstellung einer modifizierten Form der Erfindung, bei der das Wasser in die Luftdurchgänge durch Vorrichtungen eingeführt wird, die auch als Stütze für die Austauscherbündel fungieren,

Fig. 9 eine schematische Schnittansicht zur weiteren Erläuterung der auf Fig. 8 gezeigten Konstruktion,

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines mechanischen Entwurfs eines Gegenstromkühlturms, bei dem erfindungsgemäße separate indirekte Wärmeaustauschereinheiten verwendet werden, die auf konventionellen Verdampferfüllaufbauten gelagert sind,

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines mechanischen Entwurfs eines Gegenstromkühlturms, bei dem entgegengesetzte Verdampfer-Füll- und indirekte Wärmeaustauscherabteilungen verwendet werden,

Fig. 12 eine schematische Darstellung eines mechanischen Entwurfs eines Gegenstromkühlturms, bei dem erfindungsgemäße entgegengesetzte indirekte Wärmeaustauscherabteilungen verwendet werden,

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Fig. 13 eine schematische Darstellung eines mechanischen Entwurfs eines Gegenstromkühlturms mit einer indirekten Wärmeaustauscherkonstruktion, die zwei Durchgänge aufweist und Vorrichtungen für die Rückführung von teilweise abgekühlten Wasservolumina in den Wärmeaustausche rappar at ,

Fig. 14 ' eine schematische Darstellung eines mechanischen Entwurfs eines Gegenstromkühlturms mit einer äußeren Verdampfungsfüllabteilung und einem inneren, indirekten Wärmeaustauscherapparat,

Fig. 15 eine graphische Darstellung einer psychrometrischeii Analyse der Wasserabkühlungseigenschaften und der Verminderung der Wassersäule des auf Fig. 14 dargestellten Turms.

Ein erfindungsgemäßes Wärmeaustauscherbündel 20 ist auf den Fig. 1 bis 2 dargestellt. Im allgemeinen besteht jedes Bündel 20 aus einer Vielzahl von länglichen, nebeneinandergestellten, integralen Gliedern 22 aus synthetischem Harz, die eine umgekehrte, /v/esentlichen U-förmige Konfiguration aufweisen und entlang der vertikalen Randecken der Seitenwände 28 miteinander verbunden sind mittels haftender Lösungsmittel oder mittels eines Druck-Wärme-Abdichtungsverfahrens, um ein freistehendes, strukturell übersichtliches Bündel 20 zu definieren. Auf diese Weise' wird eine Serie von räumlich gegliederten, hohlen, an den Enden offenen, dünnen, röhrenartigen, heißes Wasser aufnehmenden Strukturen 24 zwischen den miteinander verbundenen Seitenwänden benachbarter, U-förmiger Glieder 22 definiert, wobei die an den

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Seiten offenen Durchgänge 26 für die Kühlluft definiert sind durch die transversale U-förmige Konfiguration jedes Gliedes 22. Die Durchgänge 26 und die Strukturen 24 stehen in alternierender Beziehung zueinander, und zwar durch die ganze Breite des Bündels 20.

Anhand der Fig. 2 überzeugt man sich, daß die einander gegenüberstehenden Seitenwände 28 jedes U-förmigen Gliedes 22 so gestaltet sind, daß sie eine Serie von normalerweise horizontal sich erstreckenden Zick-Zack-Mustern 30 darstellen, die vertikal so angeordnet sind, um eine Serie von kontinuierlichen» gewundenen oder serpentinenartigen Flußwegen 32 zu definieren, die sich im allgemeinen vom oberen Teil jeder Seitenwandabteilung 28 zu deren Boden erstrecken. Obwohl es um der Klarheit willen auf allen Abbildungen nicht angegeben ist, versteht es sich, daß sich das mehrfache Zick-Zack-Muster im wesentlichen über die ganze Höhe jeder Seitenwand 28 jedes Gliedes 22 erstreckt. Insbesondere die Zick-Zack-Muster 30 sind begrenzt durch längliche, pyrarnidenartige, im allgemeinen sich vertikal erstreckende Erhebungen 44 mit entsprechenden Einsenkungen 46* Es ist festzustellen, daß sowohl die inneren Oberflächen der Seitenwände 28 als auch deren äußeren Oberflächen das oben beschriebene . Zick-Zack-Muster aufweisen. So entspricht jeder Erhebung 44 auf der inneren Oberfläche einer Seitenwand eine Einsenkung auf deren äußerer Oberfläche. Zudem zeigt der Neigungswinkel der direkt entgegengesetzten Erhebungen 44 und der entsprechenden·Einsenkungen 46 in entgegengesetzte Richtungen (siehe obere, rechte Ecke der Fig. 2), so daß eine Flüssigkeit, die in den Aussparungen der einen vertikalen Durchgang begrenzenden Seitenwände 28 herabfließt, in verschiedene Richtungen abgelenkt wird. Wo daher die gewundenen Flüssigkeitsdurchgänge

