Füllkörper für den Wärmeaustausch von Stoffen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Füllkörper für den Wärmeaustausch von Stoffen, insbesondere für die Abkühlung von Wasser durch Luft im Kreuz-und/oder Gegenstrom in Kühltürmen, bestehend aus übereinandergeschichteten und an den Berührungsstellen miteinander verbundenen Platten, an denen im Querschnitt vieleckige offene Kanäle geformt sind.

[0002] Aus der DE-C-2122537 ist ein Füllkörper bekannt, der zur Erzeugung einer Turbulenz der Wärmeaustausch-Medien in den Wänden der senkrechten, parallel zur Anströmungsrichtung der Medien verlaufenden Kanäle spiralförmige Führungsflächen in Form von Einkerbungen aufweist. Wie sich gezeigt hat, reichen diese spiralförmigen Einkerbungen nicht aus, um eine zur Verbesserung des Wärmeaustausches ausreichende Turbulenz der strömenden Medien zu bewirken.

[0003] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demgemäß darin, Mittel anzugeben, durch die eine stärkere Turbulenz zur Verbesserung des Wärmeaustausches zwischen den Medien und gleichzeitig eine Erhöhung der Steifigkeit des Füllkörpers erreicht werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Füllkörper mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmal vorgeschlagen.

[0004] Der Füllkörper wird durch Schichten und Verbinden von Platten in der üblichen Weise hergestellt. Das neue Merkmal der Erfindung ist die verwundene (in sich verdrehte) Ausformung der Wandflächen der Strömungskanäle, die im Gegensatz zu bisher bekannten Füllkörpern beim Aufeinanderlegen von gewellten oder gefalteten Platten Wellenberg gegen Wellental nicht rundherum geschlossen, sondern mindestens teilweise offen sind, so daß freie Durchlässe quer zu den geformten Kanälen zwischen benachbarten Platten vorhanden sind und die Strömungsmedien aus Kanälen in einer Platte in die benachbarter Platten übertreten können. Dies hat eine Reihe von Vorteilen.

[0005] Durch den verwundenen Verlauf der Kanalwandflächen wird einmal eine turbulente Rotation der Strömung erreicht, durch die eine fortlaufende Umschichtung innerhalb des Strömungsmediums beim Entlangströmen an den verwundenen Wandflächen erfolgt, die immer wieder andere Teilchen an die aktive Wärmeaustausch-Oberfläche führt. Dies ist bei der aus der DE-C-2122537 bekannten Ausführung eines Füllkörpers nicht im gleichen Maß gewährleistet.

[0006] Die Turbulenzerhöhung wird durch die erwähnten Durchtrittsöffnungen zwischen Kanälen einer Platte zu den Kanälen benachbarter Platten noch verstärkt, wobei die Verbindungspunkte der Platten den ablaufenden Medienfilm teilen und zusätzliche Turbulenz bewirken. Mit größerer Zahl von Verbindungspunkten wird auch die Turbulenz erhöht. Die Durchlässe zwischen benachbarten Platten ermöglichen auch ein kegelförmiges Auffächern des zu kühlenden Strömungsmediums, was von Bedeutung ist, wenn infolge einer Störung an der Verdüsungsvorrichtung das Medium als Strahl auf den Füllkörper trifft.

[0007] Durch die verwundenen Wände der Kanäle in den Platten wird ferner die Füllkörpersteifigkeit erhöht, da die Flächenverwindung einen gradlinigen Verlauf von eventuell auftretenden Knicklinien behindert und damit den Widerstand gegen Auffächerung der Platten wesentlich vergrößert.

[0008] Der Querschnitt der Kanäle kann beliebig groß und drei- oder mehreckig ausgebildet sein. Die Ausformung der offenen Kanäle in den Platten erfolgt in der gleichen Weise wie die bekannter gewellter oder gefalteter Füllkörperplatten in einer entsprechend gestalteten Form.

[0009] Die Verbindung der Platten kann punktweise erfolgen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können aber auch abstandsweise definierte Verbindungsflächen gebildet sein, an denen die Platten miteinander verbunden werden. Die Festigkeitkeit der Plattenverbindung wird hierdurch verbessert.

[0010] Die Kanäle können geradlinig ausgebildet sein, vorzugsweise aber auch in Medienströmungsrichtung einen abgeknickten Verlauf haben, wodurch eine weitere Verstärkung der Strömungsturbulenz erzeugt und die Formsteifigkeit weiter erhöht wird.

[0011] Diesem Zweck dienen auch die, vorzugsweise zur Strömungsrichtung geneigt verlaufenden Sicken in den Wänden der vorteilhafterweise aus Kunststoff bestehenden Platten.

[0012] Die Kanäle sollen vorzugsweise zur Medien-Anströmrichtung geneigt sein. Das in der Regel als Tropfen in den Füllkörper eintretende Medium wird dann zu einer filmartigen Strömung zusammengefaßt und in den Kanälen definiert geführt. Der Neigungswinkel ist hierbei beliebig.

[0013] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Füllkörpers können die Platten so geschichtet sein, daß die Kanäle in benachbarten Platten kreuzweise zueinander verlaufen. Hierdurch entsteht einmal eine Vielzahl von Kreuzungspunkten, an denen die Platten miteinander verbunden werden können und die die erwähnte Turbulenzerhöhung bewirken. Zum anderen entsteht hierdurch eine weitere Turbulenzerhöhung infolge der Umlenkung des Strömungsmediums beim Übertritt aus Kanälen einer Platte in die benachbarter Platten.

