DE2509652A1

DE2509652A1 - Verbesserungen an einer mit einspruehung arbeitenden fluessigkeitskuehlvorrichtung

Info

Publication number: DE2509652A1
Application number: DE19752509652
Authority: DE
Inventors: Jun Wilson Eli Bradley; Jun John Engalitcheff; Edward Norman Schinner
Original assignee: Baltimore Aircoil Co Inc
Current assignee: Baltimore Aircoil Co Inc
Priority date: 1974-03-06
Filing date: 1975-03-05
Publication date: 1975-09-11
Also published as: FI750440A; DE2509652C3; ATA164575A; FR2263479A1; DE2559992C3; IL46697A; SE7501709L; NO750553L; HK28979A; CH593468A5; NZ176746A; CA1019966A; PH11822A; US3922153A; IE40704L; NO138006B; GB1491101A; ES435251A1; DE2559992B1; AU7853575A

Description

Verbesserungen an einer mit Einsprühung arbeitenden Flüssigkeit skühlvorrientung

Die vorliegende Erfindung betrifft mit Einsprühung arbeitende Kühl türme, in welchen eine zu kühlende Flüssigkeit in eine Leitung eingesprüht wird, um in dieser Leitung neben der Flüssigkeitsströmung eine Luftströmung zu erzeugen.' Derartige Vorrichtungen werden gelegentlich als Kühltürme der Ejektor-Bauart bezeichnet. Insbesondere betrifft die Erfindung neue Anordnungen zur Stabilisierung der Luftströmung durch die Leitung und zur Erzielung einer Trennung von Flüssigkeit und Luft im Bereich des Auslassendes der Leitung.

Die neue erfindungsgemäss vorgesehene Vorrichtung zur Stabilisierung der Luftströmung schirmt die eintretende Luftströmung von Einwirkungen ab, die sich aus Änderungen der Windrichtung

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ergeben.Ferner dient gemäss einer bevorzugten Ausführungsform, bei welcher die Wasserstrahlen im Betrieb keine beträchtliche Intensität aufweisen, die Vorrichtung zur Stabilisierung der Luftströmung auch dazu, einen Flüssigkeitsverlust infolge einer Luftrückströmung durch das Einlassende der Leitung während ungünstiger -Windverhältnisse zu verhindern. Damit ist es mit der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Stabilisierung der Luftströmung möglich, einen mit Einsprühung arbeitenden Kühlturm in offener Atmosphäre und unter beliebigen Windverhältnissen zu betreiben, ohne dass es notwendig ist, Schaufeln, Abschirmungen oder ähnliche sperrige, am Austrittsende der Vorrichtung liegende Anordnungen vorzusehen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Trennung von Flüssigkeit und Luft liefert einen hohen Abscheidegrad bezüglich der versprühten Flüssigkeit und der mitgeführten Luft, ohne die Luftströmung merklich zu stören. Darüberhinaus gestattet die Vorrichtung zur Flüssigkeits-Luft-Trennung die Aufnahme einer grossen Wassermenge in einem räumlich begrenzten Abschnitt.

Mit Einsprühung arbeitende Kühltürme, in denen die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann, sind in der DT-OS 21 32 356 beschrieben. In der dort gezeigten Anordnung wird das zu kühlende Wasser über eine Anzahl von Düsen in eine Leitung eingesprüht, die an beiden Enden gegenüber der Umgebungsatmosphäre offen ist. Der Sprühstrahl zieht Umgebungsluft zur Mischung mit dem Wasser in die-Leitung hinein. Die Luft kühlt das Wasser durch Wärmeübergang und Verdunstung. Luft und Wasser werden am stromabwärts gelegenen Ende der Leitung mittels gewölbter streifenartiger Abscheider getrennt, welche sich den Wassertropfen entgegenstellen und ihre Schwerkraftkomponente relativ erhöhen, so dass das Wasser längs der Abscheider in einen unterhalb desselben angeordneten Sumpf fliesst.

Regelvorrichtungen für die einströmende Luft sind in den US-PSen 3 360 906, 3 608 274 sowie in der DT-OS 21 32 356 beschrieben. Gemäss der US-PS 3 360 906 werden im Abstand von-

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einander angeordnete perforierte Prallelemente verwendet, um die aus sere Kante des Kühlturmgehäuses abzustützen. Diese Prallelemente können jedoch nicht die eintretenden Luftströme gegenüber Einwirkungen abschirmen, die sich aus Änderungen der Windrichtung ergeben. Gemäss der US-PS 3 608 274- sind die Luftleitschaufeln als Leitungen ausgebildet, durch welche die versprühte Flüssigkeit geführt werden kann. Diese Schaufeln verringern jedoch den zur Verfügung stehenden Querschnitt des Lufteinlasses und erfordern eine Geschwindigkeitserhöhung der Luft stromaufwärts der Sprühdüsen. Gemäss der DT-OS 21 32 356 sind die Schaufeln stromaufwärts einer Sprühdüse angeordnet. Diese Schaufeln sind jedoch nicht genügend mit den Sprühdüsen ausgerichtet und nahe genug an denselben angeordnet, um eine Strömungsicontrolle der eintretenden Luft zu erzielen, wie sie durch die vorliegende Erfindung ermöglicht wird.