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im wesentlichen mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, die darin herabfließt, sind die daraus resultierenden Flußvektoren der · Flüssigkeit, die von jeder geneigten Fließstufe umgeben wird, im wesentlichen vertikal. Dies sichert nicht nur eine gleichmäßige Verteilung des Flusses in der horizontalen Ausdehnung der Glieder 22, sondern stellt - was viel wichtiger ist - sicher, daß der Durchfluss von der unteren Ecke jeder die Flüssigkeit befördernden Abteilung im allgemeinen vertikal und nicht angular erfolgt, wodurch eine ungünstige Verteilung der Flüssigkeit von einem Niveau zum anderen vermieden wird, wie sich aus Fig. 6 ergibt. Zudem sind die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Seitenwände jedes U-förmigen Gliedes 22 mit einer Vielzahl von getrennten, knopfartigen Vorsprüngen 34 versehen, die für die aneinandergrenzende Verbindung vorgesehen sind, um den Abstand zwischen den Seitenwänden. 28 jedes U-förmigen Gliedes 22 aufrechtzuerhalten. In dieser Beziehung verhindert der relativ weite Abstand zwischen den Seitenwänden jedes Gliedes 22 die Ansammlung von Staub- oder Pflanzenteilchen innerhalb der Durchgänge 26 (mit daraus folgendem Abfall der Wärmeübertragungswirksamkeit) und erleichtert zudem die Reinigung, wenn Blätter oder dergleichen in die Durchgänge gelangen sollten. Ein weiteres Beispiel für den Gebrauch eines vielfachen Zick-Zack-Musters, das in vielerlei Hinsicht dem hier beschriebenen ähnelt, ist in dem US-Patent 3 733 063 zu finden.

Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, umfaßt jedes U-förmige Glied 22 einen obersten, glatten, runden Oberteil 36 mit gewellten Seitenwänden 28. Jede Seitenwand 28 umfaßt vorspringende, sich vertikal erstreckende, im allgemeinen ebene Verbindungsplatten 38, welche deren laterale Randecken begrenzen und es gestatten,

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daß die Seitenwände 28 benachbarterU-förmigerGlieder 22 miteinander verbunden sind, um dazwischen die hohlen, heißes Wasser aufnehmenden Strukturen 24 zu begrenzen. Wie ersichtlich, ist die gewellte Oberfläche jeder Seitenwand 28 bezüglich der Randplatten 38 zurückgesetzt, so daß ein hohler, dünner, röhrenartiger Durchgang zwischen den verbundenen Seitenwänden entsteht. Jede Seitenwand 28 umfaßt auch ein Paar seitlich getrennter, sich radikal erstreckender Verbindungs- oder Versteifungsrippen 40, die ebenfalls von der gewellten Oberfläche zurückgesetzt sind und so angeordnet sind, daß sie durch Haftwirkung mit der entsprechenden Rippe 40 auf der anderen Seitenwand 28 verbunden sind. Auf diese Weise wird die heißes V/asser aufnehmende Struktur 24 in eine Anzahl diskreter, identischer, länglicher Durchgänge für heißes Wasser unterteilt, welche zur Verdeutlichung als separate Kanäle gezeigt werden. Die Rippen 40 erhöhen beträchtlich die strukturelle Steifheit der Seitenwände 28 und verhindern deren charakteristisches, durch die Schwerkraft bedingtes "Sichverschieben" von PVC-Material, das im Falle gewellter Folien besonders störend sein kann.

Man bemerkt auch, daß die Enden jedes Austauscherbündels 20 begrenzt sind durch ein halbes U-förmiges Glied 22. In dieser Hinsicht umfaßt jedes Endglied 48 eine aufrechtstehende, ebene Verbindungsplatte 50, die sich bis oberhalb des Restes des Bündels 20 erstreckt, und eine Seitenwand 52, die in jeder Hinsicht identisch ist mit jeder Seitenwand 28 des U-förmigen Gliedes 22, damit die Endglieder 48 sich passend zur Vervollständigung des Bündels 20 anfügen. Zudem sind die Seitenwände jedes U-förmigen Gliedes 22 und jedes Endgliedes 48 seitlich verengt, wie bei 54, so daß die oben offenen, heißes Wasser aufnehmenden Strukturen 24, welche durch die miteinander ver-

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bundenen Seitenwände 28 begrenzt sind, etwas weniger breit sind als der Hauptkörper der Strukturen. Der Boden jeder Seitenwand 28 ist auch verengt, wie bei 56 und unter einem Winkel geschnitten wie bei 57, so daß das unte-re Ende jedes Austauscherbündels 20 vollständig hineinpaßt und sich dem oberen Ende eines anderen Austauscherbündels anpaßt, wobei die heißes Wasser aufnehmenden Durchgänge, welche in jedem Bündel durch die Strukturen 24 dargestellt werden, miteinander in Verbindung stehen.

Die oben beschriebenen Austauscherbündel 20 werden vorzugsweise aus einer Reihe anfänglich flacher, vakuumverformter, integraler Platten 58 hergestellt, wie sie auf B'ig. 3 dargestellt sind. Jede Platte 58 umfaßt ein Paar durch ein Zick-Zack-Muster verstärkter Seitenwandabteilungen 28 und eine im allgemeinen planare mittlere Abteilung 36, die dafür vorgesehen ist, den obersten, abgerundeten Teil jedes U-förmigen Gliedes 22 zu begrenzen. Das linke Ende jeder Platte 58 endet in eine im allgemeinen flache, nicht gewellte Plattenabteilung 50. In der Praxis werden die mittleren, im allgemeinen U-förmigen Glieder jedes Bündels 20 aus einer Länge der Platte 58 hergestellt (als Dimension "A" bezeichnet), wobei die Plattenabteilung 50 entfernt wird. Die Dimension "B" (mit intakter Plattenabteilung 50) wird für die äußerste linke Endplatte 48 eines Bündels verwendet, wie auf Fig. 1 dargestellt wird, während sich die Dimension "C" auf die rechte Endplatte des Bündels bezieht, bei dem die Abteilung 36 als aufrechtstehende ebene Abteilung 50 dient. Die Platten, die zur Bildung jedes Bündels 20 dienen, sind in jedem Fall entlang der punktierten, in den Zeichnungen angegebenen Linien geschnitten, damit sichergestellt ist, daß jedes Bündel.die gleiche Gestalt und Dimension hat.