[0014] Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Ausführungsmöglichkeit einer verwundenen Wandfläche und

Fig. 2 in einer anderen Perspektive und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsmöglichkeit einer verwundenen Wandfläche.

Fig. 4 zeigt den Verlauf zweier aneinanderstoßender verwundener Wandflächen in einer und

Fig.5 5 in einer anderen perspektivischen Ansicht.

Fig. 6 zeigt eine Platte mit offenen Strömungskanälen gemäß der Erfindung und

Fig. 7 ausschnittsweise drei zu einem Füllkörper zusammengesetzte Platten mit den erfindungsgemäßen Merkmalen.

[0015] Bei der Ausführung der Wandfläche 1 gemäß Fig. 1 und 2 ist die eine Seite der Wandfläche 1 gegenüber der gegenüberliegenden um den Winkel x verdreht. Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist für die Verwindung die Form einer Flächenbeulung gewählt. Diese Ausführungen sollen nur Beispielcharakter haben. Da es eine Vielzahl verschiedener Verwindungsmöglichkeiten gibt, können diese nicht erschöpfend aufgezählt oder dargestellt werden.

[0016] In Fig. 4 und 5 sind in verschiedenen perspektivischen Ansichten zwei aneinanderstoßende Wandflächen 1 dargestellt. Die Konfiguration der Strömungskanäle 2 in den Platten 3 ist am besten aus Fig. 6 ersichtlich. In den verwundenen Wandflächen 1 können zur Turbulenzerhöhung zur Anströmrichtung 4 geneigt verlaufende Sicken 5 ausgeformt sein. Definierte Verbindungsflächen 6 ermöglichen die Verbindung aufeinandergeschichteter Platten 3, wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist. Die Strömungskanäle 2 haben bei der Ausführung gemäß Fig. 6 und 7 einen abgeknickten Verlauf, wobei, wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist, die Kanäle 2 in einer Platte 3 zu denen der benachbarten Platte 3 kreuzweise verlaufen. Der Kanalquerschnitt ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel trapezförmig, kann jedoch auch jede andere drei- oder mehreckige Form haben.

Ansprüche

1. Füllkörper für den Wärmeaustausch von Stoffen, insbesondere für die Abkühlung von Wasser durch Luft im Kreuz- und/oder Gegenstrom in Kühltürmen, bestehend aus übereinandergeschichteten und an den Berührungsstellen miteinander verbundenen Platten, in denen im Querschnitt vieleckige offene Kanäle geformt sind, dadurc,i gekennzeichnet, daß die Kanäle (2) verwundene Wandflächen (1) aufweisen.

2. Füllkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abstandsweise defin-,2rte Verbindungsflächen (6) an den Platten (3) gebildet sind.

3. Füllkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (2) in den Platten (3) in Mediendurchströmungsrichtung (4) einen abgeknickten Verlauf haben.

4. Füllkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zur Durchströmungsrichtung geneigt verlaufende Sicken (5) in den Wandflächen (1) der Platten (3).

5. Füllkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (3) aus Kunststoff bestehen.

6. Füllkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (2) zur Medien-Anströmrichtung (4) geneigt sind.

7. Füllkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (3) so geschichtet sind, daß die Kanäle (2) in benachbarten Platten (3) kreuzweise zueinander verlaufen.

Claims

1. Filling material for the heat exchange of substances, in particular for the cooling of water by air in cross- and/or counter-current in cooling towers, comprising superposed plates which are joined together at the contact points and in which open ducts polygonal in cross-section are formed, characterized in that the ducts (2) have twisted wall surfaces (1).

2. Filling material according to claim 1, characterized in that joining faces (6) defined at intervals are formed on the plates (3).

3. Filling material according to one of claims 1 or 2, characterized in that the ducts (2) in the plates (3) have a bent course in the direction (4) of through-flow of the media.

4. Filling material according to any one of claims 1 to 3, characterized by corrugations (5) extending at an inclination to the through-flow direction in the wall surface (1) of the plates (3).

5. Filling material according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the plates (3) consist of plastics material.

6. Filling material according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the ducts (2) are inclined with respect to the media flow direction (4).

7. Filling material according to claim 6, characterized in that the plates (3) are stecked in such a way that the ducts (2) extend crosswise to one another in adjacent plates (3).

Revendications

1. Corps de remplissage pour l'échange thermique de matières, en particulier pour le refroidissement d'eau par l'air en courants inversés et/ou à contre-courant dans des tours de réfrigération, constitué de plaques en couches superposées reliées entre elles dans les zones de contact, dans lesquelles sont formés des canaux ouverts à section transversale polygonale, caractérisé par le fait que les canaux (2) présentent des surfaces de paroi (1) gauchies.

2. Corps de remplissage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que des surfaces de liaison (6) définies espacées les unes des autres sont formées sur les plaques (3).

3. Corps des remplissage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les canaux (2) présentent dans les plaques (3), en direction moyenne de traversée (4), un trajet recourbé.

4. Corps de remplissage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par des moulures (5) dans les surfaces de paroi (1) des plaques (3) inclinées par rapport à la direction de traversée.

5. Corps de remplissage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les plaques (3) sont constituées d'une matière synthétique.

6. Corps de remplissage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les canaux (2) sont inclinés par rapport à la direction moyenne de soufflage.

7. Corps de remplissage selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les plaques (3) sont disposées par couches de telle manière les canaux (2) s'écoulent en se croisant dans des plaques adjacentes (3).

Zeichnung