Bekannte Abscheider zur Trennung von Flüssigkeit und Luft sind in der vorausgehend erwähnten DT-OS 21 32 356 beschrieben. Diese Abscheider weisen eine Anzahl länglicher, nach oben gerichteter Streifen auf, die parallel zueinander angeordnet sind und über den Querschnitt der Leitung verteilt liegen, um eine Anzahl schlitzähnlicher Durchtrittsöffnungen zu bilden, die sich vom Auslassende wegerstrecken. Die Streifen sind mit Wellungen ausgestattet, um eine seitliche Ablenkung der versprühten Flüssigkeitstropfen zu erzeugen, so dass die Schwerkraftkomponente ihrer Impulse gegenüber der nach vorne gerichteten Impulskomponente erhöht wird und sich die Tropfen daher an den Streifen sammeln und an diesen nach unten fliessen, während die aus der Leitung austretende Luft zwischen den Streifen nach aussen fliesst. Um das Flüssigkeitsaufnahmevermögen der Streifen zu erhöhen, sind in der genannten DT-OS 21 32 356 geneigte Streifen vorgesehen, sowie zwei Kühlleitungen, die übereinander angeordnet liegen, wobei jede ihre eigene Sprühvorrichtung und Flüssigkeitssammelvorrichtung aufweist.

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Gemäss einem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist in einer mit Einsprühung arbeitenden Kühlvorrichtung eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Luftströmung vorgesehen, welche aus einer Anzahl von im engen Abstand angeordneter paralleler Streifen gleichmässiger Dicke besteht, die unmittelbar stromaufwärts der Sprühdüse.]! derart angeordnet sind, dass ihre ebenen Oberflächen im wesentlichen parallel zur Sprührichtung der Sprühdüsen liegen. Vorzugsweise sind die Sprühstrahlen im wesentlichen flach und fächerförmig ausgebildet und liegen in Ebenen parallel zu den Oberflächen der Streifen. Gemäss der bevorzugten Ausführungsform sind die Streifen gewellt ausgebildet, so dass im Falle einer Luftrückströmung durch das Lufteinlassende der Leitung als Folge ungünstiger Windverhältnisse die Streifen auch als Nebelabscheider arbeiten; damit entfällt die Notwendigkeit grosser Schutzvorrichtungen, wie Schaufeln und dgl., am Austrittsende der Anordnung. In der bevorzugten Ausführungsform ist ferner in der Leitung unmittelbar stromabwärts der Regelstreifen für die eintretende Luftströmung ein Lufteinlasschlitz angeordnet, so dass zusätzliche Luft in die Leitung gelangen kann und damit ein wirbelfreier Strömungsverlauf im stromaufwärtigen Abschnitt aufrechterhalten werden kann, indem die Flüssigkeitsstrahlen zuerst auf die Wände der Leitung auftreffen. Diese zusätzliche Luftströmung dient auch dazu, das Kühlvermögen der Vorrichtung zu erhöhen.

Gemäss einem zweiten Merkmal der Erfindung ist eine neue Anordnung zur Erhöhung der Arbeitsleistung der Abscheidervorrichtung zur Trennung von Flüssigkeit und Luft vorgesehen, so dass die Räume zwischen den Streifen nicht im solchen Ausmass mit Wasser überflutet werden, dass die Luftströmung zwischen ihnen eingeschwenkt wird. Dies wird gemäss der vorliegenden Erfindung mittels Mehrfachanordnungen von Abscheiderstreifen erreicht, die übereinander angeordnet sind, wobei unter jeder Abscheiderstreifenanordnung Flüssigkeitssammelvorrichtungen vorgesehen sind. Das in der oberen Flüssigkeitssammelvorrichtung aufgenommene Wasser wird nach unten einem

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gemeinsamen Wassersumpf zugeführt, so dass das von den oberen Abscheiderstreifenanordnungen austretende Wasser nicht die unteren AbscheiderStreifenanordnungen überflutet.

