DE3901656A1 - Tropfenabscheider, insbesondere fuer nasskuehltuerme oder dergleichen - Google Patents
Tropfenabscheider, insbesondere fuer nasskuehltuerme oder dergleichenInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Tropfenabscheider, der
insbesondere für Naßkühltürme oder dergleichen, d.h. ähnliche
verfahrenstechnische Systeme, bestimmt ist.
Um eine Belastung natürlicher Wasserreserven, wie Grundwasser,
Flüsse und Seen, durch die Abwärme energie- und verfahrens
technischer Prozesse zu vermeiden, werden sogenannte Naßkühltürme
als Kühlsysteme verwendet. Mit derartigen Naßkühltürmen wird
erwärmtes Kühlwasser durch Konvektion und Verdunstung mittels
eines Kühlsystems rückgekühlt. Die hierbei anfallende Abwärme
wird zur Umgebung hin abgeleitet. Zur Förderung der Abluft durch
die Naßkühltürme gibt es verschiedene Arbeitsprinzipien. Er
folgt die Luftförderung durch den Kühlturm unter Ausnutzung der
natürlichen Auftriebskräfte der Luft, so handelt es sich um
einen sogenannten Naturzugkühlturm. Bei anderen Bauformen von
Kühltürmen wird die Luft mit Hilfe von Ventilatoren durchgesaugt
oder durchgedrückt. Mit dem durch den Kühlturm gehenden Abluft
strom werden bei der Rückkühlung mittels des Kühlsystems anfal
lende Wassertropfen mitgerissen. In der Umgebung des Kühlturms
führen diese Wassertropfen zu einem regenartigen Niederschlag.
Daher werden dem eigentlichen Kühlsystem im Naßkühlturm Tropfen
abscheider nachgeschaltet, um diesen Niederschlag und die hier
durch verursachte Umweltbelästigung in der Umgebung des Kühl
turms zu verhindern.
Bekannte und hierfür geeignete Tropfenabscheider sind im allge
meinen als Latten- oder Kammersysteme ausgelegt. Diese Tropfen
abscheider umfassen Profilteile, die zick-zack-förmige Durch
gangskanäle für die von der Anströmseite zur Abströmseite des
Tropfenabscheiders durchgehende Abluft begrenzen. Während des
Durchgangs der Abluft durch diese zick-zack-förmigen Durchgangs
kanäle wird die Strömungsrichtung der Abluft mehrmals geändert,
um eine Abscheidung der im Abluftstrom mitgeführten Wassertropfen
zu bewirken. Derartige Tropfenabscheider arbeiten mit geringen
Druckverlusten, d.h. der Druckabfall im Bereich des Tropfenab
scheiders ist gering, aber es besteht die Gefahr, daß insbesondere
bei höheren Anströmgeschwindigkeiten der Abluft der Tropfenab
scheider nicht mehr effizient arbeiten kann, so daß vom Abluft
strom an der Ausströmseite des Tropfenabscheiders noch Wasser
tropfen mitgeführt werden.
Die Erfindung zielt darauf ab, einen Tropfenabscheider, insbe
sondere für Naßkühltürme oder dergleichen bereitzustellen, der
trotz geringer Druckverluste im Tropfenabscheider eine effektive
Abscheidung der vom Abluftstrom mitgerissenen Wassertropfen
auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Abluft ermöglicht,
um die Abscheideleistung eines derartigen Tropfenabscheiders
wesentlich zu verbessern.
Nach der Erfindung zeichnet sich ein Tropfenabscheider, insbe
sondere für Naßkühltürme oder dergleichen, aus Profilteilen,
die in zick-zack-förmige Durchgangskanäle für die von der An
strömseite zur Abströmseite des Tropfenabscheiders durchgehende
Abluft zur Strömungsrichtungsänderung derselben begrenzen, dadurch
aus, daß die die Durchgangskanäle begrenzende Profilteile der
art profiliert sind, daß der Abluftstrom, ausgehend von der An
strömseite des Tropfenabscheiders, beidseitig bezüglich der durch
die Anströmseite und die Abströmseite gehende Mittelachse der
Durchgangskanäle mehrfach umlenkbar ist.
