DE2933720A1

DE2933720A1 - Fluessigkeitsverteilvorrichtung fuer kuehltuerme

Info

Publication number: DE2933720A1
Application number: DE19792933720
Authority: DE
Inventors: Iii Thomas William Bugler; Gerald Dee Fritz
Original assignee: Marley Co LLC
Current assignee: Marley Co LLC
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1979-08-21
Publication date: 1980-08-07
Also published as: FR2447531B1; MX148840A; AU524773B2; BR7906517A; US4208359A; GB2043487B; FR2447531A1; ZA794185B; AU4975279A; IN151939B; AR219813A1; IT7950315A0; ES483833A1; DE2933720C2; BE878367A; GB2043487A; IT1164046B; CA1106879A; JPS55102896A; JPS5950040B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung für den Einsatz in Gegenstromkühltürmen. Dabei handelt es sich um eine Art von Düse für geringen statischen Flüssigkeitsdruck, die sowohl für Gegenstromkühltürme mit Zwangsumlauf für die Luft als auch für solche mit natürlichem Luftzug geeignet ist.

öffentliche Energieversorgungsunternehmen und andere große Industriebetriebe verwenden im allgemeinen Kühltürme des einen oder anderen Typs zur Kühlung großer Mengen heißen Wassers, welches beim Betrieb der Anlage anfällt. Im Falle von Energieversorgungsunternehmen werden häufig sehr große Gegenstromkühltürme mit natürlichem Luftzug eingesetzt. In solchen Kühltürmen werden Mengen anfänglich heißen Wassers unter Einsatz von Düsen oder dergleichen nach unten über Kühlturmeinbauten versprüht, während Luftströme im direkten Gegenstrom zu dem sich abwärts bewegenden Wasser für dessen Kühlung von unten nach oben durch den Turm geführt v/erden. Wie leicht einzusehen ist, müssen solche Gegenstromkühltürme für einen hohen Wirkungsgrad mit Düsen oder dergleichen Vorrichtungen ausgerüstet sein, die das Wasser für dessen Kühlung wirksam versprühen. Gleichzeitig soll aber auch der durch die Flüssigkeitsverteilvorrichtungen erzeugte Strömungswiderstand im Luftstrom so gering wie möglich gehalten werden, so daß eine ausreichende Menge an Luft im Gegenstrom zu dem sich abwärts bewegenden heißen Wasser durch den Kühlturm gezogen werden kann.

Während des Betriebes von Wasserkühlanlagen ist es allgemein üblich, von Zeit zu Zeit eine Anzahl von Bällen oder Kugeln aus aufgeschäumtem Kunststoff oder Schaumgummi in das Kühlwasser mit einzuschleusen, um die Wärmetauscherrohre der Anlage, welche Teil des gesamten Wasserrückkühlsystems sind, zu reinigen

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und freizumachen. Die Kugeln sind so bemessen, daß sie im Durchmesser geringfügig größer sind als der Innendurchmesser der Rohre, durch welche sie zum Zweck des Freiliegens hindurchgeleitet werden, und sind daher allgemein in Durchmessern im Bereich von 1/2 Zoll bis zu etwa 11/2 Zoll erhältlich. Es ist einleuchtend, daß bei dieser Vorgehensweise der zugehörige Kühlturm und insbesondere dessen Wasserverteilvorrichtungen so konstruiert sein müssen, daß sie den Durchtritt der Kugeln ermöglichen. Auch wenn die Reinigungskugeln nach jeder Anwendung normalerweise wieder entfernt werden, läßt es sich nicht vermeiden, daß eine Anzahl von Kugeln nicht von der für diese vorgesehenen Auffangeinrichtung erfaßt wird und im System verbleibt, um kontinuierlich durch die Rohre, den Kühlturm und andere Teile des Rückkühlsystems umzulaufen. Deshalb müssen die Flüssigkeitsverteildüsen des Kühlturmes in der Lage sein, die Kugeln zu jeder Zeit ungehindert durchzulassen.