Vorausgehend wurden die wesentlichsten Merkmale der Erfindung aufgeführt, damit die nachfolgende Beschreibung leichter verständlich ist. Selbstverständlich sind weitere Merkmale der Erfindung vorhanden, die noch näher beschrieben werden. Weitere Abänderungen der Erfindung, die sich für den Fachmann ergeben, werden von dieser im Rahmen der Ansprüche mitumfasst.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht mit teilweise weggelassenen Teilen eines mit Einsprühung arbeitenden Kühlsystems gemäss vorliegender Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht des Wasserkühlsystems gemäss Fig. 1, wobei einzelne Teile weggebrochen sind,

Fig. 3 eine perspektivische Teileinsicht einer Düse und einer RegelStreifenanordnung für die eintretende Luft, welche einen Teil der Anordnungen gemäss den Fig. 1 und 2 bildet,

Fig. 4 eine Endansicht mit teilweise weggelassenen.Teilen längs der Linie 4—4 der Fig. 1 und

Fig. 5 eine vergrösserte Schnittansicht längs der Linie 5-5 der Fig. 1.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte, mit Einsprühung arbeitende Kühlturm besteht aus einer aus Blech hergestellten Leitung 10, die in ihrer ganzen Längserstreckung einen gleichbleibenden Rechteckquerschnitt aufweist. Die Leitung 10 weist ein Lufteinlassende 12 und ein Luftauslassende 14 auf, die beide gegenüber der Umgebungsluft geöffnet sind. Zwischen diesen beiden

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Enden besitzt die Leitung 10 eine obere Wand 16, eine untere Abschlussplatte 18 mit einer horizontalen Verlängerung und Seitenwände 20.

Eine Anzahl Vasserverteiler 22 ist parallel zueinander in horizontaler Richtung am Leitungsinnern in der Fähe des Einlassendes 12 angeordnet. Das zu kühlende Wasser wird durch nicht dargestellte Anordnungen diesen Wasserverteilern zugeführt. Eine Anzahl Sprühdüsen 24 ist mit vorgegebenen Abständen an jedem der Wasserverteiler 22 angeordnet und die Sprühdüsen richten Wasserstrahlen 25 in die Leitung 10 gegen das Luftaustrittsende 14 derselben.

Aus Pig. 3 ist ersichtlich, dass die Wasserstrahlen 25 j welche aus den Sprühdüsen 24 austreten, im wesentlich flach und fächerförmig ausgebildet sind. Das heisst, die Sprühdüsen divergieren erheblich stärker in vertikaler Richtung als in horizontaler Richtung. Wie in der vorausgehend genannten DT-OS 21 32 356 ausgeführt ist, dient dies dazu, die Kühlung und die Luftmitführung so wirkungsvoll wie möglich zu machen. Die einer Leitung zugeordneten Sprühdüsen sind mit den entsprechenden Sprühdüsen in den anderen Leitungen ausgerichtet.

Am Lufteinlassende 12 der Leitung 10 sind gemäss den Fig. 1 und 2 eine Anzahl von im engen Abstand voneinander angeordneter, vertikaler Stabilisierungsstreifen 26 zur Stabilisierung des Luftstroms quer zürn Leitungsquerschnitt gerade stromaufwärts der Wasserverteiler 22 angeordnet. Diese Stabilisierungsstreifen- bestehen aus dünnem Blech und liegen in Ebenen, die im wesentlichen parallel zu den aus den Sprühdüsen 24 austretenden Sprühstrahlen verlaufen. Die Stabilisierungsstreifen 26 weisen mindestens eine Wellung 26a auf, wobei diese Wellungen miteinander ausgerichtet sind, so dass die Streifen im Abstand voneinander unter geringster Überlappung der Wellungen 26a angeordnet sind.

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Wie in den Pig. 1 und 2 dargestellt ist, sind ferner in der Nähe des Luftauslassendes der Leitung 10 eine Anzahl von im Abstand voneinander liegenden Abscheiderstreifen 28 angeordnet. Diese Abscheiderstreifen bestehen ebenfalls aus Blech und erstrecken sich in vertikalen Ebenen quer zur Leitung,

Eine obere Wassersammeivorrichtung 30 erstreckt sich quer zur Leitung im Bereich der Abscheiderstreifen 28. Gemäss Pig. 1 erstreckt sich die Wassersammelvorrichtung durch die Abscheiderstreifen und unterteilt diese in eine obere und untere Streifenanordnung 28a und 28b. Die Wassersammelvorrichtung 30 ist randseitig mit einer kurzen, nach oben gerichteten Wandung 32 versehen, durch welche ein flacher Trog gebildet wird. Gemäss den Fig. 1, 2 und 4 sind im Boden des Trogs Durchtrittsöffnungen 34- vorgesehen, damit das im Trog gesammelte Wasser nach unten in eine untere Wassersammelvorrichtung 36 abfliessen kann, die sich gerade unterhalb der unteren Abscheiderstreifen 28b befindet.

Die untere Wassersammelvorrichtung 36 wird mittels vertikaler Wände 38 und 40 etwas oberhalb einer Bodenwand 37 angeordnet, welche einen Sumpf 42 begrenzt. Die untere Erstreckung des Sumpfes wird durch die Bodenwand 37 in Verbindung mit der Wassersammelvorrichtung 36 gebildet, während der Inhalt des Sumpfes von dem jeweiligen Flüssigkeitsspiegel L abhängt. Die Wand 40 der Wassersammelvorrichtung 36 verhindert einen Austritt von Wasser aus dem Sumpf 42 nach vorne, wie durch die Niveaulinie L angedeutet ist, liegt der Wasserspiegel im Sumpf 42 normalerweise geringfügig oberhalb des Niveaus der Wassersammelvorrichtung 36. Eine Ausströmvorrichtung 43 in der Nähe des anderen Endes der Anordnung verhindert, dass der Wasserspiegel zu stark ansteigt.