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Auf den Fig. 5 und 6 ist der indirekte Wärmeaustauschapparat in einem Gegenstromkühlturm in betriebsbereitem Zustand gezeigt. Der Kühlturm ist nur fragmentarisch gezeigt, aber er umfaßt ein oberes Verteilungsbassin 60 für heißes Wasser, das eine Vielzahl von Öffnungen 62 für Wasser aufweist, damit heißes Wasser in Richtung der darunter angebrachten indirekten Wärmeaustauscherstruktur fließen kann. In der Abbildung ist ein Paar von Wärmeaustauscherbündeln 20 gezeichnet, wobei die Bündel gestapelt und angepaßt sind und deren Luftdurchgänge 26 so orientiert sind, daß sie aus der Umgebung stammende, im Gegenstrom strömende Kühlluft aufnehmen. Zu diesem Zweck vrird ein gestallartiges Gerüst, bestehend aus den Stützgliedern 64, 66, 68 und 70 verwendet, um die Bündel 20, die sich unterhalb des Bassins 60 in betriebsbereitem Zustande befinden, zu stützen. Die Stützelemente 66 und 70, die sich horizontal erstrecken, stützen eine Reihe von unterteilten, an der Spitze gerundeten Balken 72, die komplementär zu dem obersten runden Teil 36 jedes U-förmigen Gliedes 22, welche die Bündel 20 ausmachen, passen. In der Praxis wurde festgestellt, daß es nur notwendig ist, jedes andere U-förmige Glied 22 mittels eines Balkens 73 zu stützen. Der Aufbau jedes Bündels 20 kann - falls erwünscht - dadurch vervollständigt werden, daß die aufrechten Endplatten 50 an benachbarte Strukturglieder, wie bei 74, angeschlossen werden.

Aus Fig. 6 ist insbesondere zu entnehmen, daß der eingeengte Boden jeder der unterteilten Seitenwände 28, welche die unterteilten, heißes Wasser aufnehmenden Strukturen 24 begrenzen, innerhalb der. komplementären oberen Enden der entsprechenden, heißes Wasser aufnehmenden Struktur 24 des Bündels 20

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gebündelt aufgenommen wird. So stehen die länglichen, heißes Wasser aufnehmenden Strukturen 24 jedes Bündels 20 in enger Verbindung, so daß heißes Wasser, das zu dem obersten Bündel 20 gelangt, kontinuierlich durch alle darunterliegenden Bündel fließt. Obwohl in Fig. 6 nur zwei Bündel dargestellt sind, versteht es sich, daß praktisch jede Zahl solcher Bündel verwendet werden kann, entsprechend dem Verwendungszweck und den Aufheizungserfordernissen. Im Betrieb wird das abzukühlende Wasser anfänglich zur Bassinstruktur 60 geleitet, wo es durch die Öffnungen 62 herabfließt. Aufgrund der Tatsache, daß das oberste Ende des Bündels 20 etwas unterhalb des Bassins 60 gelagert ist, muß das anfänglich heiße Wasser durch die Luft herabfließen, um den indirekten Wärmeaustauschapparat zu erreichen. Wenn der letztere erreicht worden ist, fließen die Wassermengen in Strukturen 24 herab, welche das heiße Wasser aufnehmen und welche durch die miteinander verbundenen U-förmigen Glieder 22 begrenzt sind. Um eine unzweckmäßige Kanalisierung des Wassers zu verhindern, sind die abgerundeten oberen Teile der Glieder 22 vorzugsweise direkt unterhalb der Öffnungen 62 angebracht, so daß das Wasser auf die abgerundeten Abteilungen auftreffen muß, bevor es in die Strukturen 24 fließt. In dieser Beziehung haben Tests gezeigt, daß das herabfließende Wasser, welches in die Strukturen 24 gelangt, ein homogenes Muster von Luftblasen erzeugt, das von einem siphonartigen Phänomen mitgerissen wird (Pfeil 75), so daß das in die Strukturen 24 (Pfeil 76) strömende Luft-Wasser-Gemisch eine meßbare Menge mitgerissener Luft enthält. Das Mitreißen von Luft ist am stärksten ausgeprägt, wenn der Wasserfluß zum Austauscherbündel ausreicht, um die das Wasser aufnehmenden Strukturen 24 beinahe zu verschließen, wodurch die Möglichkeit ausgeschlossen wird, das Bündel über seine volle Höhe zu entlüften.

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Während des niedrigen Wasserflusses wird die Luft durch die Siphonwirkung nicht mitgerissen und das Abkühlen wird vor allern durch die filmartige Oberfläche des Wärmeaustauschers bewirkt. Jedenfalls ist aus verschiedenen Gründen das Mitführphänomen wichtig, wenn es angewendet werden kann.

Die mitgerissene Luft bewirkt erstens, daß das Herabfließen des Wassers durch die das Wasser aufnehmenden Strukturen 24 verlangsamt wird; zudem wird sichergestellt, daß das Wasser die kontinuierlichen, serpentinenartigen Wege 32, die durch die oben diskutierten zick-zack-artigen Riefelungen begrenzt sind, herabfließt. Dieser gewundene Wasserweg ist in Fig. 6 durch die Pfeile 78 bezeichnet. Wie man ohne weiteres einsieht, verstärkt der innige Kontakt des heißen Wassers beim Fließen entlang der begrenzenden Seitenwände 28 der Strukturen 24 die Kühlwirksam·- keit des gesamten Austauschers, da im wesentlichen die gesamte Kühlung durch die Hauptwärmeaustauschoberfläche der Seitenwände 28 erfolgt. Ebenso wichtig ist jedoch, daß die innerhalb des durch die Strukturen 24 herabfließenden Wassers mitgerissene Luft sicherstellt, daß die normalerweise etwas negativen Drücke, die durch das durch die Strukturen 24 herabfließende Wasser hervorgerufen werden, nicht soweit ansteigen, daß die relativ dünnen Seitenwände nach innen gedrückt werden. Das bedeutet, daß die herabfließenden Heißwassermengen innerhalb jeder Struktur 24 infolge des siphonartigen Fließens einen kleinen negativen Druck hervorrufen. Ohne die innerhalb des herabfließenden Wassers mitgerissene Luft könnten die Seitenwände der Struktur 24 einem so großen negativen Druck ausgesetzt sein, daß sie eingedrückt werden. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß die kleinen, durch die Siphonwirkung innerhalb der

