DE57020C - Verfahren und Einrichtung zum Kühlen von Flüssigkeiten mittelst Luft - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und die zugehörige Einrichtung zum Kühlen mittelst Luft, vermittelst deren der Wirkungsgrad einestheils dadurch erhöht wird, dafs stets neue Lufttheilchen mit der Flüssigkeit in Berührung kommen, andererseits dadurch, dafs die Flüssigkeit in einer solchen Weise durch den Apparat geleitet wird, welche das Mitreifsen von Flüssigkeitstheilchen seitens der Luft unmöglich macht, dagegen ein Hindurchtreiben der letzteren mit grofser Geschwindigkeit gestattet.

Das neue Verfahren besteht im wesentlichen darin, dafs man die Luft durch Zellen von länglicher Querschnittsform streichen läfst, wobei diese Zellen zu Bündeln vereinigt sind, indem die Längsachsen der Querschnitte der einzelnen Zellen parallel laufen. Hierbei sind mehrere dieser Zellenbündel derart über einander angeordnet, dafs die Mittelebenen der Zellen des einen Bündels mit denjenigen der Zellen des darunter- oder darüberliegenden Bündels irgend einen Winkel einschliefsen. Hierdurch wird erreicht, dafs beim Uebertreten der Luft von einem Zellenbündel zum anderen ein Zerlegen der Luftprismen in mehrere solche mit kleinerem Querschnitt stattfindet, welche sich jedoch wieder zu einem neuen Prisma mit gröfserem Querschnitt vereinigen.. Auf diese Weise findet bei diesem Uebergang eine neue Gruppirung der Lufttheilchen statt, so dafs dieselben in inniger Weise mit der Flüssigkeit in Berührung gebracht werden, welche in dünner Schicht an den Zellenwandungen herabrieselt. Um die Wirkung eines solchen Verfahrens zu erhöhen, benutzt man mit Vortheil einen Apparat, welcher den Uebertritt der Flüssigkeit zu den Zellenwandungen bezw. von den Wandungen der Zellen des einen Bündels zu denjenigen des anderen Bündels gestattet, ohne dafs die Flüssigkeit den Weg der Luft zu kreuzen gezwungen ist.

Ein solcher Kühlapparat ist auf den beiliegenden Zeichnungen in zwei Ausführungsformen dargestellt, und zwar die erste in den Fig. ι bis 5, die zweite in denjenigen Fig. 6 bis 8. Hierbei sind die Fig. 1 und 2 nach senkrecht zu einander stehenden Ebenen ge-führte Längsschnitte, die Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie x-x, während die Fig. 4 und 5 Einzelheiten darstellen. Die Fig. 6 ist ein senkrechter Schnitt, die Fig. 7 theils Schnitt, fheils Ansicht, indem die betreffenden Schnittebenen senkrecht zu einander stehen. Die Fig. 8 zeigt Einzelheiten.

Der in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Kühlapparat besteht im wesentlichen aus einem beim Ausführungsbeispiel viereckigen, am oberen Ende offenen, am unteren Ende geschlossenen Gehäuse a, welches unten mit einer seitlichen Durchbrechung α¹ versehen ist. Die Form und Gröfse dieser Durchbrechung a^l entspricht derjenigen eines an das Gehäuse a angeschlossenen Rohres b, in welchem ein Ventilator c gelagert ist. Der untere Theil des Gehäuses α wird mit Vortheil derart geformt, dafs die Richtung der durch den Ventilator c in dasselbe hineingeblasenen Luft allmälig in die senkrechte übergeht.

In dem Theil des Gehäuses α, welcher von der Luft in senkrechter Richtung durchstrichen wird, sind mehrere — bei der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung beispielsweise zwei —- Zertheilungskörper AA¹ ange-

ordnet, welche — an die Wandung des Gehäuses α heranreichend — von einer Anzahl paralleler, in geringer Entfernung von einander befindlicher, senkrechter oder nahezu senkrechter Scheidewände d gebildet werden, welche beispielsweise aus einzelnen durch waagrechte Leisten d¹ zusammengehaltenen Stäben d² bestehen. Hierdurch entstehen einzelne Zellen von rechteckigem Querschnitt. Die Verschiebung dieser Scheidewände d gegen einander wird, mit Ausnahme des unteren Endes der Scheidewände des unteren Zertheilungskörpers^.¹, durch Leisten d³ verhindert, in deren Ausschnitte d³ ₀ die Enden der Leisten d¹ eintreten. Je zwei über einander befindliche Zertheilungskörper sind derart angeordnet, dafs die unter einander parallelen Mittelebenen des einen Zellenbündels mit den unter einander wieder parallelen Mittelebenen des darunter wie darüber liegenden Zellenbündels irgend einen Winkel bilden. Bei der in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Anordnung ist dieser Winkel mit 90⁰ gewählt.

Als Material für die Scheidewände d wird — um die Adhäsion der zu kühlenden Flüssigkeit an diese Scheidewände zu vermehren und ein langsames Herabrieseln der Flüssigkeit hervorzurufen — am besten Holz gewählt. Diese Scheidewände sind ferner mit waagrechten Vertiefungen d^A versehen und werden mittelst der vorstehenden Enden der Leisten d¹ und geeigneter Vorsprünge a- im Innern des Gehäuses α gestützt. Die einzelnen Stäbe d² der Scheidewände d des oberen Zertheilungskörpers sind am oberen Ende mit einem senkrechten Schlitz versehen, in welchen je eine der an der unteren Seite der Rinnen e befindlichen Rippen e¹ eingreift. Ueber jeder Scheidewand des oberen Zertheilungskörpers ist je eine solche Rinne e angeordnet, und innerhalb derselben befinden sich die Auslauföffnungen von Röhren f¹, welche von Röhren f abgezweigt sind, wobei die letzteren an die das zu kühlende Wasser nach dem Apparat befördernde Leitung g angeschlossen sind. Von dieser Leitung g ist ein Ueberlauf-Sicherheitsrohr g¹ abgezweigt. Bei der in der Zeichnung dargestellten Anordnung sind zwei solcher Rohre f neben einander liegend angebracht, um den Anschlufs der Röhren f^l mittelst Flantschen zu ermöglichen. Um eine gleichmäfsige Vertheilung der zu kühlenden Flüssigkeit zu bewirken auch für den Fall, dafs die Rinnen e nicht eine genau waagrechte Lage einnehmen, sind die Ränder der Rinne e gezackt. Die Stäbe d² des oberen Zertheilungskörpers A sind am unteren Ende zugespitzt und ebenfalls mit je einem Einschnitt versehen, dessen Ebene senkrecht zu derjenigen der Scheidewände dieses oberen Zertheilungskörpers A gerichtet ist, aber mit der Mittelebene der darunter befindlichen anschliefsenden Scheidewand des unteren Zertheilungskörpers A¹ zusammenfällt. In diese Einschnitte sind nach unten hin breiter werdende Schaufeln h aus Blech oder einem Material eingefügt, gegen welches die zu kühlende Flüssigkeit eine geringere Adhäsion äufsert als gegen die Stäbe d². Am unteren Ende haben diese Schaufeln h entweder die Breite eines Stabes d² des unteren Zertheilungskörpers A¹ oder sind wie beim Ausführungsbeispiel nur so breit, dafs je zwei und zwei dieser Schaufeln h in eine am oberen Ende der Stäbe d- des unteren Zertheilungskörpers angeordnete, an den Enden geschlossene Rinnen d^h eingeführt werden können. In dieser Weise entstehen zu beiden Seiten der Stäbe d² des oberen Zertheilungskörpers A nach oben zu sich verjüngende Rippen.

Am unteren Ende der Stäbe d'² des unteren Zertheilungskörpers sind Einschnitte angeordnet, deren Ebenen mit derjenigen der Scheidewände d zusammenfallen. In diese Einschnitte greifen waagrechte Leisten d^a ein, welche mit dem Gehäuse α fest verbunden sind und eine Verschiebung des unteren Endes der Scheidewände verhindern.

Am unteren Ende dieser Stäbe d'² sind ferner waagrechte Rinnen i angeordnet, welche mit Vortheil einen nach unten hin sich verjüngenden Querschnitt besitzen und parallel zu den Scheidewänden dieses Zertheilungskörpers A¹ angeordnet sind.

Die Rinnen i sind an dem vom Ventilator abgekehrten Ende mit Durchbrechungen i^l versehen, so dafs die in denselben sich ansammelnde Flüssigkeit an der Innenwand vom unteren Theil des Gehäuses α herabrieseln kann, ohne die Bahn der zum Zweck des Kühlens durch dasselbe getriebenen Luft zu kreuzen. An der tiefsten Stelle des Gehäuses a ist ein Abflufsrohr k angeordnet, welches in ein unterhalb des letzteren befindliches Sammelgefäfs / mündet.

Ein solcher Kühlapparat wirkt nun in folgender Weise:

Die zu kühlende Flüssigkeit gelangt aus dem Rohre g in die Rohre/ und schliefslich durch die Röhren f¹ in die Rinnen e. Sind die letzteren bis zum Rande gefüllt, so tritt die Flüssigkeit in dünner Schicht auf die Scheidewände d'² des oberen Zertheilungskörpers A über. Da die zwischen irgend einer zu kühlenden Flüssigkeit und dem für die Scheidewände d gewählten Material, dem Holz, auftretende Adhäsion eine sehr grofse ist, so bewegt sich die Flüssigkeit sehr langsam an den Scheidewänden d zunächst des oberen Zertheilungskörpers A nach unten, indem diese Bewegung durch die waagrechten Vertiefungen <i⁴ noch verzögert wird. Schliefslich gelangt die Flüssigkeit auf die Schaufeln h, an welchen dieselbe wegen der geringeren Adhäsion sich schneller abwärts bewegt, als an