Stromabwärts der Abscheiderstreifen 28 ist eine Anzahl gekrümmter Schaufeln 44 horizontal quer zur Leitung 10 angeordnet. Diese Schaufeln verlaufen nach oben gekrümmt und die-

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nen dazu, die mit Feuchtigkeit beladenen, aus der Leitung 10 austretende Luft nach oben und von der Leitung wegführen, so dass sie nicht in das 'Einlassende 12 rezirkuliert wird. Es ist offensichtlich, dass diese Ablenkschaufeln gegenüber der Umgebungsatmosphäre geöffnet sind und dass keine besonderen Schutzanordnungen, wie Prallplatten oder dgl., erforderlich sind.

Die Stabilisierungsstreifen 26 zur Stabilisierung der Luftströmung werden an ihren unteren Enden mittels Streben 4-6 und 47 gehalten, die gerade oberhalb einer Siebabdeckung 48 liegen. Die voi'dere Strebe 46 ist einteilig mit der Abschlussplatte 18 ausgebildet. Die stromabwärts gelegenen Enden der Siebabdeckung 48 und der Abschlussplatte 18 sind mit schrägen Führungen 52 verbunden, welche ein Sieb 54 aufnehmen. Die Arbeitsweise dieses Sieb zur Erzielung einer verbesserten Vasserreinigung ist in der DT-OS 2 509 63O beschrieben. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, verläuft der Wassersumpf unterhalb des Luftströ'mungsquerschnitts durch die Leitung 10 und durch das Sieb 54 gegen eine eingangsseitige Wand 56 zu. Eine Wasserauslassöffnung 58 ist in einer der-Seitenwände 20 der Leitung unmittelbar unterhalb der Siebabdeckung 48 vorgesehen. Diese Wasserauslassöffnung 58 ist mit nicht dargestellten Leitungen verbunden, welche das gekühlte Wasser den jeweiligen Verbrauchern zuführen. Wie anschliessend näher erläutert wird, dient die Siebabdeckung 48 dazu, V/asser, welches an den Streifen 26 herabfliesst, nach vorne und vor das Sieb 54 zu leiten, so dass es durch das Sieb hindurchtritt, bevor es die Anordnung verlässt. Eine verjüngt ausgebildete Steuerplatte 59 für die Flüssigkeitsströmung erstreckt sich quer zum Wassersumpf 42 zwischen dem Sieb 5^ und der Wasserauslassöffnung 58. Diese Steuerplatte verläuft vom Boden der Siebabdeckung 48 bis auf ein eng benachbart der Bodenwand 37 im Bereich der Wasserauslas so ffnung 58 liegendes Niveau^ die Steuerplatte verläuft spitz zulaufend nach oben gegen einander gegenüberliegende Seiten der Anordnung. Auf diese Weise wird die Wasserströmung

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im Bereicli der Wasserauslassöffnung 58 in stärkerem Ausmass beschränkt und dadurch eine gleichmässige Wasserströmung durch das Sieb in allen Bereichen desselben aufrechterhalten. Eine Zutrittsöffnung 61 ist in einer der Seitenwände der Anordnung vorgesehen, um einen Zugang zwecks Reparatur und Reinigung der verschiedenen Teile und Austauschs des Siebs 54- zu gestatten.

Eine gewölbte untere Lufteinlasslippe 60 erstreckt sich quer zum Einlassende 12 der Leitung längs der unteren Enden der Stabilisierungsstreifen 26. Die gewölbte Lippe dient zur Aufrechterhaltung einer glatten wirbelstromfreien Luftströmung in die unteren Bereiche der Leitung.

Ein oberer kanalförmiger Halter 62 hält die oberen Enden der Stabilisierungsstreifen 26 in ihrer Lage. Unmittelbar stromabwärts des Halters 62 ist ein oberer Lufteintrittsschlitz 64· vorgesehen, welcher sich an der Oberseite der Leitung 10 bis zu einer Stelle geringfügig hinter den Wasserverteilern 22 erstreckt. Die obere Wand 16 der Leitung 10 ist nach oben zurückgekrümmt, um eine obere Lufteintrittslippe 66 zu bilden, die sich an der stromabwärtigen Kante des Lufteintrittsschlitzes 64 befindet. Diese Anordnung dient zur Verbesserung und Erhöhung der eintretenden Luftströmung und zur Verhinderung einer Eisbildung, was anschliessend näher erläutert wird.