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Strukturen 24 induzierten negativen Drücke wichtig sind, um zu verhindern, daß Wasser verspritzt wird. Dies ist besonders bedeutsam im Falle von Austauschern aus synthetischem Harz,denn kleine Löcher, die während der Herstellung entstanden und kleinere Lecks an den Fugen könnten ernsthafte Probleme darstellen, wenn die Austauscher bei negativen Drücken gefahren würden, wie es üblich ist bei metallischen Rippenrohrkonstruktionen.

Um das durch die Austauscherbündel 20 fließende, heiße ¥asser entsprechend zu kühlen, werden kühlende Luftströme aus der Umgebung eingeführt, welche entlang der offenen Durchgänge zwischen den unterteilten Strukturen 24 strömen, und zwar mittels mechanischer Gebläse oder des Kamineffektes eines hyperbolischen, natürlichen Zugturms, wie dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist. Die Wärme wird auf diese Weise vom heißen Wasser durch die dünnen PVC-Wände 28 auf die im Gegenstrom strömende Kühlluft übertragen, um die erwünschte Kühlung des anfänglich heißen Wassers zu bewirken. In dieser Hinsicht sind die zick-zack-förmigen Riefelungen der Seitenwände sehr wichtig für die größtmögliche Wärmeübertragungswirksamkeit des Austauschers. Dies rührt nicht nur von den oben erwähnten Effekten her (Minimierung der Wasserkanalisierung durch die internen serpentineartigen Wege), sondern auch von der Turbulenz der Kühlluft, die an den externen Oberflächen der Seitenwände 28 vorbeiströmt. Dieser Effekt ist in Fig. 7 schematisch abgebil-. det und zeigt, daß die gewellten, zick-zack-förmigen Außenwandoberflächen jeder der Strukturen 24 Wirbelströme und andere Turbulenzen verursachen (durch die Pfeile 79 angedeutet), die nicht erhalten würden, wenn die externen Wandoberflächen im

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wesentlichen planar wären. Man sieht ein, daß diese Turbulenz den effektiven thermischen Kontakt zwischen der Kühlluft und den Seitenwänden 28 der Strukturen 24 steigert, so daß das in den letzteren befindliche heiße Wasser wirksamer gekühlt wird.

Man erkennt auch, daß der vorliegende Austauscherapparat im Vergleich mit konventionellen Rippenrohraustauschern einen vereinfachten Weg für den Wärmefluß enthält, d.h. praktisch ist das gesamte Oberflächengebiet jeder Seitenwand 28 hauptsächlich ein Wärmeaustauschgebiet, d.h. in direktem simultanem Kontakt mit der Kühlluft und dem heißen Wasser. Im Vergleich dazu sind die Rippen von konventionellen Rippenrohraustauschern (welche den Hauptteil der übertragenen Wärme leiten) sogenannte Wärmeaustauschoberflächen, denn sie sind nicht in direktem simultanem Kontakt mit der zu kühlenden Flüssigkeit und dem externen Kühlmedium. In der vorliegenden Erfindung beispielsweise muß die Wärme nur durch die relativ dünnen (ungefähr 0,038 cm) Seitenwände 28 hindurchtreten. Dies bedeutet natürlich, daß Probleme der Wärmeübertragung verringert werden, die daherrühren, daß das bevorzugte PolyvinylChloridmaterial im Vergleich mit einem Metall eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist.

Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 8 und 9 abgebildet. In diesem Fall ist ein Verteilungsbassin 80 für heißes Wasser, das die Zuführöffnungen 82 enthält, mit einem Wärmeaustauscherbündel 20 versehen, das darüber angebracht ist. In diesem Fall jedoch befindet sich eine Reihe von länglichen Röhren 84 für die Zufuhr von heißem Wasser innerhalb der Grenzen der U-förmigen Glieder 22; sie

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werden dazu verwendet, um das Bündel 20 anstelle der Stützbalken 72 (Fig. 5 bis 6) zu tragen. Jede Röhre 84 ist ihrer Länge nach mit einer Vielzahl von unterteilten Zufuhröffnungen oder Düsen 86 versehen und die Röhren stehen mit einem gemeinsamen Zufuhrbehälter 88 in Verbindung. Während des Betriebs der indirekten Kühlabteilung des Kühlturms ist daher ein gewisser Grad direkten thermischen Austauschs möglich zwischen dem herabfließenden Wasser, das durch die P.öhren 84 zugeführt wird, und der entgegenströmenden Kühlluft, welche durch die Durchgänge 26 geleitet wird. Dieses Merkmal ist insofern besonders signifikant, als es gestattet, den Turm flexibler zu fahren und bei gegebener Turmgröße eine größere Aufheizung zu bewältigen, als es ohne die Zufuhrröhren 84 möglich wäre.

