EP3535539B1 - Einbaueinrichtung für eine vorrichtung zur behandlung eines nutzfluids mit einem arbeitsfluid - Google Patents

Einbaueinrichtung für eine vorrichtung zur behandlung eines nutzfluids mit einem arbeitsfluid Download PDF

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EP3535539B1
EP3535539B1 EP17794713.2A EP17794713A EP3535539B1 EP 3535539 B1 EP3535539 B1 EP 3535539B1 EP 17794713 A EP17794713 A EP 17794713A EP 3535539 B1 EP3535539 B1 EP 3535539B1
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EP
European Patent Office
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mat
edge
thickness
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mat element
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EP17794713.2A
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EP3535539A1 (de
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Frank Dirkskötter
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Hewitech GmbH and Co KG
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Hewitech GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0014—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from waste air or from vapors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D5/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation
    • F28D5/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation in which the evaporating medium flows in a continuous film or trickles freely over the conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/08—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by varying the cross-section of the flow channels

Definitions

  • the invention relates to an installation device for a device for the treatment, in particular humidification and / or cleaning of a useful fluid, in particular a gas, by means of a working fluid, in particular a liquid and in particular for cooling water vapor by means of spray and / or drip water.
  • Devices for treating gases, in particular for humidifying, cleaning and / or cooling gases such as air are known in principle.
  • Such devices can, for example, serve as evaporative humidifiers or material exchangers which, among other things, are used for air humidification and simultaneous air cooling, for example in residential or office buildings, warehouses, stables, greenhouses and other rooms or also of technical systems, for example for cleaning and, in particular, dedusting Supply or exhaust air can be used for reactive gas or air cleaning (in particular removal of odorous substances such as ammonia from the stable exhaust air).
  • the cooling of a gas with the help of such devices takes place according to the principle of adiabatic cooling (evaporative cooling).
  • Treatment devices however, also serve in particular as heat exchangers, for example for installation in or on cooling towers, and are basically known in the design of trickle coolers.
  • the known treatment devices of the types mentioned above have installation devices in the form of installation packages, each one Have a plurality of mat elements, which are mostly corrugated, so that when adjacent mat elements are in close contact with each other, intersecting or laterally offset channels are created through which the gas flows in via an inlet side of the device, flows through the device and flows out again on an opposite outlet side.
  • Examples of such mat elements and installation packages formed from them are shown in WO-A-2015/044274 and DE-U-67 51 260 described.
  • the input and output sides of the device or installation packages are formed by opposite edges of individual mat elements lying next to one another of the installation packages arranged on the input and output side of the device.
  • the fluid to be treated flows through parallel to the extension of the mat elements between their respective edges and between the mat elements.
  • the fluid to be treated it is also possible for the fluid to be treated to flow transversely to the extent of the mat elements.
  • the installation packages of the aforementioned types of treatment devices are wetted with liquid, the so-called working fluid, which is in particular water, so that the useful fluid to be treated flows along wetted surfaces of the mat elements. It is desirable that the wetting liquid forms as large a surface as possible and remains in the device or the installation packages for a longer period of time.
  • the mat elements are rectangular, with several adjacent mat elements forming a block-shaped (cuboid) installation package. But it is also possible for the installation packages to have other geometric shapes. For example, by using rectangular mat elements of different sizes, an installation package could be obtained that is cylindrical. The widest mat elements are then arranged along a diameter of the cross section of the cylinder, the respective adjacent mat elements decreasing in width.
  • the known treatment devices can work according to the counterflow or the crossflow principle.
  • the fluid to be treated and the working fluid e.g. cooling medium
  • the directions of flow of the fluid to be treated and that of the working fluid intersect, specifically at an essentially right angle.
  • the object of the invention is to further improve the fluidic properties of installation bodies for the aforementioned installation devices.
  • the invention proposes an installation device according to claim 1.
  • Individual embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
  • an installation device for a device for treating, in particular humidifying and / or cleaning, a useful fluid, in particular a gas, by means of a working fluid, in particular a liquid, coming into contact with the useful fluid, and in particular for cooling of water vapor by means of spray and / or dripping water is proposed as the working fluid, which is provided with the features of claim 1.
  • the installation device has at least one installation body, which in turn comprises at least one mat element which when viewed from the side, ie when looking at the edge of the mat element, has a thickness gradient.
  • the built-in body When installed, the built-in body is arranged in such a way that the individual mat elements are upright, that is, they are aligned vertically.
  • the working fluid is applied to the installation body from above. This is, for example, spray and / or drip water.
  • This working fluid now flows vertically through the built-in body, flowing along the mat elements over their surface or dripping off the latter. Because at least one mat element now has a thickness gradient, this mat element is no longer exclusively vertical, but rather inclined to the vertical or has a plurality of inclined sections. The water flowing along these sections running obliquely to the vertical drips off the mat element and thus forms an enlarged area which is exposed to the useful fluid flowing through the installation body in countercurrent or crosscurrent.
  • the mat elements are as a rule corrugated and in particular have a lattice structure, although corrugated foil mat elements are sometimes used.
  • the height of the waves varies according to the fulfillment in at least one of the mat elements.
  • the uppermost points or lines of the elevations of the waves and the lowest points or lines of the depressions of the waves each lie in common planes.
  • the upper level of the highest points or lines is not aligned parallel to the lower level defined by the lowest points or lines. Rather, both are tilted one or two-dimensionally against each other, whereby the above-described Thickness gradient arises along one or both surface dimensions (length and / or width of the mat element).
  • the distance between the highest elevation on the top of the mat element and the highest elevation on the underside of the mat element can be viewed as the thickness extension of a mat element.
  • the thickness extension is the height distance between the elevations and the depressions (valleys and mountains) plus the material thickness.
  • the at least one built-in body is built up exclusively from mat elements with thickness gradients in the sense of the invention. So that such an installation body continues to have a substantially cuboid shape, which facilitates its installation in a corresponding useful fluid treatment device, adjacent mat elements should be complementary to one another in terms of their thickness.
  • the invention proposes that at least one of the mat elements of the at least one built-in body is wedge-shaped. If several such mat elements are now built into a built-in body, the adjacent mat elements should be aligned in opposite directions in a wedge shape. As a result, despite the wedge-shaped mat elements, a cuboid-shaped built-in body is created, specifically using one and the same wedge-shaped mat element type.
  • the thickness of the at least one mat element decreases mathematically monotonically from one point or area of the edge to the opposite point or area of the edge.
  • adjacent mat elements of adjacent layers of the built-in body are complementary to one another in terms of their thickness.
  • a wedge-shaped mat element according to the invention could be used add one or more mat elements with constant thickness extension or add them to a stack, with the opposite edges of the mat elements being beveled in opposite directions with constant thickness extension to maintain the cuboid structure of the built-in body. This applies in particular to those edges of the mat elements with a constant thickness extension which, with the edges of the wedge-shaped mat element, between which it has a thickness extension with a gradient, form the opposite outer sides of the built-in body.
  • the thickness gradient is formed between opposite corners of a mat element.
  • the thickness extension of a mat element when viewed from the side, increases to the middle between two opposing edges, and then decreases again.
  • the installation body can be formed from the same mat elements. This means that the adjacent mat elements are aligned in opposite directions with regard to their thickness gradients. This is the case, for example, in the case addressed above, in which the wedge-shaped mat elements are each rotated by 180 ° relative to one another and thus lie against one another in alternating directions.
  • each mat element is square when viewed from above and has two parallel longitudinal edges as well as two also parallel transverse edges, which in turn run in particular at right angles to the longitudinal edges, and that the thickness of at least one plate element varies from one longitudinal edge to the other longitudinal edge or from one transverse edge to the other transverse edge or from a corner formed by a longitudinal edge and a transverse edge to the opposite corner formed by the other longitudinal edge and the other transverse edge.
  • the built-in body has mat elements which are made up of alternately successive Have depressions and elevations formed half-channels and in particular are corrugated and that the mutually adjacent mat elements of adjacent layers with a depression of one mat element rests against an elevation of the other plate element. It can be provided that the half-channels and / or corrugated structure of adjacent mat elements run at an angle not equal to zero degrees or parallel to one another.
  • the built-in body has mat elements made of cardboard and / or plastic, which are designed as perforated foils, in particular structured foil mats and / or in particular as structured lattice mats.
  • Fig. 1 shows, in a highly schematic manner, an installation body 10 made of wedge-shaped mat elements 12, each of the same structure, arranged alternately rotated by 180 ° in relation to one another.
  • the mat elements 12 are corrugated and have alternating depressions 14 and elevations 16, as shown in FIG Fig. 2 is indicated.
  • Each mat element 12 has two opposite transverse edges 18 and two opposite longitudinal edges 20 which run at right angles to the transverse edges 18. It can be seen that the lowest points of the depressions 14 or the lines formed by them run in a common lower plane 17 or span this, while the uppermost points or lines of the elevations 16 lie in a common upper plane 19. Both planes 17, 19 are not parallel to one another, but instead are inclined one-dimensionally with respect to one another in this case.
  • the variation in thickness becomes clear when looking at the mat element 12 on one of its long sides, as is also shown in FIG Fig. 2 can be seen. Because the mat elements 12 have inclined central planes due to their wedge shape, spray or drip water, which is applied as working fluid 22 to the upper side 24 of the built-in body 10, drips from the grid structures or surfaces of the mat elements 12 following the vertical fall and flow direction so that it offers a larger surface to the useful fluid flowing in countercurrent (see the flow arrows 26 in the underside 28) or to the useful fluid flowing from the lateral side 30 (see the flow arrows 32).
  • FIG. 3 shows an embodiment of an installation body 10, which is composed of individual mat elements 12, as shown in FIG Fig. 4 is shown. So much for the Figs. 3 and 4 the details shown are the same as those of Figs. 1 and 2 are given the same reference numerals.
  • Fig. 4 it can be seen that the extent of the thickness decreases from the corner 34 of the mat element 12 to the opposite corner 36.
  • the lower and the upper level 17 and 19 are again not parallel to one another, but rather tilted towards one another in two surface dimensions.
  • Fig. 5 is shown schematically and greatly simplified in perspective, a built-in body 10, the wedge-shaped mat elements 12 in opposite Fig. 1 are arranged in a different sequence and orientation. Ultimately, however, the planes of separation between adjacent mat elements 12 are also advantageously positioned at an angle here.
  • Fig. 6 an exemplary embodiment of a built-in body 10 is shown, which has both wedge-shaped mat elements 12 and mat elements 38 of constant thickness.
  • FIG. 7 an embodiment of a built-in body 10, which also has wedge-shaped mat elements 12 and mat elements 40 of constant thickness, the arrangement being selected such that a mat element 40 of constant thickness rests on a wedge-shaped mat element 12.
  • the mat elements 40 of constant thickness are beveled on two opposite edges.
  • Figs. 5 to 7 show that you can use 10 differently designed mat elements per installation body, i.e. those with a thickness gradient and those without a thickness gradient, in any order, whereby overall, for reasons of better installation and stackability, the installation body in a useful fluid treatment device should be ensured, that the installation bodies all have, in particular, the same cuboid shape.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einbaueinrichtung für eine Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Befeuchtung und/oder Reinigung eines Nutzfluids, insbesondere eines Gases, mittels eines Arbeitsfluids, insbesondere einer Flüssigkeit und insbesondere zur Kühlung von Wasserdampf mittels Sprüh- und/oder Tropfwasser.
  • Vorrichtungen zur Behandlung von Gasen, insbesondere zur Befeuchtung, Reinigung und/oder Kühlung von Gasen wie bspw. Luft sind grundsätzlich bekannt. Derartige Vorrichtungen können bspw. als Verdunstungsbefeuchter oder Stoffaustauscher dienen, die unter anderem zur Luftbefeuchtigung und gleichzeitigen Luftkühlung bspw. in Wohn- oder Bürogebäuden, Lagerhallen, Stallungen, Gewächshäusern und anderen Räumen oder auch von technischen Anlagen, bspw. für die Reinigung und insbesondere Entstaubung von Zu- oder Abluft für reaktive Gas- oder Luftreinigungen (insbesondere Entfernung von Geruchsstoffen wie bspw. Ammoniak aus der Stallabluft) eingesetzt werden. Die Abkühlung eines Gases mit Hilfe derartiger Vorrichtungen erfolgt nach dem Prinzip der adiabatischen Kühlung (Verdunstungskühlung). Behandlungsvorrichtungen dienen aber insbesondere auch als Wärmetauscher bspw. zum Einbau in bzw. an Kühltürmen und sind in der Ausgestaltung von Rieselkühlern grundsätzlich bekannt.
  • Die bekannten Behandlungsvorrichtungen der vorstehend genannten Arten weisen Einbaueinrichtungen in Form von Einbaupaketen auf, die jeweils eine Vielzahl von Mattenelementen aufweisen, welche zumeist gewellt sind, so dass bei dichter Anlage benachbarter Mattenelemente sich kreuzende oder seitlich versetzte Kanäle entstehen, durch die über eine Eingangsseite der Vorrichtung das Gas einströmt, die Vorrichtung durchströmt und an einer gegenüberliegenden Ausgangsseite wieder herausströmt. Beispiele für derartige Mattenelemente sowie aus diesen gebildete Einbaupakete sind in WO-A-2015/044274 und DE-U-67 51 260 beschrieben.
  • Die Eingangs- und Ausgangsseiten der Vorrichtung bzw. Einbaupakete werden durch gegenüberliegende Ränder einzelner nebeneinanderliegender Mattenelemente der eingangs- bzw. ausgangsseitig der Vorrichtung angeordneten Einbaupakete gebildet. Somit strömt also das zu behandelnde Fluid parallel zur Erstreckung der Mattenelemente zwischen deren betreffenden Ränder und zwischen den Mattenelementen hindurch. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass das zu behandelnde Fluid quer zur Erstreckung der Mattenelemente strömt.
  • Die Einbaupakete der vorstehend genannten Typen von Behandlungsvorrichtungen werden mit Flüssigkeit, dem sogenannten Arbeitsfluid, bei dem es sich insbesondere um Wasser handelt, benetzt, so dass das zu behandelnde Nutzfluid an benetzten Flächen der Mattenelemente entlang strömt. Dabei ist es wünschenswert, dass die Benetzungsflüssigkeit eine möglichst große Oberfläche bildet und sich über einen längeren Zeitraum in der Vorrichtung bzw. den Einbaupaketen hält.
  • Im Regelfall sind die Mattenelemente rechteckförmig, wobei mehrere benachbarte Mattenelemente ein blockförmiges (quaderförmiges) Einbaupaket bilden. Es ist aber auch möglich, dass die Einbaupakete andere geometrische Formen aufweisen. So könnte man beispielsweise durch den Einsatz unterschiedlich großer, jeweils rechteckiger Mattenelemente ein Einbaupaket erhalten, das zylindrisch ist. Längs eines Durchmessers des Querschnitts des Zylinders sind dann die breitesten Mattenelemente angeordnet, wobei die jeweils benachbarten Mattenelemente in ihrer Breite abnehmen.
  • Die bekannten Behandlungsvorrichtungen können nach dem Gegenstrom oder nach dem Kreuzstromprinzip arbeiten. Beim Gegenstromprinzip strömen das zu behandelnde Fluid und das zur Behandlung dieses Fluids eingesetzte Arbeitsfluid (bspw. Kühlmedium) entgegengesetzt zueinander. Bei Behandlungsvorrichtungen, die nach dem Kreuzstromprinzip arbeiten, kreuzen sich die Strömungsrichtungen des zu behandelnden Fluids und für des Arbeitsfluids, und zwar im Regelfall unter einem im Wesentlichen rechten Winkel.
  • Bei Einbaueinrichtungen für Behandlungsvorrichtungen der zuvor genannten Art sollte darauf geachtet werden, dass der Strömungswiderstand für das zu behandelnde Fluid möglichst gering ist. Insoweit besteht eine Aufgabe beim Design von Einbaueinrichtungen für Fluidbehandlungsvorrichtungen in der strömungstechnischen Optimierung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die strömungstechnischen Eigenschaften von Einbaukörpern für zuvor genannte Einbaueinrichtungen weiter zu verbessern.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Einbaueinrichtung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Einzelne Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Einbaueinrichtung für eine Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Befeuchtung und/oder Reinigung, eines Nutzfluids, insbesondere eines Gases, mittels eines in Kontakt mit dem Nutzfluid kommenden Arbeitsfluids, insbesondere einer Flüssigkeit, und insbesondere zur Kühlung von Wasserdampf mittels - Sprüh- und/oder Tropfwasser als Arbeitsfluid vorgeschlagen, die versehen ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Einzelne Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß weist die Einbaueinrichtung mindestens einen Einbaukörper auf, der seinerseits mindestens ein Mattenelement umfasst, das bei Betrachtung von der Seite, d. h. bei Betrachtung auf den Rand des Mattenelements, einen Dickengradienten aufweist. Der Einbaukörper ist im eingebauten Zustand derart angeordnet, dass die einzelnen Mattenelemente hochkant stehen, also vertikal ausgerichtet sind. Von oben auf den Einbaukörper wird das Arbeitsfluid aufgebracht. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Sprüh-und/oder Tropfwasser. Dieses Arbeitsfluid fließt nun vertikal durch den Einbaukörper hindurch, wobei es längs der Mattenelemente über deren Oberfläche fließt bzw. von dieser abtropft. Dadurch, dass nun mindestens ein Mattenelement einen Dickengradienten aufweist, ist dieses Mattenelements nicht mehr ausschließlich vertikal, sondern schräg zur Vertikalen angeordnet bzw. weist mehrere schrägliegende Abschnitte auf. Das an diesen schräg zur Vertikalen verlaufenden Abschnitten entlangfließende Wasser tropft von dem Mattenelement ab und bildet somit eine vergrößerte Fläche, die dem den Einbaukörper im Gegen- oder Kreuzstrom durchziehenden Nutzfluid ausgesetzt ist.
  • Die Mattenelemente sind im Regelfall gewellt und weisen insbesondere eine Gitterstruktur auf, obwohl mitunter auch gewellte Folienmattenelemente eingesetzt werden. Die Höhe der Wellen variiert also gemäß der Erfüllung bei zumindest eines der Mattenelemente. Die obersten Punkte oder Linien der Erhebungen der Wellen und die untersten Punkte oder Linien der Vertiefungen der Wellen liegen jeweils in gemeinsamen Ebenen. Die obere Ebene der höchsten Punkte bzw. Linien ist dabei nicht parallel ausgerichtet zur durch die untersten Punkte bzw. Linien definierten unteren Ebene. Vielmehr sind beide gegeneinander ein- oder zweidimensional gekippt, wodurch der oben beschriebene Dickengradient entlang einer oder beider Flächendimensionen (Länge und/oder Breite des Mattenelements) entsteht.
  • Als Dickenerstreckung eines Mattenelements kann der Abstand zwischen der höchsten Erhebung auf der Oberseite des Mattenelements zur höchsten Erhebung auf der Unterseite des Mattenelements angesehen werden. Bei einem gewellten Mattenelement handelt es sich bei der Dickenerstreckung also um den Höhenabstand zwischen den Erhöhungen und den Vertiefungen (Täler und Berge) zuzüglich der Materialdicke.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Einbaukörper ausschließlich aus Mattenelementen mit Dickengradienten im Sinne der Erfindung aufgebaut ist. Damit ein derartiger Einbaukörper weiterhin im Wesentlichen eine Quaderform aufweist, was dessen Einbau in eine entsprechende Nutzfluid-Behandlungsvorrichtung erleichtert, sollten benachbarte Mattenelemente hinsichtlich ihrer Dickenerstreckung komplementär zueinander sein. Anders ausgedrückt schlägt die Erfindung vor, dass mindestens eines der Mattenelemente des mindestens einen Einbaukörpers keilförmig ist. Werden nun mehrere derartige Mattenelemente zu einem Einbaukörper verbaut, so sollten die benachbarten Mattenelemente gegensinnig keilförmig ausgerichtet sein. Dadurch entsteht trotz keilförmiger Mattenelemente wiederum ein quaderförmiger Einbaukörper, und zwar unter Verwendung ein und desselben keilförmigen Mattenelementtyps.
  • In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Dicke des mindestens einen Mattenelements von dem einen Punkt oder Bereich des Rands zum gegenüberliegenden Punkt oder Bereich des Rands mathematisch monoton abnimmt.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass benachbarte Mattenelemente aneinanderliegender Lagen des Einbaukörpers hinsichtlich ihrer Dickenerstreckung komplementär zueinander sind. Alternativ könnte man an ein keilförmig ausgebildetes erfindungsgemäßes Mattenelement ein oder mehrere Mattenelemente mit konstanter Dickenerstreckung anfügen bzw. zu einem Stapel ergänzen, wobei zur Aufrechterhaltung der quaderförmigen Struktur des Einbaukörpers die gegenüberliegenden Ränder der Mattenelemente mit konstanter Dickenerstreckung gegensinnig angeschrägt sind. Dies gilt insbesondere für diejenigen Ränder der Mattenelemente mit gleichbleibender Dickenerstreckung, die mit den Rändern des keilförmigen Mattenelements, zwischen denen dieses eine Dickenerstreckung mit Gradient aufweist, die gegenüberliegenden Außenseiten des Einbaukörpers bilden.
  • Es ist aber auch denkbar, dass sich der Dickengradient zwischen gegenüberliegenden Ecken eines Mattenelements bildet. Schließlich kann auch vorgesehen sein, dass die Dickenerstreckung eines Mattenelements in dessen Seitenansichtsbetrachtung bis zur Mitte zwischen zwei gegenüberliegenden Rändern ansteigt, um dann wieder abzufallen. Insgesamt zweckmäßiger aber ist es, wenn der Einbaukörper aus gleichen Mattenelementen gebildet werden kann. Das bedeutet, dass die benachbarten Mattenelemente hinsichtlich ihrer Dickengradienten gegensinnig zueinander ausgerichtet sind. Dies ist beispielsweise bei dem oben angesprochenen Fall gegeben, bei dem keilförmige Mattenelemente jeweils um 180° gegeneinander gedreht und damit wechselweise gegensinnig ausgerichtet aneinander liegen.
  • Ganz allgemein kann gesagt werden, dass eine Weiterbildung der Erfindung darin besteht, dass jedes Mattenelement in Draufsicht betrachtet viereckig ist und zwei parallele Längsränder sowie zwei ebenfalls zueinander parallele Querränder aufweist, die ihrerseits insbesondere rechtwinklig zu den Längsrändern verlaufen, und dass die Dicke zumindest eines Plattenelements von einem Längsrand zum anderen Längsrand oder von einem Querrand zum anderen Querrand oder von einer durch einen Längsrand und einen Querrand gebildeten Ecke zur durch den anderen Längsrand und den anderen Querrand gebildeten, gegenüberliegenden Ecke variiert.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einbaukörper Mattenelemente aufweist, die aus wechselweise aufeinanderfolgenden Vertiefungen und Erhöhungen gebildete Halbkanäle aufweisen und insbesondere gewellt sind und dass die aneinanderliegenden Mattenelemente benachbarter Lagen mit einer Vertiefung des einen Mattenelements an einer Erhöhung des anderen Plattenelements anliegt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Halbkanäle und/oder Wellenstruktur benachbarter Mattenelemente unter einen Winkel von ungleich Null Grad oder parallel zueinander verlaufen.
  • Schließlich sein noch angemerkt, dass der Einbaukörper Mattenelemente aus Pappe und/oder Kunststoff aufweist, die als perforierte Folien, insbesondere strukturierte Folienmatten und/oder als insbesondere strukturierte Gittermatten ausgebildet sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
    • Fig. 1
    eine stark schematisierte perspektivische Ansicht auf einen Einbaukörper mit erfindungsgemäß einen Dickengradienten aufweisenden Mattenelementen,
    Fig. 2
    eine perspektivische Darstellung eines keilförmigen Mattenelements, wie es bei dem Einbaukörper gemäß Fig. 1 eingesetzt wird,
    Fig. 3
    ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Einbaukörpers in perspektivischer Ansicht und stark schematisiert,
    Fig. 4
    eine perspektivische schematisierte Darstellung eines hinsichtlich seiner Ecken keilförmig zulaufenden Mattenelements, wie es beim Einbaukörper gemäß Fig. 3 verbaut ist, und
    Fign. 5 bis 7
    Seitenansichten von perspektivischen Ansichten, stark schematisiert, weitere Ausführungsbespiele von Einbaukörpern.
  • Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen Einbaukörper 10 aus wechselweise gegeneinander um 180° gedreht angeordneten keilförmigen Mattenelementen 12 jeweils gleicher Struktur. Die Mattenelemente 12 sind gewellt und weisen wechselweise aufeinanderfolgende Vertiefungen 14 und Erhöhungen 16 auf, wie es in Fig. 2 angedeutet ist. Jedes Mattenelement 12 weist zwei gegenüberliegende Querränder 18 sowie zwei gegenüberliegende und rechtwinklig zu den Querrändern 18 verlaufende Längsränder 20 auf. Zu erkennen ist, dass die untersten Punkte der Vertiefungen 14 bzw. die von diesen gebildeten Linien in einer gemeinsamen unteren Ebene 17 verlaufen bzw. diese aufspannen, während die obersten Punkte bzw. Linien der Erhöhungen 16 in einer gemeinsamen oberen Ebene 19 liegen. Beide Ebenen 17, 19 sind nicht parallel zueinander, sondern gegeneinander in diesem Fall eindimensional geneigt.
  • Die Dickenvariation wird bei Betrachtung des Mattenelements 12 auf eine ihrer Längsseiten deutlich, wie es ebenfalls in Fig. 2 zu erkennen ist. Dadurch, dass die Mattenelemente 12 aufgrund ihrer Keilform geneigte Mittenebenen aufweisen, tropft Sprüh- bzw. Tropfwasser, das als Arbeitsfluid 22 auf die Oberseite 24 des Einbaukörpers 10 aufgebracht wird, der vertikalen Fall- und Fließrichtung folgend von den Gitterstrukturen oder Oberflächen der Mattenelemente 12 ab, so dass es dem im Gegenstrom (siehe die Strömungspfeile 26 in die Unterseite 28) oder aber dem von der Lateralseite 30 strömenden Nutzfluid (siehe die Strömungspfeile 32) eine größere Oberfläche bietet.
  • Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Einbaukörpers 10, der aus einzelnen Mattenelementen 12 zusammengesetzt ist, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Soweit in den Fign. 3 und 4 die dargestellten Einzelheiten gleich denen der Fign. 1 und 2 sind, sind sie mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In Fig. 4 ist zu erkennen, dass die Dickenerstreckung von der Ecke 34 des Mattenelements 12 zur gegenüberliegenden Ecke 36 abnimmt. Die untere und die obere Ebene 17 bzw. 19 sind wiederum nicht parallel zueinander, sondern in zwei Flächendimensionen gegeneinander gekippt.
  • In Fig. 5 ist schematisiert und stark vereinfacht in Perspektive ein Einbaukörper 10 gezeigt, dessen keilförmige Mattenelemente 12 in gegenüber Fig. 1 andersartiger Aufeinanderfolge und Orientierung angeordnet sind. Letztendlich erfolgt aber auch hier mit Vorteil eine Schrägstellung der Trennungsebenen zwischen benachbarten Mattenelementen 12.
  • In Fig. 6 ist ein Ausführungsbespiel eines Einbaukörpers 10 gezeigt, der sowohl keilförmige Mattenelemente 12 als auch Mattenelemente 38 gleichbleibender Dickenerstreckung aufweist.
  • Schließlich zeigt Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines Einbaukörpers 10, der ebenfalls keilförmige Mattenelemente 12 und Mattenelemente 40 gleichbleibender Dicke aufweist, wobei die Anordnung dergestalt gewählt ist, dass an einem keilförmigen Mattenelement 12 ein Mattenelement 40 gleichbleibender Dicke anliegt. Um die Außenkontur des Einbaukörpers 10 als Quader aufrecht zu erhalten, sind die Mattenelemente 40 gleichbleibender Dicke an zwei gegenüberliegenden Rändern angeschrägt.
  • Insbesondere die Fign. 5 bis 7 zeigen, dass man pro Einbaukörper 10 unterschiedlich gestaltete Mattenelemente, also solche mit einem Dickengradienten und solche ohne Dickengradient einsetzen kann, und zwar in beliebiger Aufeinanderfolge, wobei insgesamt aus Gründen der besseren Einbaubarkeit und Stapelbarkeit der Einbaukörper in einer Nutzfluid-Behandlungsvorrichtung dafür gesorgt werden sollte, dass die Einbaukörper sämtlich insbesondere die gleiche Quaderform aufweisen. Je nach Einbausituation kann es aber auch vorteilhaft sein, geometrisch unregelmäßige Einbaukörper vorzusehen, die durch die erfindungsgemäß mit Dickengradient versehenen Mattenelemente realisierbar sind (ggf. wiederum mit Mattenelementen gleichbleibender Dicke).
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 10
    Einbaukörper
    12
    Mattenelement mit Dickengradient
    14
    Vertiefungen
    16
    Erhöhungen
    17
    untere Ebene
    18
    Querränder
    19
    obere Ebene
    20
    Längsränder
    22
    Arbeitsfluid
    24
    Oberseite
    26
    Strömungspfeile
    30
    Lateralseite
    34
    Ecke
    36
    Ecke
    38
    Mattenelement mit gleichbleibender Dicke
    40
    Mattenelement mit gleichbleibender Dicke

Claims (10)

  1. Einbaueinrichtung für eine Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Befeuchtung und/oder Reinigung, eines Nutzfluids, insbesondere eines Gases, mittels eines in Kontakt mit dem Nutzfluid kommenden Arbeitsfluids, insbesondere einer Flüssigkeit, und insbesondere zur Kühlung von Wasserdampf als Nutzfluid mittels Sprüh- und/oder Tropfwasser als Arbeitsfluid, mit
    - mindestens einem Einbaukörper (10), der mehrere aneinanderliegende Lagen aus pro Lage jeweils mindestens einem Mattenelement (12) aufweist,
    - wobei jedes Mattenelement (12) eine Dickenerstreckung aufweist und durch einen umlaufenden Rand (20) begrenzt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass zumindest ein Mattenelement (12) bei Betrachtung von der Seite auf seinen Rand (20) einen Dickengradienten aufweist, indem die Dicke des Mattenelements (12) zwischen einem Punkt des Randes (20) des Mattenelements (12) und dem diesem Punkt gegenüberliegenden Punkt des Randes (20) des Mattenelements (12) variiert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des mindestens einen Mattenelements (12) von dem einen Punkt des Rands (20) zum gegenüberliegenden Punkt des Rands (20) mathematisch monoton abnimmt.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Mattenelemente (12) aneinanderliegender Lagen des Einbaukörpers (10) hinsichtlich ihrer Dickenerstreckung und/oder Dickengradienten und/oder Dickenverteilung komplementär zueinander sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Mattenelement (12) in Draufsicht betrachtet viereckig ist und zwei parallele Längsränder (20) sowie zwei ebenfalls zueinander parallele Querränder (18) aufweist, die ihrerseits insbesondere rechtwinklig zu den Längsrändern (20) verlaufen, und dass die Dicke zumindest eines Plattenelements von einem Längsrand zum anderen Längsrand (20) oder von einem Querrand (18) zum anderen Querrand (18) oder von einer durch einen Längsrand (20) und einen Querrand (18) gebildeten Ecke (34) zur durch den anderen Längsrand (20) und den anderen Querrand (18) gebildeten, gegenüberliegenden Ecke (36) variiert.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbaukörper (10) Mattenelemente (38, 40) mit in Seitenansicht betrachtet gleichbleibender Dicke aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindesten eine Mattenelement wechselweise aufeinanderfolgende, nebeneinanderliegende Vertiefungen (14) und Erhöhungen (16) aufweist, dass die Vertiefungen (14) in einer gemeinsamen unteren Ebene (17) und die Erhöhungen (16) in einer gemeinsamen oberen Ebene (19) liegen und dass die beiden Ebenen (17, 19) nicht parallel verlaufen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbaukörper (10) Mattenelemente (12) aufweist, die Halbkanäle aufweisen, welche aus wechselweise aufeinanderfolgenden Vertiefungen (14) und Erhöhungen (16) gebildet sind, wobei die Mattenelemente (12) insbesondere gewellt sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aneinanderliegenden Mattenelemente (12) benachbarter Lagen mit einer Vertiefung des einen Mattenelements (12) an einer Erhöhung (16) des anderen Mattenelements (12) anliegt.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbkanäle und/oder Wellenstruktur benachbarter Mattenelemente (12) unter einem Winkel von ungleich Null Grad oder parallel zueinander verlaufen.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbaukörper (10) Mattenelemente (12) aus Pappe und/oder Kunststoff aufweist, die als perforierte Folien, insbesondere strukturierte Folienmatten und/oder als insbesondere strukturierte Gittermatten ausgebildet sind.
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