Bei Betrieb der Anordnung wird das zu kühlende Wasser in die Wasserverteiler 22 gepumpt und durch die Sprühdüsen 24· in die Leitung 10 eingesprüht. Die Sprühstrahlen sind, wie vorausgehend ausgeführt wurde, im allgemeinen flach und fächerförmig ausgebildet und liegen in parallelen vertikalen Ebenen. Die Strahlen aus den verschiedenen Sprühdüsen schneiden sich stromabwärts der Düsen, wobei die äussersten Sprühstrahlen im gleichen Bereich auf die Leitungswände auftreffen, so dass über den Querschnitt der Leitung eine Drucksiegelung erzielt wird. Durch den Impuls der Sprühstrahlen wird Luft zwischen die Stabilisierungsstreifen 26 und durch den oberen Lufteintritts-

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schlitz 66 angesaugt. Diese Luft wird gründlich mit den Sprühstrahlen vermischt und wird von diesen mitgeführt, während sie durch die Leitung treten. Am stromabwärtigen Ende der Leitung werden Luft und Wasser getrennt, wenn das Wasser auf die Abscheiderstreifen 28 auftrifft und an diesen nach unten fliesst, während die Luft zwischen ihnen hindUEchtritt.

Die von den Düsen versprühte Wassermenge wird durch Änderung des Drucks in den Wasserverteiler 22 geändert. Die versprühte Wassermenge wird ferner durch Änderung der Grosse der Düsenöffnungen geändert. Das Ausmass einer für eine jeweilige Düsenanordnung zulässigen Änderung hängt ab von der Fähigkeit, wirksam bei geringstem Flüssigkeitsverlust infolge einer Überflutung zu arbeiten. Bei Betriebsbedingungen, bei welchen die Abscheiderstreifen überflutet werden, ist es vorteilhaft, zwei oder mehr Anordnungen von Abscheiderstreifen für die Trennung von Flüssigkeit und Luft vorzusehen, wovon jede Anordnung ihre eigene Wassersammeivorrichtung aufweist, sowie eine Durchtrittsöffnung, die gegen die untere Flüssigkeitsvorrichtung gerichtet ist.

Bewegen sich Luft und Wasser zusammen durch die Leitung, so nimmt die Luft gebundene Wärme aus dem Wasser auf. Ist die Aussentemperatur niedrig genug, so erfolgt ausserdem eine begleitende Übertragung von Eigenwärme. In einem solchen Fall wird wegen deren Berührung zwischen Luft und Wasser die Luft auf eine höhere Temperatur erwärmt, so dass sie mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann, bevor sie ihren Sättigungspunkt erreicht. Damit kann ein vergrösserter Anteil des versprühten Wassers in die Luft verdampfen, womit das Wasser weiter gekühlt wird. Wie anschliessend näher erläutert wird, sind Anordnung und Aufbau der Leitung 10 so getroffen, dass eine erhebliche Luftströmung erhalten wird, während eine verhältnismässig hohe relative Geschwindigkeit zwischen der Kühlluft und dem versprühten Wasser aufrechterhalten wird, so dass sich ein entsprechend hoher Wärmeübergang zwischen den beiden Medien ergibt. Ferner wird in der Nähe des Auslassendes eine hohe Relativgeschwindigkeit

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infolge der Querströmung erhalten, die sich zwischen der horizontal bewegenden Luft und dem nach unten fliessenden Wasser an den Abscheiderstreifen 28 ausbildet.

Es ist offensichtlich, dass das auf die obere Abscheiderstreifenanordnung 28a auftreffende Wasser nur bis z-ur oberen Wasser sammelvorrichtung 30 nach unten flies 3^jj. Dieses Wasser gelangt dann durch die Durchtrittsöffnungen 34- in die untere Wassersammelvorrichtung 36 und umgeht dabei die untere Abscheiderstreifenanordnung. Damit besteht das Wasser, welches an der unteren Abscheiderstreifenanordnung herabfliesst, aus Wasser, welches tatsächlich von diesen Streifen abgefangen wurde. Es ist offensichtlich, dass als Folge dieser Anordnung weder die obere noch die untere Abscheiderstreifenanordnung zu stark mit Wasser überflutet wird, was andernfalls die Fähigkeit der Anordnung nachteilig beeinträchtigen würde, das versprühte Wasser am Austreten zusammen mit der austretenden Luft zu verhindern.

Das gekühlte Wasser, welches an der oberen und unteren Abscheiderstreifenanordnung 28 abwärts und in die Wassersammelvorrichtung 36 geflossen ist, gelangt über die Kante dieser Wassersammelvorrichtung in den Wassersumpf 42. Dieses Wasser fliesst dann längs des Wassersumpfs nach hinten und durch das Sieb 54, wo es von Feststoffteilchen gereinigt wird, die während der Berührung des Wassers mit der in die Anordnung eingesaugten Umgebungsluft, aufgenommen wurden. Nach dem "Durchtritt durch das Sieb gelangt das gekühlte Wasser über die Wasserauslassöffnung 58 nach aussen.