Durch die Auslegung des Tropfenabscheiders nach der Erfindung
wird der Abluftstrom in den Durchgangskanälen des Tropfenab
scheiders hinsichtlich seiner Strömungsrichtung in starkem
Maße und in erzwungener Weise geändert, so daß durch diese
äußerst starken Richtungsänderungen und ihre mehrfachen Wieder
holungen der Abscheidegrad des Tropfenabscheiders erheblich
verbessert wird. Somit ermöglicht der erfindungsgemäße Tropfen
abscheider trotz eines geringen Druckverlusts im Tropfenab
scheider eine effektive Abscheidung der im Abluftstrom mitge
rissenen Wassertropfen.
Vorzugsweise weist der Tropfenabscheider an der Anströmseite
und der Abströmseite des Tropfenabscheiders Abtropfkanten auf.
Da bei dieser Auslegung auf beiden Seiten, d.h. der Anström
seite und der Abströmseite, eine derartige Abtropfkante vorge
sehen ist, ist der Tropfenabscheider in allen Einbaulagen ef
fektiv betreibbar, ohne daß zusätzliche Maßnahmen am Tropfen
abscheider getroffen werden müssen.
Ferner ist der Tropfenabscheider vorzugsweise mit gesonderten,
vertikal verlaufenden Fallschächten versehen, über die an dem
Tropfenabscheider abgeschiedenen Wassertropfen von der Abström
seite zum Kühlturm zurückgeleitet werden können. Vorzugsweise
bilden diese Fallschächte, die insbesondere an die Profilteile
des Tropfenabscheiders angeformt sind, zugleich Profilabstands
elemente, durch welche die Profilteile genau in gleichmäßigem
Abstand voneinander zur Bildung der Durchgangskanäle gehalten
sind. Somit erfüllen die Fallschächte eine Doppelfunktion beim
erfindungsgemäßen Tropfenabscheider, und dienen nicht lediglich zur
Rückleitung der abgeschiedenen Wassertropfen zum Kühlturm, son
dern auch zur Einhaltung eines vorbestimmten Profilabstands
zwischen den Profilteilen. Hierdurch vereinfacht sich der Auf
bau eines derartigen Tropfenabscheiders.
Vorzugsweise sind die Fallschächte am kopfseitigen Ende mit
einer Abdeckung verschlossen. Dadurch wird ein Mitreißen von
Wassertropfen vermieden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungs
form der Erfindung sind die Profilteile so aneinander angeord
net, daß die Fallschächte von benachbarten Profilen gegeneinan
der seitlich versetzt sind. Dadurch wird die Stabilität des
Tropfenabscheiderpaketes weiter erhöht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
weist jedes Profilteil mehrere durchgehende Profilrillen oder
-falten auf, in die zugehörige Rastmittel, die an den Fall
schächten bzw. an Abstandshaltern ausgebildet sind, in Eingriff
gebracht werden können. Dadurch lassen sich die Tropfenabschei
derprofile auch ohne feste Verbindung durch Schrauben, Nieten,
Schweißen, Kleben oder ähnliches in einfacher Weise zusammen
setzen. Der Strömungskanal bleibt dadurch erhalten, daß in den
Tropfenabscheiderprofilen Rillen bzw. Falten eingeformt werden,
in die Fallschächte als Distanzhalter einrasten können. Es
können so variable Paketgrößen von mehreren Tropfenabscheider
profilen ineinandergesteckt montiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt nach der Erfindung ist der Tropfen
abscheider zweckmäßigerweise derart ausgelegt, daß man eine op
timale Anpassung an die jeweils gewünschten Abscheidebedingun
gen dadurch erhält, daß man ohne eine Abänderung der Profilie
rung der Profilteile lediglich durch Veränderung des Profil
abstands die Abscheideleistung des Tropfenabscheiders ent
sprechend variieren kann.
Vorzugsweise ist der Tropfenabscheider derart ausgelegt, daß er
insgesamt aus Kunststoff aller Qualitäten oder aus Metallblech
mittels Tiefziehen hergestellt werden kann, so daß der Tropfen
abscheider auf herstellungstechnisch günstige Weise gefertigt
werden kann und die Materialwahl für den Tropfenabscheider in
Abhängigkeit vom Anwendungszweck erfolgen kann.