Da Wasserrückkühlsysteme auch zur äußeren Umgebung hin offc sind, ergibt sich daraus zwangsläufig, daß das Kühlwasser zu einem gewissen Grade durch Fremdkörper verunreinigt wird, wie beispielsweise Fasern, Zweigeablagerungen und andere Feststoffteilchen. Die Wasserverteil- und Versprüheinrichtungen müssen auch diese Fremdmaterialien durchlassen.

In der US-PS 3 617 036 ist eine Kühlturradüse beschrieben, die insbesondere an den Einsatz in Querstrom-Kühltürmen angepaßt ist, diese Düse weicht jedoch sowohl in bezug auf ihren Aufbau als auch in bezug auf die beabsichtigte Verwendung stark von der FlUssigkeitsverteilvorrichtung der vorliegenden Erfindung ab.

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BAD ORIGINAL

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung für Kühltürme zu schaffen, mit der es einerseits möglich ist, das zu kühlende Wasser zu einem Vollkegelstrahl zu versprühen, die aber andererseits den freien Durchtritt von Rohrreinigungskugeln und anderen im Kühlwasser befindlichen Fremdkörpern ungehindert gestattet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist durch

- eine Hohlkegel-Drehstrahl-Düse mit einem Flüssigkeitseintrittsstutzen und einer Austrittsöffnung, die einen hohlen, im allgemeinen kegelstumpfförmigen Flüssigkeitsvorhang erzeugt, der von der Austrittsöffnung ausgehend nach außen divergiert und aus Flüssigkeitsteilchen besteht, die sich im wesentlichen auf geradlinigen Bahnen bewegen, wobei der durch den FlUssigkeitsvorhang begrenzte freie Raum unmittelbar unterhalb der Austrittsöffnung keine Hindernisse für den freien Durchgang von Fremdkörpern enthält und verhältnismäßig frei von ausströmender Flüssigkeit ist,

- eine Einrichtung zum Versprühen des FlUsslgkeitsVorhanges, bestehend aus

- einer Mehrzahl von stationären Flüssigkeitsversprühkörpern, von denen jeder eine Flüssigkeitsauftrefffläche aufweist, und

- einer Befestigungseinrichtung, mit deren Hilfe die Flüssigkeitsversprühkörper mit gegenseitigem Abstand voneinander in Form eines horizontalen Ringes derart angeordnet sind, daß ein wesentlicher Anteil der Flüssigkeitsteilchen mit den Flüssigkeitsauftreffflachen in Berührung kommt,

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wobei

- sich unterhalb der Austrittsöffnung der Düse ein von den Flüssigkeitsversprühkörpern umgebener Freiraum befindet, der quer zur Achse des Kegelstrahles eine größere Querschnittsfläche aufweist als die Austrittsöffnung der Düse,

- der durch den Flüssigkeitsvorhang begrenzte Freiraum in Verbindung mit dem von den Flüssigkeitsversprühkörpern umgebenen Freiraum steht, um den ungehinderten Durchtritt dieser Fremdkörper von der Austrittsöffnung der Düse, durch die miteinander verbundenen Freiräume hindurch von der Vorrichtung weg zu gestatten, ohne daß Fremdkörper mit der Vorrichtung in nennenswerte Kollision geraten, und

- jede der Flüssigkeitsauftreffflächen derart ausgebildet ist, daß die Bahnen der Flüssigkeitsteilchen, welche auf eine der Flüssigkeitsauftreffflachen auftreffen, unter einem Winkel zu dieser verlaufen.

Die Flüssigkeitsverteilvorrichtung gemäß der Erfindung besteht damit aus einer einzigartigen Kombination, mit der zuerst ein divergierender, im allgemeinen kegelstumpf förmiger Flüssigkeitsvorhang, beispielsweise aus heißem Wasser, erzeugt wird, welcher aus einer Vielzahl von Flüssigkeitsteilchen besteht, die sich im wesentlichen entlang geradliniger Bahnen bewegen, und mit der dann der Flüssigkeitsvorhang über eine verhältnismäßig große Grundfläche versprüht wird, um eine Kühlung des V/assers zu ermöglichen.

In der praktischen Ausführung besteht die Einrichtung zum Erzeugen des Flüssigkeitsvorhanges vorzugsweise aus einer Hohlkegeldüse mit gedrehtem Strahl, bestehend aus einem hohlen

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Grundkörper für die Flüssigkeitsaufnahme, welcher mit einem mit einer Austrittsöffnung versehenen, nach unten weisenden, kegelstumpfförmigen Austrittsabschnitt versehen ist, sowie mit einem rohrförmigen Wassereintrittsstutzen, welcher tangential in das Ende größeren Durchmessers des kegelstumpfartigen Austrittsabschnittes mündet. Die Wasserversprüheinrichtung andererseits umfaßt vorzugsweise eine Mehrzahl von im allgemeinen runden, knopfartigen Flüssigkeitsversprühkörpern, von denen jeder eine Flüssigkeitsauftreffflache aufweist, sowie Befestigungsmittel, durch die die Versprühkörper im gegenseitigen Abstand voneinander derart gehalten sind, daß sie mit den sich abwärts bewegenden Wasserteilchen, welche den Flüssigkeitsvorhang bilden, in Berührung kommen. Jede der Flüssigkeitsauftreffflächen eines Flüssigkeitsversprühkörpers ist so ausgebildet, daß die Bewegungsbahnen der Wasserteilchen, welche auf diese Fläche auftreffen, unter einem Winkel zu der Fläche verlaufen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist jeder der knopfartigen Flüssigkeitsversprühkörper einen der Düse benachbarten gekrümmten, oberen Oberflächenbereich auf, und die Körper sind in einem kreisförmigen Muster mit gegenseitigem Umfangsabstand voneinander angeordnet, um eine ausreichende Wasserströmung an den Körpern vorbei zu gestatten.

Die Wasseraustrittsöffnung der Düse und die durch die Flüssigkeitsversprühkörper begrenzte Kreisfläche sind groß genug, um den ungehinderten Durchtritt von Reinigungskugeln zu ermöglichen, wie sie allgemein in Wasserrückkühlsystemen verwendet werden, so daß ein Verstopfen der Flüssigkeitsverteilvorrichtungen verhindert wird.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht. Zusammenfassend besteht die Erfindung aus einer nicht verstopfenden Flüssigkeitsverteilvorrichtung, insbesondere für die Verwendung in Gegenstrom-Wasserkühltürmen. Die Vorrichtung umfaßt eine Hohlkegel-Drehstrahl-DUse und eine Reihe von kreisförmig angeordneten, gekrümmten, knopfartigen Wasserversprühkörpern, welche unterhalb der Düse angeordnet sind, um den aus dieser austretenden Wasserstrahl aufzubrechen und gleichmäßig über eine verhältnismäßig große Grundfläche zu versprühen, um eine wirksame Kühlung des Wassers zu erzielen. Die Gestaltung und Anordnung der Flüssigkeitsversprühkörper ist sorgsam gewählt, um sicherzustellen, daß die einzelnen aus der Düse austretenden Wasserteilchen unter einem Winkel auf die Versprühkörper auftreffen, um einen maximalen Verteileffekt zu erhalten. Die Vorrichtung ist ferner derart ausgebildet, daß sie den ungehinderten Durchtritt von Kugeln aus geschäumtem Kunststoff oder Schaumgummi gestattet, wie sie üblicherweise in Wasserrückkühlsysteme eingebracht werden, ^ die Kondensatorrohre oder dergleichen zu reinigen und freizumachen. Diese Kugeln sind im Durchmesser auf einen bestimmten Kondensatorrohrdurchmesser abgestimmt und liegen in ihrer Größe etwa zwischen 1/2 Zoll und 11/2 Zoll.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen näher beschrieben. Darin stellen dar:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteilvorrichtung ;

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Fig. 2 eine Ansicht von unten auf die Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 mit der darin angedeuteten Begrenzungslinie der Düsenaustrittsöffnung und bestimmten geometrischen Verhältnissen der Vorrichtung in gestrichelten Linien;

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1, in dem bestimmte Teile der Übersichtlichkeit halber weggelassen und zusätzlich zwei Rohrreinigungskugeln gezeigt sind, die durch die Vorrichtung hindurchtreten;

Fig. 5 eine vergrößerte Teilansicht zweier benachbarter Flüssigkeitsversprühkörper ;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5;

Fig. 7 eine rückseitige Ansicht eines der Flüssigkeitsverteilkörper; und

Fig. 8 eine Vorderansicht des Flüssigkeitsverteilkörpers nach Fig. 7.

Die in Fig. 1 dargestellte Flüssigkeitsverteilvorrichtung 10 besteht aus Mitteln 12 zum Erzeugen eines divergierenden, nach untengerichteten, im allgemeinen kegelstumpfartig ausgebildeten Hohlstrahles oder Flüssigkeitsvorhanges 14 (Fig. 4) und einer Einrichtung 16 zum Versprühen des Flüssigkeitsvorhanges 14, um eine bessere Kühlung der Flüssigkeit zu bewirken.

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Die Einrichtung 12 zum Erzeugen des Flüssigkeitsvorhanges besteht vorzugsweise aus einer Kegelstrahldüse 18, die einen hohlkegeligen, gedrehten Strahl erzeugt und aus einem Grundkörper sowie aus einem hohlen, nach unten gerichteten, kegelstumpfartigen Austrittsabschnitt 22 für die Flüssigkeit besteht. Der Austrittsabschnitt 22 mündet in eine zentrale, runde Austrittsöffnung 24 für das Aussprühen von heißem Wasser aus der Düse. Außerdem ist ein rohrförmiger Flüssigkeitseintrittsstutzen 26 vorgesehen, der, wie am besten aus den Fig. 1 und 4 zu erkennen ist, im wesentlichen tangential in den Abschnitt größeren Durchmessers des kegelstumpfförmigen Austrittsabschnittes 22 mündet.

Die Flüssigkeitsversprüheinrichtung 16 weist eine Mehrzahl von knopfartigen Flüssigkeitsversprühkörpern 30 auf, von denen jeder mit einer Flüssigkeitsauftreffflache 32 (siehe Fig. 5) versehen ist. Die Körper 30 sind im wesentlichen kreisförmig angeordnet und weisen entlang des Umfanges dieses Kreises einen gegenseitigen Abstand voneinander auf. Zum Zweck der Halterung ist ein Ring 34 vorgesehen, von dem die Versprühkörper 30 gehalten sind, und über dessen Umfang sie mit gleichbleibenden Abständen verteilt sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind der Ring 34 und die Versprühkörper 30 als ein zusammenhängendes Stück gegossen, welches darüber hinaus noch mit zwei oder noch mehreren sich nach oben erstreckenden, L-förmigen Befestigungsarmen 36 versehen ist, die über den Umfang des Ringes 34 verteilt sind. Im Ausführungsbeispiel sind zum Zwecke der Veranschaulichung vier Befestigungsarme 36 dargestellt. Die oberen Enden der Befestigungsarme 36 sind entweder lösbar oder permanent mit

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dem Grundkörper 20 der Düse 18 verbunden, wie dies in Fig. 1 zu erkennen ist, um dem Ring 34 und den Versprühkörpern 30 eine genau bestimmte, zentrale Lage unterhalb der Düse 18 zu geben. In dieser Ausrichtung stimmt die Längsachse 37 (siehe Fig. 4) des kegelstumpfförmigen Austrittsabschnittes 22 mit der Achse des Ringes 34 zusammen. Darüber hinaus liegen die innersten Kanten der Versprühkörper 30 auf einem imaginären Kreis, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Austrittsöffnung 24.