Die stromaufwärts der Sprühdüsen 24 angeordneten Stabilisierungsstreifen 26 dienen zur Aufrechterhaltung eines glatten, wirbelstromfreien Luftstromes, welcher mit der Sprührichtung der Sprühdüsen ausgerichtet ist, so dass beim Auf treffen der Luft auf die Sprühstrahlen diese keine Geschwindigkeitskomponenten aufweist, welche die Pumpwirkung der Strahlen beein-

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trächtigen. Darüberhinaus wird diese Steuerung der Strömungsrichtung unabhängig von der Windrichtung der Umgebungsluft aufgehalten. Sind beispielsweise irgendwelche Querwindkomponenten vorhanden, so werden sie sdurch die Stabilisierungsstrexfen 26 eliminiert, bevor die Umgebungsluft in Berührung mit den Sprühstrahlen gelangt. Wie ersichtlich, sind die Stabilisierungsstreifen 26 in Ebenen parallel zu den Ebenen der flachen Sprühstrahlen angeordnet. Es ist offensichtlich, dass die Sprühstrahlen durch gegen die Ebenen der Sprühstrahlen gerichtete Querwindkomponenten ernsthaft beeinträchtigt werden. Mit der vorliegenden Anordnung, bei welcher die Streifen 26 in Ebenen parallel zu den Ebenen der flachen Sprühstrahlen liegen, ist ein maximaler Widerstand gegenüber Querwindeinwirkungen in der Ebene maximaler Empfindlichkeit der Sprühstrahlen vorhanden.

Gelegentlich kommt es vor, dass ein starker Wind entweder unmittelbar oder nahezu unmittelbar in einer Richtung bläst, die vom Luftaustrittsende zum Lufteintrittsende der Vorrichtung verläuft. In einem derartigen EaIl kann es beispielsweise eintreten, wenn die Anordnung mit niedriger Kühlkapazität betrieben wird und die Wasserstrahlen nicht ihre grösste Intensität besitzen, dass die Luftpumpwirkung der Sprühstrahlen nicht ausreicht, um die entgegengerichteten Windkräfte zu überwinden. Wäre in einem solchen Fall die Anordnung nicht mit den gewellten Stabilisierungsstreifen für die Eintrittsluft ausgestattet, so würde die Luftrückströmung einen Teil des versprühten Wassers durch die Lufteintrittsöffnung der Anordnung nach aussen führen. Dieser Nachteil wird erfindungsgemasse infolge der Anordnungen der Wellungen 26a in den Stabilisierungsstreifen 26 vermieden. Als Folge dieser Wellungen arbeiten die Streifen als Nebelabscheider, wobei zurückgeblasene Wassertröpfchen an ihnen aufgefangen werden und zwischen den Streifenhalterungen 46 und 47 abwärts zur Siebabdeckung 48 fliessen. Dieses Wasser gelangt dann über die stromabwärtige Kante der Siebabdeckung 48 und in den Wassersumpf 42. Von dort fliesst das Wasser durch

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das Sieb 54- und tritt durch die Vas s erauslas so ff nung 58 aus.

Wie ersichtlich, treffen die Sprühstrahl en aus der obersten und untersten Düsenreihe ziemlich hart gegen die obere Wand 16 und die untere Abschlussplatte 18. Es hat sich gezeigt, dass, falls die Luftströmung in diesen Abschnitten nicht wirbelstromfrei ist, eine Masse rezirkulierter Luft gerade stromaufwärts der genannten Aufprallbereiche eingefangen wird. Dadurch wird nicht lediglich die normale Luftströmung beeinträchtigt und verringert, sondern diese Wirbelströme führen Wassertropfen mit sich, welche gefrieren können und im benachbarten Bereich bei unter dem Gefrierpunkt liegenden Umgebungstemperaturen eine Eisschicht aufbauen. Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Schwierigkeit als Folge der Anordnung der gewölbten Einlasslippen 60 und 66 und des oberen Lufteintrittsschlitzes 64. Da die Anordnung in der gleichen Luft liegt, welche durch die Anordnung gefördert werden muss, hat die Luft das Bestreben, in die Leitung 10 besonders an den Kanten derselben von allen Eichtungen her einzutreten. Damit erfährt ein Teil der eintretenden Luft an den Kanten des Lufteinlassendes der Leitung eine scharfe Richtungsänderung. Dies ist in Fig. 1 am unteren Ende durch den Pfeil A und am oberen Ende durch den Pfeil B angedeutet. Als Folge dieser scharfen Richtungsänderung der eintretenden Luft könnten in diesen Bereichen Wirbelströme gebildet werden. Am unteren Hand der Leitung erfährt die eintretende Luft infolge der Anordnung der vertikalen Wand 56 eine maximale Richtungsänderung um 90°, wie dies durch den Pfeil A angedeutet ist. Es hat sich gezeigt, dass die gewölbte Einlasslippe 60 an der unteren Kante des Einlassendes eine Ausbildung von Wirbelströmen verhindert. An der oberen Kante kann jedoch die eintretende Luft eine maximale Richtungsänderung von 180° erfahren, wie dies durch den Pfeil B angedeutet wird. Dadurch wird eine erhebliche Neigung zur Wirbelstrombildung erzeugt, die schwieriger zu beseitigen ist als bei der unteren Kante. Es hat sich jedoch gezeigt, dass selbst diese Schwierigkeit durch die Anordnung