Die Erfindung wird nachstehend an einer bevorzugten Ausführungs
form unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläu
tert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht eines
Naßkühlturms mit einem üblichen Tropfenab
scheider,
Fig. 2 einen Ausschnitt eines Tropfenabscheiders nach
der Erfindung in Längsschnittdarstellung, und
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Tropfenabscheider nach
Fig. 2, ebenfalls als Ausschnittsansicht.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird als eines von mehreren mögli
chen Ausführungsbeispielen ein Naßkühlturm 1 der Ventilatorbau
art erläutert, bei dem eine Ventilatoranordnung den Abluft
strom durch den Naßkühlturm 1 saugt. Der Naßkühlturm 1 weist ei
nen Turmmantel 2 auf, der an seiner Bodenseite durch einen Bo
den 3 geschlossen ist. Der Boden 3 bildet in Verbindung mit
einem Teil des Turmmantels 2 im unteren Bereich ein Kaltwasser
becken 4, das mit Kaltwasser bis zu einer Füllhöhe h gefüllt
ist. Oberhalb der Füllhöhe h münden Einlässe 5 für die Abluft
etwa radial am Turmmantel 2 in das Innere des Naßkühlturms 1
ein. Im Innern des Naßkühlturms ist mittels einer Stützkon
struktion 6 ein Kühleinbau 7 angeordnet, mittels dem die Ab
luft, die mit strichpunktierten Pfeilen hinsichtlich ihrer Strö
mungsrichtung im Naßkühlturm 1 angedeutet ist, durch einen kom
binierten Wärme- und Stoffübertragungsprozeß abgekühlt wird.
Im Austrittsbereich 8 des Naßkühlturms 1 ist ein axialer Venti
lator 9 mit seinem Antrieb 10 angeordnet, der über einen Elek
tromotor 11 angetrieben wird. Dieser Axialventilator 9 erzeugt
einen Saugdruck und saugt die über die Einlässe 5 in den Naß
kühlturm 1 eintretende Abluft durch den Kühleinbau 7. Mit Hilfe
einer weiteren Stützkonstruktion 12 ist axial im Abstand und
oberhalb des Kühleinbaus 7 eine Wasserverteilung 13 im Innern
des Naßkühlturms angeordnet. Dem Kühleinbau 7 nachgeschaltet ist
im Innenraum des Naßkühlturms 1 ferner ein insgesamt mit 14
bezeichneter Tropfenabscheider angeordnet.
Wie mit strichpunktierter Linie dargestellt, wird die Abluft
mit Hilfe des Axialventilators 9 durch das Innere des Naß
kühlturms 1 von unten nach oben gesaugt und es erfolgt im Be
reich des Kühleinbaus 7 eine Abkühlung des Wassers durch Kon
vektion und Verdunstung, wobei der Verdunstungsanteil bei
diesem Abkühlungsprozeß überwiegt. Nach dem Austritt aus dem
Kühleinbau 7 reißt die Abluft Wassertropfen mit, die mit Hilfe
des nachgeschalteten Tropfenabscheiders 14 abgetrennt werden,
indem die Abluft durch zick-zack-förmige Durchgangskanäle 15
geleitet wird. Die von Wassertropfen weitgehend befreite Abluft
tritt dann über den Austrittsbereich 8 des Naßkühlturms 1 aus.
Anhand den Fig. 2 und 3 wird eine bevorzugte Ausführungsform
eines Tropfenabscheiders nach der Erfindung erläutert, der
insgesamt mit 20 bezeichnet ist. Dieser Tropfenabscheider 20
ist, wie in Fig. 1 gezeigt, dem Kühleinbau 7 nachgeschaltet und
ersetzt den dort vorgesehenen Tropfenabscheider 14.