Die inhärente Flexibilität beim Betrieb des vorliegenden indirekten Wärmeaustauschers gestattet auch dessen Verwendung in einer Zahl von speziellen Situationen. Bezeichnende Beispiele für die Flexibilität beim Betrieb werden in den Fig. 10 bis im Zusammenhang mit einer Vielzahl von Kühltürmen gezeigt. In jedem Fall wird jeder Gegenstromkühlturm 90, der verschiedene Typen von Wärmeaustauschern, die darin verwendet werden, verdeutlicht. Jeder Turm 90 umfaßt das Verteilungsbassin 92 für heißes Wasser, darunter ein Sammelbassin 94 für kaltes Wasser und ein zentrales, mechanisch betriebenes Gebläse 96, das von einem.aufrechten Venturizylinder 98. begrenzt ist, der sich auf dem Turm eines durchlöcherten Gebläsedeckels 99 befindet, um Luftströme aus der Umgebung durch den Wärmeaustauscherapparat des Turms im Gegenstrom zu leiten. Eine zentrale Luftkammer (plenum chamber) 100 befindet sich zwischen entgegengesetzten Abteilungen des Wärmeaustauscherapparats des Turms (diese kann

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kreisförmig sein oder aus separaten, entgegengesetzten Abteilungen bestehen).

Fig. 10 ist zu entnehmen, daß ein Paar gestapelter

Austauscherbündel 20 an jeder Seite des Turms angebracht ist und sich direkt über konventionellen, entgegengesetzten Verdampfungsfüllstrukturabteilungen 102 befindet; die letzteren weisen eine Driftelirninatorstruktur 104 an den Auslaßflächen auf und eine Serie von gestapelten, geneigten Einlaßluftschlitzen 105 auf den Einlaßflächen. Beim Betrieb dieses Turms wird heißes Wasser durch konventionelle Behälterstrukturen 106 geliefert und fließt durch die Bassins 92 und die indirekten Wärmeaustauscherbündel 20, wie oben beschrieben. Nachdem das heiße Wasser in der indirekten Abteilung des Turms gekühlt worden ist, fließt das Wasser in das zweite Verteilungsbassin 10s hinab, das sich neben dem Bündel und oberhalb der Füllstrukturabteilungen 102 befindet. An diesem Punkt fließt das Wasser durch die Verdampfungsabteilung des Turms herab, damit der direkte thermische Austausch mit der entgegenströmenden Luft stattfinden kann, welche von dem Gebläse 96 durchgeleitet wird und ebenso durch die Bündel 20. In dieser Hinsicht ist es vorteilhaft, daß irgendeine von den konventionellen Verdampfungsfüllstrukturen verwendet werden kann, um die Oberfläche des herabfließenden Wassers zu vergrößern, damit der- thermische Kontakt mit der entgegenströmenden Kühlluft wirksamer ist. Schließlich wird das im Bassin 9k gesammelte abgekühlte Wasser durch die Röhre 110 geleitet, um wiederverwendet oder abgeleitet zu werden.

Fig. 12 zeigt' einen reinen Trockenturm, bei dem ein Paar unterteilter, entgegengesetzter Wärmeaustauscherabteilungen

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verwendet werden; jede "besteht aus einer Reihe vertikal gestapelter Wärmeaustauscherbündel 20. In diesem Fall erfolgt die Abkühlung ausschließlich durch indirekten thermischen Wärmeaustausch entsprechend den oben beschriebenen Verfahren.

Ein anderer Typ einer Trockenkühlturmkonstruktion ist in Fig. angegeben. In diesem Fall ist die Luftkammer 100 von einem Paar unterteilter, entgegengesetzter, indirekter Wärmeaustauscheranordnungen 112 begrenzt. Jede Anordnung 112 umfaßt zwei benachbarte Sätze von vertikal gestapelten Wärmeaustauscherbündeln 20. Zudem sind die separaten Verteilungsbassins 92a und 92b und die Sammelbassins 94a und 94b für die äußeren und inneren Reihen der Bündel 20 vorgesehen, zusammen mit den separaten Behälterstrukturen 106a und iO6b zur Verteilung. Beim Betrieb wird anfänglich heißes Wasser durch die Leitung 114 an die inneren Verteilerbehälter i06b geliefert, damit es durch die inneren indirekten Wärmeaustauscherbündel 20 herabfließt. Nachdem es anfänglich diese Bündel passierte, fließt das teilweise abgekühlte und im Bassin 92b gesammelte Wasser von dort durch die Rezirkulationsröhren 118 und 120 ab. Eine Pumpe 122 innerhalb der Leitung 120 leitet das teilweise abgekühlte Wasser zurück zu den Verteilungsbehältern 106a"an der Spitze des Turms. Das teilweise gekühlte Wasser fließt also durch die äußersten Bündel 20 herab und wird schließlich im äußeren Bassin 94a gesammelt, um schließlich durch die Leitung 126 zurückzukehren. Dieser Typ eines Turms ist insofern besonders vorteilhaft, als das Ausmaß der Abkühlung des anfänglich heißen Wassers präzise kontrolliert werden kann. Beispielsweise kann es bei einer leichten thermischen Aufheizung oder bei kaltem Wetter erforderlich sein,

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das Wasser nur durch einen Weg des Turins rinnen zu lassen und es nicht für einen zweiten Durchgang zurückzuleiten.

Der in Fig. 11 abgebildete Turm eignet sich besonders für Situationen, wo die Wassersäule das Hauptproblem ist. Bei dem Turm wird eine erste Trockenaustauschabteilung verwendet, die durch gestapelte Bündel 20 mit einer Verdarapfungsfüllabteilung 126 definiert ist, welche sich zu diesen entgegengesetzt befindet. Separate Behälter 128 und 130 sind vorgesehen, um selektiv Heißwassermengen zu den Austauscherabteilungen des Turms zu leiten. Beim Betrieb dieser Einheit kann das Ausmaß der Verdampfungsabkühlung (und dadurch des Wasserverbrauchs) präzise kontrolliert werden; wenn die Wetterbedingungen der Umgebung derart beschaffen sind, daß Nebelbildung störend auftritt, dann kann der Turm im wesentlichen als eine Trockeneinheit mit v.'eiig oder keiner feuchten Kühlung benützt werden. Wenn jedoch der Wasserverbrauch oder Nebelprobleme keine Rolle spielen, kann eine wesentliche Menge heißen Wassers, die gekühlt werden soll, in die Verdampfungsabteilung zur wirksamsten Abkühlung geleitet werden.