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eines stromabwärts der Stabilisierungsstreifen 26 angeordneten Schlitzes 64 in Verbindung mit der gewölbten' Einlasslippe an der stromabwärtigen Kante des Schlitzes überwunden werden kann. Dabei wird nicht nur die Neigung zur Wirbelstrombildung beseitigt, sondern der Schlitz 64- gestattet das Ansaugen einer wesentlich grösseren Luftmenge durch die Wassersprühstrahlen,als dies andernfalls möglich wäre. Damit trägt der Schlitz 64-dazu bei, die Kühlleistung des Systems zu erhöhen.

Gemäss Fig. 5 sind die Abscheiderstreifen 28 jeweils mit Wellungen 29 versehen. Die Anzahl der Wellungen und die entsprechende Streifenbreite ändern sich abhängig von der an den Streifen abfliessenden Flüssigkeitsmenge. Müssen somit grosse Flüssigkeitsmengen abgeschieden werden, so weisen die Streifen eine grosse Anzahl von Wellungen auf, wobei eine entsprechende Streifenbreite vorgesehen werden kann.

Das Verhältnis zwischen der Höhe der Wellungen und dem Abstand zwischen benachbarten Streifen 28 hat sich als bedeutsam zur Erzielung einer maximalen Abscheidung bei geringstem Strömungswiderstand erwiesen. Daher reicht bei der bevorzugten Ausführungsform eine sehr kleine, aber eindeutige Überlappung oder ein eindeutiger Eingriff aus, um jeden Teil des Flüssigkeitsstrahls zu erfassen, während gleichzeitig ein maximaler Abstand zur Erzielung einer freien Luftströmung vorhanden ist. Die grossen Flächen der mit mehrfachen Wellungen versehenen Streifen ermöglichen es,der an den Streifen erfassten Flüssigkeit in dünner Schicht nach unten zu fliessen, so dass im wesentlichen die gesamte Flüssigkeit zwecks maximaler Kühlwirkung einer Querströmung der Luft ausgesetzt ist.

Aus den Fig. 1 und 3 ist ersichtlich, dass die oberen Enden der Stabilisierungsstreifen 26 dauernd von Kanälen 70 aufgenommen werden, wobei jeder Kanal 70 eine Gruppe von Streifen hält. Die Kanäle 70 liegen lose aber eng innerhalb der kanalförmigen Halter 62 an. Gemäss Fig. 1 erstreckt sich ein läng-

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liches Flanschelement 72 horizontal längs der öinlasseitigen Kanten oder Streifen 26 in jeder Gruppe und ist mit jedem Streifen der Gruppe dauernd verbunden.

Wie ersichtlich, ist das Flanschelement 72 nach unten gerichtet, um einen Handgriff zum Anheben und Herausziehen einer jeden Streifengruppe zu bilden. Diese Anordnung erleichtert den Ein- und Ausbau der Stabilisierungsstreifen am einlasseitigen Ende der Vorrichtung. Die Kanäle 70 erstrecken sich nicht bis zum oberen Teil des Halters 62, sondern lassen einen Abstand C zwischen der Oberseite des Kanäle 70 und Halter 62 bestehen. Jede Gruppe der Streifen 26 kann als Einheit ausgebaut werden, indem sie an ihrem Handgriff, etwa dem Flanschelement 72 angehoben wird, so dass die Streifen mit ihren Bodenkanten aus den Streben 46 und 47 austreten. Diese nach oben gerichtete Bewegung wird durch den Abstand C ermöglicht. Das Flanschelement 72 wird anschliessend nach aussen bewegt, um die unteren Enden der Streifengruppe zu entnehmen, worauf die Streifen abgesenkt werden, damit ihre oberen Enden und der Kanal 70 aus dem Halter 62 gelöst werden kann. Auf diese Weise wird ein leichter Zugang zu den Verteilern 22 und den Sprühdüsen 24 erhalten.

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Claims

Patentansprüche

ι' 1.1 Mit Einsprühung arbeitende Flüssigkeits-Kühlvorrichtung, ^-^ gekennzeichnet durch eine an beiden Enden gegenüber der Umgebungsatmosphäre geöffnete Luftleitung (10), eine Anzahl von Flüssigkeit führende Sprühdüsen (24-), die nahe einem Ende der Leitung angeordnet und über deren Querschnitt verteilt sind, wobei die Sprühdüsen Flüssigkeitsstrahlen gegen das andere Ende der Leitung richten, durch eine Abscheideranordnung (28) zur Trennung von Luft und Flüssigkeit, die in der Leitung in der Nähe des genannten anderen Endes angeordnet ist, um die von den Sprühdüsen abgegebene Flüssigkeit abzufangen, damit diese an der Abscheideranordnung nach unten fliesst, durch eine Flüssigkeitssammelvorrichtung (36, 42) zur Aufnahme der an der Abscheideranordnung nach unten strömenden Flüssigkeit und durch eine Luftstrom-Stabilisierungseinrichtung, welche eine Anzahl paralleler Streifen (26) aufweist, die am einen Ende der Leitung stromaufwärts der Sprühdüsen verteilt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (26) mit Wellungen (26a) versehen sind, welche längs der Streifen verlaufen, um eine Trennung von Flüssigkeit und Luft zu erzielen, falls eine Fluidrückströmung. durch ein Ende der Leitung erfolgt. »·
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühdüsen (24-) derart aufgebaut sind, dass sie im wesentlichen flache fächerförmig ausgebildete Sprühstrahlen abgeben.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Streifen im wesentlichen senkrecht angeordnet sind.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (10) einen zurSteuerung der Eintrittsluft dienenden Eintrittsschlitz (64) aufweist, welcher sich an der oberen Seite der Leitung nahe dem einen Ende derselben und unmittelbar stromabwärts der Luftströmstabi-Iisierungseinrichtung befindet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (10) einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.
7· Mit Einsprühung arbeitende Flüssigkeits-Kühlvorrichtung mit einer Luftleitung, die an beiden Enden gegenüber der Umgebungsatmosphäre geöffnet ist, mit einer Anzahl von Flüssigkeitssprühdüsen, die an einem Ende der Leitung liegen und über deren Querschnitt verteilt sind, wobei die Sprühdüsen Flüssigkeitsstrahlen gegen das andere Ende der Leitung richten, gekennzeichnet durch die Kombination einer Ab scheider anordnung (28) zur Trennung von Flüssigkeit nnd Luft, die in der Leitung (10) benachbart dessen anderen Ende angeordnet ist und die eine Anzahl von über den Querschnitt der Leitung verteilten Streifen aufweist, die im wesentlichen senkrechter Lage nebeneinander angeordnet sind und die derart ausgebildet sind, um Flüssigkeit aus den durch die Leitung fliessenden Fluiden abzufangen und eine Strömung der Flüssigkeit abwärts gegen die unteren Streifenenden zu verursachen, wobei die Streifen ferner in einer oberen und unteren Streifenanordnung vereinigt sind, und eine Flüssigkeits-Sammelvorrichtung (30, 36) am Boden einer jeden Streifenanordnung vorgesehen ist, sowie eine Einrichtung, um die in den verschiedenen Flüssigkeits-Sammelvorrichtungen gesammelte Flüssigkeit zu einem unterhalb der Leitung liegenden gemeinsamen Sumpf zu führen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass

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die Einrichtung zur Ableitung des in den verschiedenen Vassersammelvorrichtungen (30) gesammelten Wassers durch Durchtrittsöffnungen (34-) gebildet wird, die in der oberen Wassersammeivorrichtung vorhanden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, dass jede Wassersammeivorrichtung (30) aus einer im wesentlichen horizontal verlaufenden Platte besteht, die an ihrer Umfangskanoe eine nach oben gerichtete Wandung (32) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass jede Streifenanordnung (28) sich nach unten in ihre zugeordnete Wassersammeivorrichtung erstreckt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen mit Wellungen versehen sind.
12. Mit Einsprühung arbeitende Flüssigkeits-Kühlvorrichtung, gekennzeichnet durch eine an beiden Enden gegenüber der UmgebungsatmoSphäre geöffnete Luftleitung (10), eine Anzahl von Sprühdüsen (24) zum Versprühen von Flüssigkeit, die nahe einem Ende der Leitung angeordnet und über deren Querschnitt verteilt sind, wobei die Sprühdüsen Flüssigkeitsstrahlen gegen das andere Ende der Leitung richten, durch eine Stabilisierungseinrichtung zur Stabilisierung der Luftströmung", welche eine Anzahl paralleler Streifen (26) aufweist, die über den Leitungsquerschnitt nahe dem einen Leitungsende stromaufwärts der Sprühdüsen angeordnet sind, durch eine Abscheideranordnung (28) zur Trennung von Flüssigkeit und Luft, die in der Leitung nahe dem anderen Ende derselben liegt und die eine Anzahl von Streifen aufweist, die über den Leitungsquerschnitt verteilt und nebeneinander in im wesentlichen aufrechter Stellung angeordnet sind, wobei die Streifen derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie die Flüssigkeit aus

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den durch die Leitung strömenden Fluiden abfangen, damit diese abwärts gegen die unteren Enden der Streifen fliesst, wobei die Streifen ferner in oberen und unteren Streifenanordnungen angeordnet sind und eine Flüssigkeits-Saimnelvorrichtung am Boden jeder Streifenanordnung vorhanden ist sowie eine Vorrichtung, um die in den einzelnen Wasser Sammelvorrichtungen gesammelte Flüssigkeit in einen gemeinsamen unterhalb der Leitung angeordneten Sumpf zu leiten.

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