Aus den Zeichnungen geht hervor, daß die Flüssigkeitsauftreffflaehe 32 jedes Versprühkörpers 30 so ausgebildet ist, daß sie einen Oberflächen 38 in Form einer gekrümmten, ringförmigen Schulter aufweist, der sich um den Versprühkörper herum erstreckt. Der Oberflächenbereich 38 ist durch einen Bogen (den sich in Fig. 6 zwischen den Punkten ¹¹A" und "B" erstreckenden Bogen) erzeugt und begrenzt, welcher in einer ersten vertikalen Ebene liegt (dargestellt durch die gestrichelte Linie 40 in Fig. 3), und v/elcher um eine Achse 42 rotiert worden ist (siehe Fig. 6), die ihrerseits in einer Ebene 40 liegt und einen Abstand von dem Bogen 38 aufweist. Die Ebene 40 verläuft ebenfalls parallel zur Achse 37. .

Die Auftreffflaehe 32 jedes Versprühkörpers 30 ist ferner mit einer runden ebenen Vorderwand 44 versehen, welche die äußerste Umfangskante des Oberflächenbereiches 38 berührt. Aus Fig. 3 geht hervor, daß die Vorderwand 44, und damit auch der äußerste Umfang des Oberflächenabschnittes 38 in einer zweiten vertikalen Ebene liegen, die durch die gepunktete Linie 46 angedeutet ist. Die Ebene 46 verläuft unter einem Winkel zu einer dritten Ebene, dargestellt durch eine punktierte Linie 48, welche radial in

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bezug auf den Ring 34 ausgebildet ist und sowohl die Achse 37 als auch die Schnittlinie zwischen den Ebenen 40 und 46 schneidet. Der Winkel 50 zwischen den Ebenen 46 und 48 kann bis zu 45° betragen, was vom gegenseitigen Abstand der Versprühkörper 30, ihrer Wasserbelastung und ihrer Gestaltung abhängt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel, wie in den Zeichnungen dargestellt, jedoch nur etwa 12°.

Jeder der Versprühkörper 30 wird ferner durch einen zylindrischen Oberflächenbereich 52 begrenzt, der einen Schrägabschnitt eines Zylinderstumpfes darstellt und sich zwischen dem von der Vorderwand abgekehrten Rand des Oberflächenbereiches 38 aus auf eine schräg verlaufende Rückwand 54 des Versprühkörpers 30 hin erstreckt.

Ein solcher bevorzugter knopfartiger Flüssigkeitsversprühkörper kann dadurch hergestellt werden, indem man einen Rundstab von einem Zoll Durchmesser (25,4 mm) an seinem einen Ende entlar" seiner Umfangskante mit einem Krümmungsradius von etwa 6,35 mm abrundet. Dann trennt man unter einem Winkel von etwa 12° zur Achse des Stabes eine Scheibe ab, deren Dicke im Bereich der Mittellinie des Stabes etwa 5,3 mm beträgt. Diese Ausgestaltung ist am besten aus Fig. 5 zu erkennen.

Aus den Fig. 7 und 8 geht hervor, daß die Rückwand 54 mit einem gekrümmten Umfang versehen ist und eine größere Fläche aufweist als die zugehörige Vorderwand 44. Ferner ist ersichtlich, daß die Versprühkörper 30 derart auf dem Ring 34 angebracht sind, daß jede Vorderwand 44 in einer vertikalen Ebene rechtwinklig zum Ring 34 ausgerichtet ist, und daß die beschriebenen Ebenen 40 und 46 senkrecht aufeinanderstehen.

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Bei Gebrauch der Vorrichtung 10 wird eine Menge anfänglich heißen, aber zu kühlenden Wassers durch den rohrförmigen Flüssigkeitseintrittsstutzen 26 in tangentialer Richtung in den Grundkörper 20 eingeleitet. Dadurch entsteht eine Wirbelbewegung innerhalb des Grundkörpers 20 und des Austrittsabschnittes 22, bis das Wasser die Austrittsöffnung 24 erreicht. An diesem Punkt tritt das Wasser aus dem Austrittsabschnitt 22 in Form eines nach unten gerichteten, divergierenden, im allgemeinen kegelstumpf ar ti gen, hohlen Flüssigkeitsvorhanges 14 aus. In der Praxis erzeugt dieser Hohlkegelstrahl einen Flüssigkeitsvorhang, dessen Hauptwassermenge innerhalb einer Wanddicke des Strahles von etwa 3,2 bis 6,4 mm liegt. Ferner besteht der Flüssigkeitsvorhang selbst aus einer Vielzahl einzelner Flüssigkeitsteilchen, von denen sich jedes entlang einer im wesentlichen geradlinigen Bahn bewegt. In Fig. 3 ist eine solche Bahn durch die Vektorlinie 56 dargestellt. Diese Bahn verläuft geradlinig von der Austrittsöffnung 24 zu einem der Versprühkörper 30, so daß die sich auf ihr bewegenden Wasserteilchen auf den Versprühkörper 30 in dessen oberem Bereich oberhalb des Ringes 34 auftreffen. In gleicher Weise sind die Bewegungsbahnen aller Wassertröpfchen, die die Austrittsöffnung 24 verlassen, geradlinig, und dank der Konstruktion und Anordnung der Versprühkörper 30 verlaufen die Bewegungsbahnen im wesentlichen aller Teilchen unter einem Winkel zu demjenigen Versprühkörper, auf den sie auftreffen. Die Folge dieser Anordnung ist, daß der aus der Düse 18 austretende, anfänglich hohlkegelige V/asserstrahl unterhalb der Versprüheinrichtung 16 in eine vollkegelige Wassertropfenverteilung umgewandelt wird. Hierdurch wird eine ausreichende Kühlung des Wassers stark erleichtert.

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Der Hauptzweck der gekrümmten Flüssigkeitsauftrefffläche 32 jedes Flüssigkeitsversprühkörpers 30 besteht darin, dem Wasser innerhalb des Flüssigkeitsvorhanges zunehmende Auftreffflächen bei sich ändernden Winkeln anzubieten, um die erwünschte Versprühwirkung des Wassers bei jedem gegebenen Druck zu erhalten. Beispielsweise können die Bahnen der innersten Wasserteilchen innerhalb des Flüssigkeitsvorhanges 14 auf die entsprechenden Versprühkörper in der Nähe von deren innerstem Rand auftreffen, wie dies durch die Vektorlinie 58 dargestellt ist, während die Bahnen der äußeren Wasserteilchen des Vorhanges 14 auf die äußeren Ränder der Versprühkörper 30 auftreffen, wies dies durch die Vektorlinie 60 angedeutet ist.

Dabei wird davon ausgegangen, daß die oberen Abschnitte der Versprühkörper 30 (das sind die Abschnitte, die auf gleicher Höhe mit dem Ring 34 oder darüber liegen) wesentlich dazu beitragen, das durch die Erfindung angestrebte Ergebnis zu erzielen, und daß die unteren Abschnitte der Versprühkörper auch be:', bestimmten Ausgestaltungen weggelassen werden könnten. Die beschriebene Formgebung der Versprühkörper 30 wird zwar bevorzugt, es wird jedoch davon ausgegangen, daß eich auch andere Oberflächenformgebungen mit Erfolg verwenden ließen.

Es hat sich gezeigt, daß die beschriebene Flüssigkeitsverteilvorrichtung 10 auch bei sehr niedrigem statischem Flüssigkeitsdruck zufriedenstellend arbeitet und dennoch ihre Eigenschaft beibehält, Fremdkörper ungehindert passieren zu lassen. Versuche haben beispielsweise gezeigt, daß die Vorrichtung auch noch zufriedenstellend bei einem statischen Wasserdruck in der Größenordnung von 1,2 m arbeitet, und dies ist eine besonders

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wichtige Tatsache, da Energieversorgungsunternehmen die Kosten zum Erreichen eines statischen Wasserdruckes von 1 m bei einer Wasserumlaufmenge von etwa 2 000 000 l/Min, mit ungefähr $ 750 000 angeben, worin die Kosten für den Brennstoff für einen Zeitraum von 30 bis 40 Jahren und die Kosten der Pumpen für den genannten Zweck enthalten sind.

Wie bereits oben erwähnt, ist es gebräuchlich, zum Reinigen der Wärmetauscherrohre in Wasserrückkühlanlagen Kugeln aus aufgeschäumtem Kunststoff oder einer Art synthetischen Schaumgummis zu verwenden. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 sicher und leicht mit solchen Kugeln fertig, von denen zwei in der Zeichnung beispielhaft dargestellt sind und mit 62 bezeichnet sind. Solche Kugeln haben üblicherweise Durchmesser zwischen 1/2 Zoll und 11/2 Zoll (12,7 mm bis 38,1 mm), und die Vorrichtung wird zweckmäßigerweise so bemessen, daß sie die verwendeten Kugeln leicht aufnehmen kann. Zusätzlich erlaubt der größere Durchmesser des durch die Innenkanten der Versprühkörper 30 begrenzten Kreises im Verhältnis zur Austrittsöffnung 24, daß die Kugeln von der Austrittsöffnung 24 aus zentral aus der Vorrichtung austreten können, ohne daß eine Verstopfung oder ein Rückstau auftritt. Ähnliches trifft für andere Fremdkörper zu.

Die Verwendung von Hohlkegeldüsen mit gedrehtem Strahl gestattet es ferner, eine Flüssigkeitsverteilvorrichtung mit einer größeren Wasseraustrittsblende zu verwenden, die demzufolge auch Fremdkörper besser durchläßt als es andererseits bei einer Düse mit geradem Strahlaustritt der Fall wäre, da aus einer Düse mit Hohlkegelstrahl im Vergleich zu herkömmlichen Düsen wesentlich weniger Wasser austritt.

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Claims

20. August 1979 GzFu/Ra. The Marley Company, Mission, Kansas, 66202, U.S.A. Flüssigkeitsverteilvorrichtung für Kühltürme Patentansprüche

1. Flüssigkeitsverteilvorrichtung für den Einsatz in Gegenstromkühltürmen, gekennzeichnet durch

- eine Hohlkegel-Drehstrahl-Düse (18) mit einem Flüssigkeitseintrittsstutzen (26) und einer Austrittsöffnung (24), die einen hohlen, im allgemeinen kegelstumpfförmigen Flüssigkeitsvorhang (14) erzeugt, der von der Austrittsöffnung (24) ausgehend nach außen divergiert und aus Flüssigkeitsteilchen besteht, die sich im wesentlichen auf geradlinigen Bahnen bewegen, wobei der durch den Flüssigkeitsvorhang (14) begrenzte freie Raum unmittelbar unterhalb der Austrittsöff-

" nung (24) keine Hindernisse für den freien Durchgang von Fremdkörpern enthält und verhältnismäßig frei von ausströmender Flüssigkeit ist,

- eine Einrichtung (16) zum Versprühen des Flüssigkeitsvorhanges (14), bestehend aus

- einer Kehrzahl von stationären Flüssigkeitsversprühkörpern (30), von denen jeder eine Flüssigkeitsauftrefffläche (32) aufweist, und

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- einer Befestigungseinrichtung (34, 36), mit deren Hilfe die FlüssigkeitsversprUhkörper (30) mit gegenseitigem Abstand voneinander in Form eines horizontalen Ringes derart angeordnet sind, daß ein wesentlicher Anteil der Flüssigkeitsteilchen mit den Flüssigkeitsauftrefffläohen (32) in Berührung kommt,

wobei

- sich unterhalb der Austrittsöffnung (24) der Düse (18) ein von den Flüssigkeitsversprühkörpern (30) umgebener Freiraum befindet, der quer zur Achse (37) des Kegelstrahles (14) eine größere Querschnittsfläche aufweist als die Austrittsöffnung (24) der Düse (18),

- der durch den Flüssigkeitsvorhang (14) begrenzte Freiraum in Verbindung mit dem von den Flüssigkeitsversprühkörpern (30) umgebenen Freiraum steht, um den ungehinderten Durchtritt dieser Fremdkörper von der Austrittsöffnung (24) der Düse (18), durch die miteinander verbundenen Freiräume hindurch von der Vorrichtung (10) weg zu gestatten, ohne daß Fremdkörper mit der Vorrichtung in nennenswerte Kollision geraten, und

- jede der Flüssigkeitsauftreffflachen (32) derart ausgebildet ist, daß die Bahnen (56, 58) der Flüssigkeitsteilchen, welche auf eine der Flüssigkeitsauftreffflachen (32) auftreffen,unter einem Winkel zu dieser verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Flüssigkeitsauftreffflachen (32) einen gekrümmten Oberflächenbereich (38) aufweist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (37) des Flüssigkeitsvorhanges (14) im wesentlichen senkrecht verläuft, und jede der Flüssigkeitsauftreffflächen (32) derart ausgebildet ist, daß der gekrümrate Oberflächenbereich (38) durch einen Bogen (A-B) erzeugt und begrenzt ist, der in einer ersten, zu der Längsachse (37) parallelen Ebene (40) liegt und der zu einer Achse (42) rotationssymmetrisch ist, welche in der ersten Ebene (40) liegt und einen Abstand von dem Bogen (A-B) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste Umfang des gekrümmten Oberflächenbereiches (38) in einer zweiten Ebene (46) liegt, welche unter einem Winkel (50) zu einer dritten Ebene (48) verläuft, die sowohl die Längsachse (37) und die Schnittgrade zwischen der ersten (40) und der zweiten (46) Ebene schneidet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (50) bis zu 45° beträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (50) etwa 12° beträgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Oberflächenbereich (38) von ringförmiger Gestalt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser Flüssigkeitsversprühkörper so ausgebildet ist, daß er aus einer kreisförmigen Vorderwand (44), einer Rück-

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wand (54) und einer ringförmigen, gebogenen Schulter (38) besteht, die sich von der Vorderwand (44) in Richtung auf die Rückwand (54) erstreckt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrischer Oberflächenbereich (52) vorgesehen ist, welcher einen Zylinderstumpfabschnitt begrenzt, der sich von dem der Vorderwand (44) abgewandten Rand der Schulter (38) in Richtung auf die Rückwand (54) erstreckt, und daß dieser zylindrische Oberflächenbereich (52) um denjenigen Teil des Flüssigkeitsversprühkörpers (30) verläuft, welcher der Düse ("18) benachbart ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwand (54) eine größere Fläche hat als die Vorderwand (44) und in bezug auf die Vorderwand (44) schräggestellt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Flüssigkeitsauftreffflächeii (32) auch einen zylindrischen Oberflächenbereich einschließt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung aus einem die Flüssigkeitsversprühkörper (30) tragenden Ring (34) und einerEinrichtung (36) besteht, durch die der Ring (34) in bestimmtem Abstand von der Düse (18) gehalten ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsversprühkörper (30) kreisförmig unterhalb der Austrittsöffnung (24) der Düse (18) angeordnet sind und gleiche seitliche Abstände von dieser aufweisen, wobei der Durchmesser des durch die Innenkanten der Flüssigkeits-

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Versprühkörper (30) begrenzten Kreises größer als der Durchmesser der Austrittsöffnung (24) ist.

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