Im Falle des in Fig. 11 dargestellten Turms kommen zusätzlich die entgegenströmenden Luftströme 132 und 134, welche die trockenen und feuchten Austauscherabteilungen des Turms verlassen, in eine direkte, vermischende Beziehung, so daß die Luft, welche den Turm durch den Schacht 98 verläßt,, wirksam zugemischt wird, wodurch die Möglichkeit der Bildung einer sichtbaren Nebelsäule am Ausgang des Turms auf ein Minimum verringert wird.

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Doch auch eine andere Anwendung des Turms ist in Fig. 14 dargestellt: Mehrfachbündel, indirekte Wärmeaustauscherabteilungen 136 befinden sich im Inneren benachbarter, äußerer Verdampfungsfüllabteilungen 138, so daß die Luft, welche die letzteren verläßt, danach in fortlaufender Ordnung durch die Trockenabteilung des Turms geht. Für die trockenen und feuchten Abteilungen sind separate Verteiluiigsbassins 140 und 142 vorgesehen, zusammen mit separaten Behältern 144 und 146. Während des Betriebs dieses Turms passiert zuerst im Gegenstrom Kühlluft (durch die Pfeile 148 symbolisiert) durch die äußeren Verdampfungsabteilungen 138 und dann durch die benachbarten Trockenabteilungen 136, bevor sie in der Luftkammer 100 zugemischt wird und durch die Klappe 98 in die Atmosphäre zurückkehrt.

Um die nebelvermindernden Eigenschaften des in Fig. 14 dargestellten Turms zu demonstrieren, besonders im Hinblick auf die Verwendung seiner Wärmeaustauscher, wird auf die Kurven in Fig. 15 verwiesen. Diese graphische Darstellung veranschaulicht eine psychrometrische Analyse der wasserkühlenden Funktion des abgebildeten Serienweg-Turas; sie zeigt, daß während des normalen Betriebs keine sichtbare Nebelsäule am Ausgang erzeugt wird. In der graphischen Darstellung und in Fig. 14 repräsentiert der Punkt P^ die durchschnittliche Wärme- und Massenbilanz der Luft aus der Umgebung, bevor sie in den Kühlturm kommt. Punkt Pp repräsentiert diese Eigenschaft der Luft, welche die feuchte Abteilung des Turms verläßt, und Punkt P, repräsentiert diese Qualität der Luft, wo die Luft die Trockenabteilung des Turms (bestehend aus gestapelten Wärmeaustauscherbündeln 20) verläßt. Der Pfeil 149, der sich vom Punkt P, zu P-j erstreckt, repräsentiert die Wärme- und Massenbilanzqualität

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eines typischen Luftgemisches, das aus dem Schacht 98 ausströmt; der Pfeil 149 zeigt auch, daß, sobald die Luft ausgetreten ist, diese sich mit Luft der Umgebung vermischt und schließlich zu P^ (Eigenschaft der Umgebung) in einigem Abstand vom Auslaß des Turms zurückkehrt. Es ist wichtig festzustellen, daß der Pfeil 149 immer unterhalb der Sättigungskurve bleibt; dies bestätigt daher, daß sich kein sichtbarer Nebel oder Wassersäule in der Nachbarschaft des Ausgangs des Kühlturms bildet. Es ist daher klar, daß der Serienweg-Turm in Fig. 14, der die Austauscherbündel 20 benützt, das Wasser ohne unangenehme Nebelbildung v/irksam zu kühlen vermag.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Verwendung von Austauschern aus synthetischem Harz sehr vorteilhaft ist, selbst in sehr großen Kühltürmen, die bedeutende Aufheizungen bewältigen können. Die Austauscher kosten wenig; sie korrodieren nicht, was die Abkühlung von Brackwasser oder Salzwasser gestattet; sie verschmutzen nicht, was ihre Wartung erleichtert. Am wichtigsten ist jedoch, daß im Vergleich mit konventionellen metallischen* RippenrOhrkonstruktionen die Abkühlungswirksamkeit mehr als verdoppelt wird.

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Claims

- 26 Patentansprüche

( 1. jWärmeaustauscherapparat, gekennzeichnet durch eine Vielzahl 'von länglichen, oben offenen, hohlen, eine heiße !Flüssigkeit befördernden Strukturen, die nebeneinander, im a3.lgemein.en aufrecht angeordnet sind, um ein Wärmeaustauscherbündel zu definieren, jede Struktur umfaßt ein Paar unterteilter, einander gegenüberstehender Seitenwände, wobei die inneren Flächen der letzteren so geformt sind, daß sie eine Serie von gewundenen Wegen für die Flüssigkeit bilden, die im allgemeinen von der Spitze der Strukturen zu deren Boden führen, die Strukturen sind unterteilt angeordnet, um eine Vielzahl von Durchgängen für die Kühlluft zu bilden, die es gestatten, daß Luft aus der Umgebung in indirekten Wärmeaustausch mit der heißen Flüssigkeit innerhalb der Strukturen kommt, und zwar durch die Seitenwände.
2. Wärmeaustauscherapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel durch eine Serie länglicher, nebeneine umgekehrte,

einanderstehender Glieder definiert ist, die/im wesentlichen eine U-förmige Konfiguration aufweisen und miteinander entlang der entgegengesetzten, vertikalen Wandecken verbunden sind, um Durchgänge für die heiße Flüssigkeit zwischen den benachbarten, miteinander verbundenen Seitenwänden der entsprechenden Glieder zu definieren.
3. Wärmeaustauscherapparat nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch angrenzende, knopfartige Erhebungen auf entgegengesetzten Flächen der Seitenwände der U-fÖrmigen Glieder,

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die von den benachbarten U-förmigen Gliedern entfernt sind, um den Abstand zwischen den Seitenwänden aufrechtzuerhalten.
4. Wärmeaustauscherapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Seitenwände der entsprechenden Glieder auch entlang unterteilter, sich vertikal erstreckender Rippen miteinander verbunden sind, um die Durchgänge in einzelne Abteilungen zu unterteilen.
5. Wärmeaustauscherapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden inneren und äußeren Flächen der Seitenwände so geformt sind, daß sie einen gewundenen Weg darstellen.
6. Wärmeaustauscherapparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände gewellt sind, so daß sie eine Reihe von normalerweise sich horizontal erstreckender Zick-Zack-Muster bilden, die so geformt sind, daß sie kontinuierliche, gewundene, sich vertikal erstreckende Wege bilden.
7. Wärmeaustauscherapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Zick-Zack-Muster auf den entgegengesetzten strukturbegrenzenden Seitenwänden in verschiedene Richtungen zeigt, wo er durch die sich kreuzenden Flußvektoren der herabfließenden Flüssigkeit im wesentlichen vertikale Flußcharakteristika ergibt, sobald die Flüssigkeit aus den Strukturen fließt.

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8. Wärmeaustauscherapparat nach Anspruch 1_s dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände aus relativ dünnen Folien gebildet v/erden, die aus vorgeformtem, synthetischem Harzmaterial bestehen.
9. Wärmeaustauscherapparat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Polyvinylchlorid ist.
10. Wärmeaustauscherapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen offene Böden aufweisen, die so geformt sind, daß sie sich komplementär in die offenen oberen Teile der Strukturen eines anderen Bündels einfügen.
11. Wasserkühlturm, bestehend aus einem Heißwasserverteiler, einem Kaltwasserbassin unterhalb des Verteilers,einem Wärmeaustauschapparat zwischen dem Verteiler und dem Bassin, bestehend aus einem indirekten Wärmeaustauscher und einer Vielzahl länglicher, oben offener, hohler, heißes Wasser leitender Strukturen, die sich neben dem Verteiler im allgemeinen in aufrechter Stellung befinden, um von dort heißes Wasser aufzunehmen, jede Struktur hat ein Paar unterteilter, entgegengesetzter Seitenwände, wobei deren innere Flächen so geformt sind, daß sie eine Reihe gewundener Wege für das Wasser darstellen, die im allgemeinen vom oberen !teil der Struktur zu deren Boden führen, diese Strukturen sind unterteilt angeordnet, um eine Vielzahl . von Durchgängen für Kühlluft zu begrenzen, Vorrichtungen, welche den Wärmeaustauscherapparat zwischen dem Verteiler und dem Bassin stützen und Vorrichtungen, um Kühlluft aus

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der Umgebung zwischen den Verteiler und das Bassin und entlang der Durchgänge zu leiten, zum indirekten thermischen Austausch durch die Seitenwände mit dem heißen Wasser innerhalb der Strukturen.
12. Turm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände aus relativ dünnen Folien eines synthetischen Harzmaterials bestehen.
13. Turm nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Material Polyvinylchlorid ist.
14. Turm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der indirekte Wärmeaustauscher wenigstens ein Bündel umfaßt, das durch eine Reihe länglicher, umgekehrter, im wesentlichen U-förmiger Glieder besteht, die entlang entgegengesetzter, vertikaler Randecken miteinander verbunden sind, um heißes Wasser führende Durchgänge zwischen den benachbarten, verbundenen Seitenwänden der Glieder zu bilden.
15. Turm nach Anspruch 14, bestehend aus angrenzenden, knopfartigen Erhebungen auf den entgegengesetzten Flächen der Seitenwände der U-förmigen Glieder, entfernt von den benachbarten U-förmigen Gliedern zur Aufrechterhaltung des Abstandes zwischen den Seitenwänden.
16. Turm nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Seitenwände der entsprechenden Glieder entlang unterteilter, sich vertikal erstreckender Platten miteinander verbunden sind, um die Durchgänge in einzelne Abteilungen zu unterteilen.

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17. Turm nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützvorrichtung aus Rahmenelementen besteht, die sich unterhalb der Spitze- der umgekehrten U-förmigen Glieder erstrecken, um von dort das Bündel herabhängen zu lassen.
18. Turm nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch längliche Zufuhrröhren für heißes ¥asser, die sich innerhalb der Grenzen der umgekehrten U-förmigen Glieder befinden und heißes Wasser zum direkten thermischen Austausch mit der Kühlluft darin verteilen können, Vorrichtungen für die Zufuhr des heißen Wassers zu den Röhren zum Zwecke der Verteilung.
19. Turm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden inneren und äußeren Flächen der Seitenwände so geformt sind, daß sie einen gewundenen Weg darstellen.
20. Turm nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände gewellt sind, so daß sie eine Reihe normalerweise sich horizontal erstreckender Zick-Zack-Muster aufweisen, die so geformt sind, daß sie kontinuierliche, serpentinenartige, sich vertikal erstreckende Wege begrenzen.
21. Turm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauschapparat eine Vielzahl von im allgemeinen aufrechten, übereinanderliegenden Austauscherbündel umfaßt, die offene Böden umfassen und komplementär miteinander verschachtelt sind, wobei die heißes Wasser führenden Durchgänge der separaten Bündel miteinander in Verbindung

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stehen, um längliche, kontinuierliche Durchgänge für heißes Wasser über die ganze Länge des Apparates zu begrenzen.
22. Turm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Teile der Struktur unterhalb des Verteilers angebracht sind, um Luft mit dem heißen Wasser, das von dem Verteiler in die Strukturen herabfließt, mitzuführen.
23. Turm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauschapparat eine Verdampfungsfüllstruktur aufweist, die dazu dient, die Oberfläche des zu kühlenden Wassers zum direkten thermischen Austausch (Verdampfur\g) mit der Kühlluft zu vergrößern.
24. Turm nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstruktur unterhalb des indirekten Wärmeaustauschers angebracht ist und oberhalb des Bassins zur Aufnahme des teilweise gekühlten Wassers vom indirekten Wärmeaustauscher.
25. Turm nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Füllstruktur neben dem indirekten Wärmeaustauscher befindet, wo sich Vorrichtungen befinden, um separate Mengen heißen Wassers der Füllstruktur und dem indirekten Wärmeaustauscher zuzuführen.
26. Turm nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Füllstruktur und der indirekte Wärmeaustauscher nebeneinander befinden, um laufend Kühlluft durch die Füllstruktur und den indirekten Wärmeaustauscher zu führen.

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27. Turm nach Anspruch 25? dadurch gekennzeichnet, daß sich die Füllstruktur und der indirekte Wärmeaustauscher räumlich getrennt^ auf entgegengesetzten Seiten des Turms befinden, die Vorrichtungen zum Leiten der Luft separater Luftströme durch die Füllstruktur und den indirekten Wärmeaustauscher ziehen und die Luftströme, welche diese verlassen, vor dem Ausströmen der Luft in die Atmosphäre zu mischen.
28. Turm nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drift-Eliminatorstruktur neben der Auslaßfläche der Füllstruktur zum Entfernen mitgerissener Wassertropfen aus der Kühlluft, welche die Füllstruktur verläßt, "befindet.
29. Turm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauschapparat innen und außen benachbarte indirekte Wärmeaustauscher umfaßt, Vorrichtungen vorhanden sind, um heißes Wasser dem inneren Austauscher zuzuführen und teilweise gekühltes Wasser dem Oberteil des äußeren Austauschers zum Durchgang erneut zuzuführen.
30. Apparat zum Abkühlen einer heißen· Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen Verteiler zum Speichern und Verteilen heißer Flüssigkeitsmengen, Vorrichtungen zum indirekten Wärmeaustausch, bestehend aus einer Vielzahl von oben offenen, die heiße Flüssigkeit führenden Strukturen, die unterhalb des Verteilers angebracht sind, wobei sich dazwischen Luftdurchgänge befinden zum Durchtritt der Kühlluft, Vorrichtung, um die heiße Flüssigkeit zu den Wärme-

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austauschstrukturen zu leiten und um Luftmengen in der heißen Flüssigkeit initzuführen und Vorrichtung, um die Flüssigkeit nach dem Durchtritt durch die Wärmeaustauscherstruktur zu sammeln«
31. Apparat nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die oben offenen Strukturen unterhalb des Verteilers angebracht sind, und zwar derart, daß sie die heiße Flüssigkeit, die unter dem Einfluß der Schwerkraft vom Verteiler herabfließt, aufnehmen.
32. Apparat nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die indirekten Wärmeaustauschvorrichtungen folgende Teile umfassen: eine Vielzahl länglicher, oben offener, hohler, die heiße Flüssigkeit führender Strukturen aus einem sjmthetisehen Harzmaterial, die nebeneinander angeordnet sind,im allgemeinen aufrecht stehen, wobei sie ein Wärmeaustauscherbündel definieren, jede Struktur besteht aus einem Paar unterteilter, entgegengesetzter Seitenwände, wobei deren Innenwände so geformt sind, daß sie eine Reihe gewundener Wege bilden, die im allgemeinen von dem oberen Teil der Struktur zu dem Boden führen, diese Strukturen sind räumlich getrennt angeordnet, um zwischen ihnen eine Vielzahl von Durchgängen für die Kühlluft zu begrenzen, die es gestatten, daß aus der Umgebung entnommene Luft mit der heißen Flüssigkeit innerhalb der Strukturen durch die Seitenwände in indirekten Wärmeaustausch kommt.

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33. Verfahren zum Abkühlen einer anfänglich heißen Flüssigkeit, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Zufuhr der heißen Flüssigkeit zu den indirekten Wärmeaustausch-Vorrichtungen, bestehend aus einer Vielzahl unterteilter, oben offener, die heiße Flüssigkeit führender Strukturen, die begrenzt werden durch unterteilte, entgegengesetzte Seitenwände, wobei die Innenflächen der Seitenwände eine Reihe gewundener Fließwege bilden, die im allgemeinen von dein Oberteil der Struktur zu deren Boden führen; Mitführen von Luftmengen in der heißen Flüssigkeit, bevor diese den Strukturen zugeführt wird; Herabfließen der Flüssigkeit und mitgerissener Luft durch die Struktur unter dem Einfluß der Schwerkraft und im wesentlichen entlang der gewundenen Wege; gleichzeitiges Ansaugen von Kühlluft aus dem Gebiet zwischen den Strukturen zum indirekten thermischen Austausch mit der heißen Flüssigkeit.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit vor dem Eintritt in die Strukturen von dem Verteiler durch die Luft herabfließt, wodurch die Luftmengen in der heißen Flüssigkeit mitgeführt werden.

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