Der Tropfenabscheider 20 nach der Erfindung umfaßt Profilteile
21, die Durchgangskanäle 22 für die Abluft begrenzen, deren
Strömungsrichtung mit Pfeilen in Fig. 2 angedeutet ist. Mit ge
brochener Linie ist in Fig. 2 eine Mittelachse eines Durchgangs
kanals 22 beispielsweise eingetragen, die durch die Querschnitts
mitte in der Anströmseite 23 und durch die Querschnittsmitte
an der Abströmseite 24 des Tropfenabscheiders 20 geht. Die Profil
teile 21 sind hierbei derart profiliert, daß Durchgangskanäle
22 gebildet werden, die den Abluftstrom beidseitig dieser Mittel
achse (gebrochene Linie) mehrfach umlenken und ablenken, wobei
äußerst starke Richtungsänderungen von vorzugsweise größer als 90°,
wie z.B. 100° oder dergleichen, beidseitig der Mittelachse er
zielt werden. Durch diese erzwungenen Richtungsänderungen der
Abluft beim Durchgang durch die Durchgangskanäle 22 des Tropfen
abscheiders 20 wird der Abscheidegrad sowie die Abscheideleistung
trotz eines geringen Druckabfalls im Tropfenabscheider 20 er
heblich verbessert, so daß auch bei relativ hohen Anströmge
schwindigkeiten zuverlässig die von der Abluft mitgerissenen
Wassertropfen im Tropfenabscheider 20 abgetrennt werden. An der
Abströmseite 24 des Tropfenabscheiders 20 tritt somit Abluft aus,
die im wesentlichen von Wassertropfen befreit ist, so daß in
der Umgebung des Naßkühlturms keine Umweltbelastungen durch
regenartige Niederschläge zu befürchten sind. Wie ferner aus
den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, weist der Tropfenabscheider
20 sowohl an der Anströmseite 23 eine Abtropfkante 25 als auch
an der Abströmseite 24 eine Abtropfkante 26 auf, so daß der
Tropfenabscheider 20 in jeder gewünschten Einbaulage betreib
bar ist.
Wie ferner insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen ist, hat der
Tropfenabscheider 20 vertikal verlaufende Fallschächte 27,
die an den Profilteilen 21 angeformt sind, und über die Wasser
tropfen zum Naßkühlturm 1 zurückgeleitet werden können.
Das kopfseitige Ende der Fallschächte 27 wird vorzugsweise mit
Abdeckungen 30 verschlossen.
Diese an den Profilteilen 21 angeformten Fallschächte 27 dienen
in vorteilhafter Weise zugleich als Profilabstandselemente und
sind vorzugsweise in Form eines Pyramidenstumpfes ausgelegt, der in Fig. 3 an
einem Ende beispielsweise in perspektivischer Darstellung mit
28 bezeichnet ist. Diese vom Pyramidenstumpf 28 gebildeten Pro
filabstandselemente stützen sich mit ihrem vorderen freien
Ende an dem benachbarten Profilteil 21 des Tropfenabscheiders
20 ab, so daß hierdurch der Profilabstand bestimmt wird. In
axialer Richtung des Tropfenabscheiders gesehen sind im Abstand
mehrere derartige Profilabstandselemente (pyramidenstumpfförmige
Teile 28) vorgesehen, die zugleich die jeweiligen vertikal ver
laufenden Fallschächte 27 bilden, so daß die Profilteile 21
beim Tropfenabscheider 20 genau in gleichmäßigen Abständen unter
Vorgabe durch die Abmessungen des Pyramidenstumpfs 28 zuverlässig
gehalten sind. Durch entsprechende Änderungen der Abmessungen
des Pyramidenstumpfs 28 kann somit der Profilabstand der Profil
teile 21 bei dem Tropfenabscheider 20 nach der Erfindung jeweils
in so geeigneter Weise variiert werden, daß man auf einfache
Weise eine Anpassung der Abscheideleistung des Tropfenabscheiders
20 an die jeweils vorhandenen Abscheidebedingungen erreicht,
ohne die Profilierung der Profilteile 21 zu verändern.
Ferner weisen die Profilteile 21 Profilrillen oder -falten 29
auf, die parallel zu den Fallschächten 27 vorzugsweise auf bei
den Seiten verlaufen. Diese Profilrillen oder Falten 29 komnen
mit Rastmitteln, die an den Fallschächten 27 bzw. im Bereich
der Abstandshalter 28 ausgebildet sind, in Eingriff. Dies ist
in der Ausschnittsdarstellung von Fig. 3 schematisch darge
stellt. Auf diese Weise lassen sich mehrere Profilteile in
einfacher Weise ineinandergesteckt montieren. Wie aus Fig. 3
außerdem hervorgeht, werden die Fallschächte 27 vorzugsweise
bei jeweils benachbarten Profilteilen 21 seitlich gegeneinander
versetzt angeordnet.