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den Stäben d², so dafs — trotzdem die zu berieselnde Fläche an dieser Stelle kleiner ist — doch keine Stauung der Flüssigkeit innerhalb des von der Luft bestrichenen Raumes eintritt. Die auf diese Weise zusammengedrängte Flüssigkeit wird durch die Rinnen d^& aufgefangen , in seitlicher Richtung wieder zertheilt und rieselt alsdann ebenfalls in dünner Schicht, aber in einer anderen Ebene, an den Scheidewänden d des unteren Zertheilungskörpers A¹ herunter, um durch die Rinnen i aufs Neue gesammelt und — durch die Durchbrechungen i^l der letzteren tretend und an der Innenwand des Gehäuses α herabrieselnd — durch das Ablaufrohr k in das Sammelgefäfs / geleitet zu werden. Dabei findet an keiner Stelle ein Kreuzen der Bahn des durch den Apparat getriebenen Luftstromes seitens der Flüssigkeit statt. Die letztere kann auch an keiner Stelle in solchen Mengen sich ansammeln, dafs eine Tropfenbildung eintreten kann, welche ein Herausschleudern von Flüssigkeit durch den in diesem Falle sehr kräftigen Luftstrom herbeiführen würde.

Die in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der soeben beschriebenen im wesentlichen dadurch, dafs dieselbe für die Kühlung sehr grofser Flüssigkeitsmengen bestimmt ist. Demgemäfs sind anstatt eines Paares von Zertheilungskörpern AA¹ deren mehrere angeordnet, wobei durch jedes derselben mittelst eines besonderen Ventilators c Luft getrieben wird. Die Zuführung des Wassers geschieht hierbei mittelst eines Rohres G, an welches die verschiedenen Rohre ff angeschlossen sind. Abweichend· von der in den Fig. ι bis 5 dargestellten Anordnung reichen die unteren Zertheilungskörper A¹ unmittelbar in die Sammelbehälter / hinein, in welchen in diesem Falle ein so hoher Flüssigkeitsstand erhalten werden mufs, dafs die Luft gezwungen wird, anstatt von unten von der Seite zwischen die Scheidewände d zu treten. Auf diese Weise werden die Rinnen i i der oben beschriebenen Anordnung erspart. Aus den unter einander in Verbindung stehenden Sammelbehältern / tritt die gekühlte Flüssigkeit in einen Schlammsammler /', von welchem aus dieselbe durch ein Rohr m abgesaugt wird.

Bei dieser Ausführungsform sind ferner an den die Scheidewände d bildenden Stäben d² Zapfen d¹ angeordnet, und zwar in senkrechter Richtung gegen einander versetzt, so dafs eine noch innigere Berührung der zu kühlenden Flüssigkeit mit der Luft stattfindet.

Anstatt an dem unteren Ende der Stäbe d² eines oberen Zertheilungskörpers Schaufeln h anzuordnen, kann man auch die Flüssigkeit unmittelbar von den durch das Zuspitzen der Stäbe entstehenden Schneiden d⁸ ablaufen lassen, Fig. 9 und 10. Man kann ferner auch am oberen Ende der Stäbe d² des unteren Zertheilungskörpers dadurch eine Rinne herstellen, dafs man zu beiden Längsseiten derselben Schienen d⁹ befestigt. Diese Schienen d⁹ können an der oberen Seite gezackt sein, um eine noch gleichmäfsigere Vertheilung der herabrieselnden Flüssigkeit herbeizuführen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Ein Verfahren zum Kühlen einer beliebigen Flüssigkeit mittelst Luft, bei welchem die letztere durch mehrere senkrecht oder nahezu senkrecht über einander angeordnete Zellenbündel mit länglicher Querschnittsform geleitet wird, wobei die verticalen Mittelebenen der einzelnen Zellen hinsichtlich der neben einander befindlichen Zellen zu einander pa.allel sind, mit Bezug auf die über einander liegenden Zellen aber irgend einen Winkel mit einander einschliefsen, so dafs beim Uebertreten der Luft aus einem Zellenbündel in das andere ein Zerlegen der Luftprismen in mehrere kleinere stattfindet, welche in dem nächst höheren Zellenbündel wieder zu einem gröfseren Prisma sich vereinigen und dadurch stets neue Lufttheilchen mit den Zellenwänden bezw. der an denselben herabrieselnden Flüssigkeit in Berührung kommen.

2. Zur Ausführung des unter 1. angegebenen Verfahrens ein Kühlapparat, in dessen Innern über einander zwei oder mehrere Zertheilungskörper (AA¹J angeordnet sind, die aus mehreren parallelen, aus Stäben zusammengesetzten und einzelne Zellen bildenden Scheidewänden (d) bestehen, wobei die Mittelebenen der Zellen der einzelnen Zertheilungskörper irgend einen Winkel mit einander einschliefsen und die die Scheidewände bildenden Stäbe (d²) an den unteren Enden im Querschnitt sich verjüngen, so dafs eine Schneide entsteht, und welche Stäbe mit Schaufeln (h) ausgerüstet sein können, deren Ebene sowohl wie die Schneide mit der Mittelebene der darunter befindlichen Scheidewand zusammenfällt, so dafs die Flüssigkeit, ohne die Bahn des Luftstromes zu kreuzen, von einem Zertheilungskörper (AA¹) zum anderen übergeführt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.