Die Profilteile 21 des Tropfenabscheiders 20 sowie die Abtropf
kanten 25, 26 und die vertikalen Fallschächte 27, die zugleich
als Profilabstandshalter dienen, können aus Kunststoffen unter
schiedlicher Qualitäten, wie PE, PP, PVC usw. hergestellt wer
den. Alternativ können der Tropfenabscheider 20 und dessen Teile
auch mittels Tiefziehen aus Metallblechen hergestellt werden,
so daß eine fertigungstechnisch einfache Herstellung des erfin
dungsgemäßen Tropfenabscheiders 20 ermöglicht wird.
In Abweichung von dem dargestellten Beispiel kann die Auslegung
des Naßkühlturms 1 auch so getroffen werden, daß anstelle der
saugenden Axialventilatoranordnung 9 eine drückende Ventilator
anordnung, beispielsweise in der Nähe des Bodenbereichs des
Naßkühlturms 1 angeordnet wird, welche den Abluftstrom durch
den Naßkühlturm 1 und die in diesem vorgesehenen Aggregate
drückt.
Ferner ist die Erfindung nicht auf die Einzelheiten des anhand
den Fig. 2 und 3 erläuterten Beispiels eines Tropfenabscheiders
20 beschränkt, sondern der Profilverlauf der Profilteile 21
kann auch in abweichender Form gestaltet werden, ohne den Erfin
dungsgedanken zu verlassen, der darin zu sehen ist, daß im
Tropfenabscheider 20 der Abluftstrom mehrmals und beidseitig
einer Mittelachse der Durchgangskanäle unter großen Winkeln
in extrem starkem Maße ab- und umgelenkt wird.
Claims (10)
1. Tropfenabscheider, insbesondere für Naßkühltürme oder
dergleichen, aus Profilteilen, die zick-zack-förmige Durch
gangskanäle für die von der Anströmseite zur Abströmseite
des Tropfenabscheiders durchgehende Abluft zur Strömungsrich
tungsänderung derselben begrenzen, dadurch gekenn
zeichnet, daß die die Durchgangskanäle begrenzenden
Profilteile (21) derart profiliert sind, daß der Abluftstrom,
ausgehend von der Anströmseite (23) des Tropfenabscheiders (20)
beidseitig bezüglich der durch die Anströmseite (23) und die
Abströmseite (24) gehenden Mittelachse der Durchgangskanäle
(22) mehrfach umlenkbar ist.
2. Tropfenabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß an der Anströmseite (23) und der Abströmseite
(23) des Tropfenabscheiders (20) Abtropfkanten (25, 26) vor
gesehen sind.
3. Tropfenabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die abgeschiedenen Wassertropfen über
gesonderte, vertikal verlaufende Fallschächte (27) zum Kühl
turm (1) zurückleitbar sind.
4. Tropfenabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fallschächte (27) kopfseitig mit einer
Abdeckung (30) geschlossen sind.
5. Tropfenabscheider nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Fallschächte (27) zugleich Profilab
standselemente (28) bilden, welche die die Durchgangskanäle
(22) begrenzenden Profilteile (21) im vorbestimmten Profil
abstand zueinander halten.
6. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fallschächte (27) von Profil
zu Profil seitlich versetzt sind.
7. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Profilteile (21) durchgehende
Profilrillen oder Falten (29) aufweisen, die zum Einrasten der
Fallschächte (27) bzw. Abstandhalter (28) geeignet sind.
8. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fallschächte (27) an die
Profilteile (21) angeformt sind.
9. Tropfenabscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Profilabstand der die Durch
gangskanäle (22) begrenzenden Profilteile (21) zur Anpassung
an jeweils vorhandene Abscheidebedingungen ohne eine Änderung
der Profilform der Profilteile (21) variierbar ist.
10. Tropfenabscheider nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß er aus Kunststoff aller Qualitäten
oder aus Metallblech mittels Tiefziehen herstellbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3901656A DE3901656A1 (de) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | Tropfenabscheider, insbesondere fuer nasskuehltuerme oder dergleichen |
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Family
ID=6372479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3901656A Granted DE3901656A1 (de) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | Tropfenabscheider, insbesondere fuer nasskuehltuerme oder dergleichen |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |