DE2818557A1

DE2818557A1 - Fuellkoerper und fuellung, insbesondere zur stroemungsberuehrung von gasfoermigen und fluessigen medien

Info

Publication number: DE2818557A1
Application number: DE19782818557
Authority: DE
Inventors: Gyoergy Prof Fabry; Istvan Dipl Ing Takacs
Original assignee: Richter Gedeon Vegyeszeti Gyar RT
Current assignee: Richter Gedeon Vegyeszeti Gyar Nyrt
Priority date: 1977-04-27
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1978-11-02
Also published as: US4276244A; DE2818557C2; YU100878A; CA1107636A; FR2388579A1; IT7822601A0; YU40333B; SE442271B; JPS614561B2; HU175820B; DK153368B; CH640748A5; BR7802542A; ES469184A1; JPS53133579A; IL54346A0; NL7804070A; CS207719B2; GB1577709A; PL109348B1

Description

DR. STEPHAN G. BESZgDES
PATENTANWALT

2110557

8060 DACHAU BEI MÖNCHEN

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Bundesrepublik Deutschland

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Qlrozentrtl·, München)

P 1 101

B β s c h r e i b u η g

zur Patentanmeldung

RIOHIER GBDEON VEGYESZETI GYAR RT.

Budapest, Ungarn

betreffend

Füllkörper und Füllung, insbesondere zur Strömungsberührung von gasförmigen und flüssigen Medien

Die Erfindung betrifft Füllkörper und Füllungen, insbesondere für Einrichtungen zur Strömungsberührung von gasförmigen und flüssigen Medien. Derartige Einrichtungen sind zum Beispiel die in der pharmazeutischen und in der chemischen Industrie zu Destillationsarbeitsgängen, Absorptionsarbeitsgängen und chemischen Reaktionen verwendeten Kolonnen, Tropfenfängerkolonnen und Gasreiniger/Gaswäscher-Kolonnen.

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O:

In zahlreichen Industriezweigen ist di© Tsrwendung von Kühltürmen, Wärmeaustauschern, Tropfenabscheidern und Staubabscheidern sowiet sum Beispiel bei der Abwasserreinigung, die Zuführung von Sauerstoff in das Abwasser erforderlich. Alle diese Aufgaben können durch eine Strömungsberührung zwischen flüssigen und gasförmigen Medien erreicht werden.

Zur Strömungsberührung von gasförmigen und flüssigen

Medien dienende Kolonnen sind bereits seit Jahrsehnten wohlbekannte In bestimmten Fällen xrerden leere senkrecht angeordnete Kolonnen beziehungsweise Türme, in denen die Flüssigkeit auf der inneren Mantelfläche herabrieseln gelassen oder in den Turm eiagssprüat und so mit dem aufwärtsströmenden Gas in Berührung gebracht wird, eingesetzt;. Die Wirksamkeit dieses Verfahrens ist aatürlich siemlich gering.

Zur Seit werden^ zum Beispiel für Destillationszwecke_s in der chemischen Industrie Bodenkolonnen oder lüllkörperkolonnen "beziehungsweise -säulen eingesetzt»

Di© Bodenkolonne?! können in zwei Hauptgruppen eingeteilt werdens M© Gegenstromfoodenkolonnea (Brausefeodenkolonnen) und die Querstrombodenkolonnen (Uberlau£fo©denkolonnen).

Der Torteil der Bodenkolonnen ist, daß in Bezug auf

die Flüssigkeits- und Gasverteilung praktisch überhaupt keine Schwierigkeiten auftreten, sie haben jedoch den Nachteil des lioheren spesifischen Druckverlustes * der mit einem höheren Energieverbrauch verbunden ist. Sabei ist auch ihre Belastbarkeit und Elastizität (Anpassung an die sich ändernden Betriebsbedingungen) beschränkte

Als Füllung von .Füllkörperkolonnea "beziehungsweise -säulen werden im allgemeinen voneinander unabhängige Füllkörper

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n ilomessuagea oder aeuestens slub Siebgewebe gefertigt© Einsätze verwendet„

Die Siebgewebefüllungen werden von einem aus einem derartigen Material hergestellten in der Kolonne beziehungsweise im Turm senkrecht angeordnete Kanäle von geringem Durchmesser bildenden oder einem aus sich schräg kreuzenden Siebgewebeflächen bestehenden und den Innenraum der Kolonne beziehungsweise des Turmes ausfüllenden Aufbau gebildet.

Die aus Füllkörpern bestehenden Kolonnenfüllungen setzen sich meistens aus einer lose aufgeschütteten unregelmäßigen Menge derartiger Füllkörper zusammen, wobei jedoch auch aus geordnet eingesetzten Füllkörpern bestehende Füllungen bekannt sind; in diesem letzteren Falle liegen die Füllkörper in einer regelmäßigen geometrischen Anordnung in der Kolonne vor.

Die bekannten und zur Verwendung gelangenden Füllkörper unterscheiden sich im wesentlichen nur hinsichtlich ihrer •Form voneinander, wobei die Bestimmung sämtlicher Füllkörperarten die gleiche ist: Durch Einsetzen vieler großflächiger Füllkörper in der Kolonne Verwirklichung einer möglichst gleichmäßigen Hohlraumbildung und eines großen Füllkörper/Zwischenraum-Volumens sowie Sicherstellung einer spezifischen Berührungsfläche entsprechender Größe, und zwar durch die Verwendung von preiswerten Füllkörpern, die gleichzeitig auch eine kompakte Einrichtung (bei hoher Wirksamkeit geringe Einrichtungsabmessungen) ergeben.

Da in den bekannten Füllkörperkolonnen eine gleichmäßige Flüssigkeits- und Gasverteilung überwiegend nicht oder nicht entsprechend sichergestellt werden kann, entstehen innerhalb der Füllkörpermasse tote Räume geringer

_ H- —

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I7irls3ajalc©it 3 das lieißt aa der erforderlichen Phasenberüfomag kann Eitwirkende Zonen ο Di® Füllungen sind gegen feste (schwebend©) Terunreinigungsteilchen außerordentlich empfindlich, XTObei sie leicht verstopft -werden, so daß drrnn Ihr® Reinigung außerordentlich umständlich ist ο Diese Faktoren beschränken die Verwendbarkeit der füllkörperkolonneri beträchtlich. Aus regelmäßig angeordneten Füllkörpern bestehende Füllungen können im allgemeinen jeweils nur für ein spezielles Gebiet eingesetzt werden (sum Beispiel die Vakuumdestillation)ο

Die (Volumen)-Wirksainkeit der bei Kühltürmen verwendeten Gitterkonstruktionen ist verhältnismäßig gering und das spezifische Einbauvolumen sehr groß.

Auf dem Gebiet der Abwasserreinigung beziehungsweise allgemein der Wasserbehandlung ist die Zuleitung von Sauerstoff zum Wasser eine sehr wichtige Aufgabe. Hierzu wird im allgemeinen der Sauerstoff durch das Wasser durchgeblasen und/oder es werden mit einem mechanischen Rührwerk (Hotor) die nahe zur Oberfläche liegenden Schichten des V/assers gerührt und zerstäubt, wodurch die Wasseroberfläche vergrößert wird, was das Eindringen des Luftsauerstoffes in das Wasser erleichtert. Einerseits ist die Wirksamkeit dieser Verfahren und Einrichtungen ziemlich niedrig und andererseits sind sie sehr kostenaufwendig, wobei Jedoch ihre Anwendung zur Lösung von gewissen Wasserbehandlungsaufgaben unerläßlich ist.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß Einrichtungen, welche die Berührung der beiden Phasen, nämlich Gas (Dampf) und Flüssigkeit, auch bei extremen spezifischen Phasenströmen (zum Beispiel bei sehr geringem oder sehr starkem Beriesela) ivirksa® und bei vertretbarem baulichem

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Aufwand und Betriebsaufwand gewährleisten könnten, nicht bekannt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Berührung von flüssigen und gasförmigen Medien füllkörper und Füllungen, welche hinsichtlich ihrer Konstruktion und Fertigungsverfahrenstechnik einfach_s in Kolonnen beziehungsweise Säulen, Türme oder sonstige (zum Beispiel nach dem Kreuzstromsystem arbeitende) Einrichtungen leicht einzubauen und von geringem Platsbedarf sind soxfie gleichzeitig bei optimalem Energieaufwand eine Berührung mit maximaler Wirksamkeit, das heißt großer Material- und Wärmeübertragungsgeschwindigkeit gewährleisten und auf den verschiedensten Gebieten der Technik auch unter veränderlichen Betriebsbedingungen (zum Beispiel bei sehr geringer und sehr starker Berieselung) zur Lösung der unterschiedlichsten Aufgaben erfolgreich verwendet werden können, su schaffen«

Die Erfindung beruht auf der überraschenden !Feststellung, daß die Intensität der Berührung von Gasen (Dämpfen) und Flüssigkeiten und dadurch die Geschwindigkeit der Material- und/oder Wärmeübertragung in hohem Maße erhöht werden kann, wenn die Füllkörper aus von während der Strömung des Mediums (beziehungsweise der Medien) schwingende Elemente aufweisenden Wänden begrenzten Zellen oder nahe aneinander angeordnete schwingende Elemente enthaltenden Platten bestehen, und daß mit ihnen aufgebaute Einrichtungen wirtschaftlich arbeiten, wenn diese Bauelemente unter Einwirkung des beziehungsweise der durch die Füllung strömenden Mediums beziehungsweise Medien in Schwingung geraten und, solange die Strömung anhält, in Schwingung bleiben. Im Bereich der Zellenwände beziehungsweise Platten bewirken nämlich die schwingenden Elemente eine intensive Zerstäubung der Flüssigkeit und die von den nahe aneinander befindlichen Platten

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abgestoßenen Flüssigkeitsteilchen prallen aneinander, so daß auch eine sekundäre Zerstäubungswirkung eintritt, während andererseits die in die Zellen gelangenden Medien innerhalb derselben in eine wirbelnde turbulente Bewegung gelangen, so daß die Berührung zxd.scb.en dem Gas und der Flüssigkeit auf einer sehr großen Fläche und bei einer kräftigen Bewegung mit maximaler Wirksamkeit verläuft«

Gegenstand der Erfindung sind daher Füllkörper, insbesondere sur Strömungsberührung von gasförmigen rind flüssigen Medien, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß sie aus einer oder mehreren von zumindest zur Strömungsrichtung eines Mediums quer anzuordnenden Wänden begrenzten, die Medien durchlassenden Zellen oder zur Strömungsberührung dienenden offenen Kanälen bestehen und mindestens zwei der Wände jeder Zelle beziehungsweise jedes Kanales durch die Strömung des beziehungsweise der gasförmigen oder/und flüssigen Mediums beziehungsweise Medien in Schwingung versetzbare und in Schwingung au haltende konsolenartige Bauelemente und zwischen diesen Spalte aufweisen,,

Mach einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Füllkörper werden die konsolenartigen Bauelemente ■von aus einem elastisch deformierbaren 31®eh "bestehenden Zähnen gebildete,

Dabei sind vorzugsweise die Zähne aus dem Werkstoff dor Zellenwand beziehungsweise Kanalwand in einer sägezahnartigen Form ausgestanzt und in je einer Zellenwand beziehungsweise Kanalwand je zwei sägesahnartige Zahnreihen einander gegenüber in der Weise angeordnet, daß die Spitzen der Zähne in die zwischen den Zähnen der gegenüberliegenden Zahnreihe befindlichen Zahnlücken hineinreichen, und as verläuft

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zwischen den Zahnreihen ein im wesentlichen sägezahnförmiger Spalt.

Nach einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform der orfindungsgemäßen Füllkörper werden die konsolenartigen Bauelemente von elastisch deformierbaren Drähten ttnd/oder Stäben gebildet.

Dabei ist es bevorzugt, daß die elastisch deformierbnren Drähte und/oder Stäbe aus in zwei einander gegenüberliegenden Reihen verlaufenden, verzahnungsartig angeordneten, einzeln mehrere elastisch deformierbare Drähte und/oder Stäbe aufweisenden Drahtzungen bestehen und die Drahtzungen der einzelnen Reihen in die Drahtzungenlücken der gegenüberliegenden Reihe hineinreichen, wobei zwischen den Drähten beziehungsweise Stäben Spalte verlaufen.

Vorteilhafterweise sind die die Zahnreihen aufweisenden Blechteile mit ihren den Zähnen abgewandten Randteilen an je eine Tragplatte befestigt.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindunpjngemäßen Füllkörper bestehen sie aus aneinander wabenartig angeschlossenen Zellen.

Vorzugsweise haben die Zellen zur Eignung zur Unterbringung im Inneren einer Kolonne beziehungsweise eines Turmes mit rechteckigem Querschnitt im wesentlichen sechneckigen Querschnitt und eine Hohlprismenform, wobei vier Zellenwände durch die Strömung des beziehungsweise der gan~ förmigen oder/und flüssigen Mediums beziehungsweise Medien in Schwingung versetzbare und in Schwingung zu haltende konsolenartige Bauelemente aufweisen.

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Zweckmäßig sind die Zellen mittels zu ihrer Mittelachnlinie senkrechter Befestigungs- und Abstandshaltekonstruktionen miteinander verbunden und zum Anschließen an die Wand der mit dem Füllkörper beziehungsweise den Füllkörpern zu betreibenden Einrichtung, insbesondere einer Kolonne oder einen Turmes, eingerichtet.

Ferner ist es zweckmäßig, daß die Befestigung- und Abstandshaltekonstruktionen von zwischen den benachbarten Zellen verlaufenden Abstandsrohren sowie in diesen Abstnricl«- rohren geführten und zur Befestigung an die Wände der mit dem Füllkörper beziehungsweise den Füllkörpern su betreibenden Einrichtung eingerichteten Tragstangen, an die die Zellen aufgehängt sind, gebildet werden.

Auch sind zweckmäßig die Zelienv/ände an eine Profilform aufweisende Tragplatten, vorteilhafterweise durch Verschraubung, befestigt, wobei die Tragplatten im Falle von Zellen mit sechseckigem Querschnitt nach außen gebogene Schenkel aufweisende U-Profile sind.

Ferner bestehen vorteilhafterweise die Zellenwände n.us zwei Zähne aufweisenden verzahnten oder Drähte aufweisendon ineinandergreifenden Blechteilen, die mit Hilfe von Spannblechen an die eine Profilform aufweisenden Tragplatten hofestigt sind.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der mäßen Füllkörper sind die konsolenartigen Bauelemente innerhalb der einzelnen Zellenwände in verschiedenen Ebenen nrifjo ordnet.

Dabei können als eine Möglichkeit die Ebenen der konsolenartigen Bauelemente innerhalb der einzelnen Zellen- wände miteinander einen kleinen, vorteilhafterweise 10° nicht

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übersteigenden, Winkel einschließen. Als andere Möglichkeit können die konsolenartigen Bauelemente in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet- sein.

Vorzugsweise schließen die die konsolenartigen Bauelemente aufweisenden Zellenwände der einen sechseckigen Querschnitt aufweisenden Zellen mit der Senkrechten einen Winkel von -°/1 bis 179°» insbesondere etwa 135°» ein.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Füllkörper sind die Drähte im in der Kanalwand vorliegenden Ausschnitt kammzahnartig so angeordnet, daß sie mit ihrem einen Ende an den oberhalb des Ausschnittes vex·- laufenden Wandteil befestigt sind und ihr anderes Ende im Bereich des unteren Endes des Ausschnittes verläuft.

Es ist bevorzugt, daß an beiden Seiten der Drahtreihe im unteren Drahtendenbereich Anschiagioisten angeordnet sind.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungagemäßen Füllkörper zur Verwendung für Oberflächenwärmeaustauscher sind im Inneren der Zellen beziehungsweise in den Kanälen Rohre zur Beförderung von strömendem Medium angeordnet.

Nach einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Füllkörper zur Verwendung für photochemische iieaktionsvorrichtungen sind im Inneren der Zellen beziehungsweise in den Kanälen von Glas- oder Quarzrohren umß-ebene Glühbirnen angeordnet.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Füllung, insbesondere zur Strömungsberührung von gasförmigen und flüssigen

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Medien, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus mehreren übereinander und/oder nebeneinander angeordneten erfindungsgemäßen Füllkörpern besteht.

Vorzugsweise verlaufen die zu den Wänden der in den miteinander benachbarten Füllkörpern verlaufenden Kanäle parallelen Kanalachslinien quer zueinander.

Vorteilhafterweise besteht die erfindungsgemäße Füllung aus Füllkörpern, deren konsolenartige Bauelemente von aus elastisch deformierbarem Blech bestehenden Zähnen gebildet werden» und/oder Füllkörpern, deren konsolenartige Bauelemente von elastisch deformierbaren Drähten und/oder Stäben gebildet werden.

Uach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Füllkörper von im Querschnitt stetig ineinander übergehende Trapezprofile aufweisende, abwechselnd unten oder oben offene Kanäle aufxv'eisenden, sx^eckmäßig zusammerihängenden_? Blechen gebildet, wobei die übereinander angeordneten !Füllkörper in der Füllung mit ihren im wesentlichen waagerecht liegenden Flächen direkt oder indirekt aufeinander aufliegen und die schrägen Seitenwände der Kanäle die Isjonsolenartigen Bauelemente aufiieisen«

Mit der Erfindung sind zusätzliche neuartige vorteilhafte Wirkungen, welche bei den für ähnliche Anwendungen bestimmten bekannten Einrichtungen, zum Beispiel bei den in der pharmazeutischen und in der chemischen Industrie gebräuchlichen Füllkörperkolonnen beziehungsweise in der Abwasserreinigung sum Einsatz gelangenden Belüftungseinrichtungen, nicht vorliegen, verbunden»

Ein grundlegender Vorteil der erfindungsgemäßen

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Füllkörper beziehungsweise Füllungen ist, daß sie bei optimaler Energiewirtschaft durch die mittels der Schwingungen der konsolenartigen Bauelemente hervorgerufene Zerstäubung und innerhalb der Zellen wirbelnde turbulente Bewegung eine maximale Berührungswirksamkeit gewährleisten und dabei die Material- und/oder Wärmeübertragungsvorgänge zwischen den Medien bedeutend intensivieren. Die Schwingungen der konsolenartigen Bauelemente werden nämlich ohne zusätzliche fremde Energiezufuhr erreicht, es wird vielmehr lediglich die Energie, welche zur Einführung der in Berührung zu bringenden Medien in die Füllkörper beziehungsweise die Füllung sowieso unbedingt erforderlich ist, genutzt und die beiden Phasen (die flüssige und die gasförmige Phase) geben während ihrer Strömung ohne jeden sonstigen Eingriff (zum Beispiel maschinelle Vibration) den konsolenartigen Bauelementen die Impulse, durch welche sie in Schwingungen geraten.

Einen weiteren Vorteil der Erfindung bedeutet es, daß die konstruktionsmäßige Ausführung der erfindungsgemäßen Füllkörper beziehungsweise Füllungen im Vergleich zu den zur Zeit gebräuchlichen stets kompliziertere Formen, Konstruktionen und Fertigungsverfahrenstechniken bedingenden Füllkörpern sehr einfach mit geringen Gewichten ist, weshalb neben dem im Vergleich zu den erzielten Ergebnissen niedrigen Betriebsaufwand auch der Investitionsaufwand der die erfindungsgemäßen Füllkörper beziehungsweise Füllungen enthaltenden Einrichtungen außerordentlich niedrig liegt, tezu kommt noch, daß als Ergebnis der großen Wirksamkeit zur Lösung einer gegebenen Aufgabe auch Füllkörper beziehungsweise Füllungen mit kleinerem Platzbedarf als üblich, das heißt kleinere Abmessungen aufweisende Einrichtungen ausreichend sind.

Eine weitere außerordentlich vorteilhafte Eigenschaft der erfindungsgemäßen Füllkörper beziehungsweise Füllungen

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"besteht darin, daß in ihnen keine toten Räume vorkommen und "infolge der ständigen Schwingungen die festen schwebenden Verunreinigungsteilchen keine Verstopfungsgefahr bedeuten. Die erfindungsgemaßen Füllkörper beziehungsweise Füllungen sind zur Verwirklichung praktisch jeder boli oh\ r,"n Berührungsaufgabe (wie Wärmoaustausch₃ Absorption, Gnovni ni.~ gung, Kondensation, Verdampfung, Destillation, Durchführung von chemischen Reaktionen beziehungsweise Sauerstoffzufuhr in Abwasser), noch dazu auch unter veränderlichen Betriebsbedingungen (zum Beispiel auch bei sehr geringer und sehr großer Berieselung) geeignete

Die Erfindung wird an Hand der folgenden beispielhafbon Darlegungen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläuterte

Hierbei sind?

Figur 1 die Darstellung eines von einer einzigen Zelle gebildeten erfindungsgemäßen Füllkörpers in perspektivischer Ansicht,

Figur 2 die Darstellung eines Details eines aus mehreren Zellen nach Figur 1 bienenwabenartig aufgebauten erfindungsgemäßen Füllkörpers in (zur geometrischen Längsachse χ der Zelle der Figur 1) senkrechtem Schnitt,

Figur 3 die Darstellung des in der Figur 2 markierten Details A in einem größeren Maßstab,

Figur 4 die Ansicht in Richtung des in die Figur 3 eingezeichneten Pfeiles B,

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?-AD ORIGINAL

Figur 5 die Darstellung einer Füllkörper nach den Figuren 1 bis 4- enthaltenden zur wechselseitigen Berührung von Flüssigkeiten und Dämpfen sowie zur Tropfenabscheidung dienenden Kolonne in schematischem senkrechtem Schnitt,

Figur 6 die Darstellung eines Details einer Zelle, deren schwingende Elemente aus konsolenartigen elastischen Zungen zusammengesetzt sind, in der Ansicht der Figur 4- ähnliher abgewickelter Ansicht^ zum Teil im Schnitt,

Figur 7 die Darstellung des in der Figur 6 markierten Details C in einem größeren Maßstab,

Figur 8 die Darstellung eines Details eines wabenartig aufgebauten erfindungsgemäßen Füllkörpers, der Wärmetauschrohre enthält, in senkrechtem Schnitt,

Figur 9 die Darstellung eines Details eines wabenartig aufgebauten Füllkörpers, der zur Durchführ tmp; einer photochemischen Reaktion geeignete Rohre'enthält, in senkrechtem Schnitt,

Figur 10 die Darstellung einer Füllkörper nach dem Figuren 1 bis 4 enthaltenden zur Berührung von Gasen und Flüssigkeiten im Querstrom dienenden Einrichtung in schematischem senkrechtem Schnitt und

Figur 11 die Detaildarstellung einer erfindungsgomäßen Füllung in perspektivischer Ansicht, die nun schwingende Elemente enthaltenden in der Querrichtung zueinander übereinander angeordneten schrägen Platten zusammengesetzt ist.

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Wie es aus der Figur 1 au ersehen ist, kann ein erfindungsgemäßer Füllkörper auch, aus einer einzigen Zelle 1, die bei dieser Ausführungsform von einem einen sechseckigen Querschnitt aufweisenden und innen hohlen prismenförmigen Körper gebildet wird, bestehen. Vier Wände 2, 3, 4, 5 der Zelle 1 haben aus einem elastisch deformierbaren Werkstoff gefertigte Zähne 6, die voneinander durch die Spalte 7, welche in diesem Falle einen zusammenhängenden sägezahnförmigen Gesamtspalt bilden, getrennt sind. Diese Zähne 6, welche in diesem Falle aus dem elastisch deformierbaren Werkstoff der die Zellenwände 2, 3, 4, 5? bildenden Bleche sägesahnförmig ausgeschnitten sind, bilden konsolenartige Bauelemente 10O₅ welche durch die Strömung des Mediums in Schwingungen gebracht und in Schwingungen gehalten werden können. Die sägeζahnartigen Zahnreihen 6 liegen einander gegenüber und die Spitzen der Zähne 6 reichen in die Lücken der gegenüberliegenden Zahnreihe 6 hinein. Die die konsolenartigen Bauelemente 100 aus den Zähnen 6 aufweisenden Zellenwände 2, J, 4, 5 sind an profilförmige Tragplatten 8, zum Seispiel durch Yerschraubungen, befestigt. Diese Tragplatten 8 können an die Wandungen zum Beispiel einer Destillationskolonne befestigt sein₉ wobei diese Wandungen zugleich auch die beiden Enden der Zelle 1 abschließen können., In diesem Falle ist di© geometrische Mittellinie (Achslinie) χ der Zelle 1 waagerecht und unabhängig davon, ob es sich um eine Einrichtung zur Berührung im Gegenstrom oder im Querstrom handelt, verlaufen die Wände 2, 3» 4·, 5 in der Querrichtung zum strömenden Medium beziehungsweise zu den strömenden Medien.

Ein aus einer einzigen Zelle 1 bestehender Füllkörper gelangt jedoch außerordentlich selten, nur in speziellen Fällen zur Anwendung und die Füllkörper sind im allgemeinen so ausgebildet, daß durch die Anordnung mehrerer Zellen

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der in der Figur 1 dargestellten Art oder von anderer Ausführung nebeneinander ein wabenartiger Zellenaufbau vorliegt, wie es in den Figuren 2 bis 4· dargestellt ist. Da der Zellenaufbau aus Zellen 1 nach der Figur 1 zusammengesetzt ist, gelten die dort verwendeten Bezugsziffern sinngemäß auch in den Figuren 2 bis 4. In der Figur 2 ist mit der dicken strichpunktierten Linie und der Bezugsziffer 9 die Befestigungsund Abstandshaltekonstruktion der Zellen 1 bezeichnet. Der Anschluß der Zellenwände 2, 3i 4» 5 an die Tragplatten θ ist mit Hilfe von Spann- beziehungsweise Druckblechen 10 und Schrauben 11 bewerkstelligt.

In der Figur 3 ist wie bereits erwähnt ein Knotenpunkt A von Figur 2 in größerem Maßstab dargestellt. Die Befestigungs- und Abstandshaltekonstruktion 9 besteht aus im Inneren der einzelnen Zellen 1 verlaufenden Abstandsrohren 12 und einer im Inneren derselben geführten und an die Wände einer (nicht dargestellten) Kolonne befestigten Tragstange 13, an die je eine Zellenreihe sozusagen aufgehängt ist. Die Länge der einzelnen Abstandsrohre 12 entspricht der größten waagerechten Abmessung der einzelnen Zellen 1, das heißt dem Abstand zwischen je zwei einander gegenüberstehenden Tragplatten 8. Die Tragplatten 8 sind mit ihren Schenkeln in einander entgegengesetzten Richtungen angeordnete Ü-Profilleisten, zwischen denen an den Stellen, an welchen die Tragstangen 13 durch die Tragplatten 8 geführt sind, Ringe 14 angeordnet sind. Als Spannbleche 10 dienen Blechstreifen. Der von der Ebene der Zellenwände 2, 3, 4, 5 mit der Senkrechten eingeschlossene Winkel ⁰^ kann der jeweiligen technischen Aufgabe entsprechend zweckmäßig 91 bis 179° betragen, wobei meistens ein Winkel von etwa 135° bevorzugt ist.

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Nach der in der Figur 4· dargestellten vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Füllkörpers ist die Zellenwand 2 aus zwei Zähne 6 aufweisenden \^rersahnten Blechteilen 2a und 2b zusammengebaut; diese Biechteile sind mit; Hilfe der Spannbleche 10 und der Schrauben 11 so an die U-profilförmig ausgebildeten Tragplatten 8 befestigt, daß die Zähne 6 des Blechteiles 2a in die Zahnlücken des Blechteiles 2b frei hineinreichen, wobei dies auch umgekehrt der Fall ist. Zwischen den benachbarten Zähnen 6 verlaufen die Spalte 7- Bei dieser Ausführungsform liegen die Blechteile 2a und 2b in einer Ebene und demzufolge sind auch sämtliche Zähne 6 is. der gleichen Ebene angeordnet. Es kann jedoch auch eine Ausführung zweckdienlich sein, bei der die Blechteile 2a und 2b, das heißt die einander gegenüberliegenden Zaimreihen 6, im Ruhezustand in zueinander parallelen Ebenen verlaufen (wobei der Abstand der Ebenen vorteilhafterxv'eise 10 mm nicht übersteigt) oder die Ebenen der Blechteile 2a und 2b, das heißt die Ebenen der einander gegenüberliegenden Zahnreihen miteinander einen kleinen, zweckmäßig 10° nicht übersteigenden, Winkel einschließen.

Die Zähne 6 können beispielsweise aus Stahl- beziehunr;»- weise Bronzefolechen oder aus Kunststoffplatten gefertigt sein.

Der Abschnitt I der in der Figur 5 dargestellten Einrichtung, einer Gegenstromkclonne beziehungsweise eines Gegenstromturmes 15? wird mit Flüssigkeit berieselt, während der Abschnitt II keine eigene Flüssigkeit erhält und nur die Holle eines Tropfenabscheiders hat. Die Abschnitte I und II sind gemeinsam in einer einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Kolonne 15 angeordnet«, Sowohl im Abschnitt I als auch im Abschnitt II sind die bereits beschriebenen im wesentlichen einen sechseckigen Querschnitt

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aufweisenden Zellen 1 und zum Teil entlang der beiden einander gegenüberliegenden Wände der Kolonne 15 im wesentlichen einen offenen Trapezquerschnitt aufweisende Zellen 1a c:inne- · baut. Die Zellenreihen 1, 1a sind mit Hilfe der bereits beschriebenen Befestigungs- und Abstandshaltekonstruktioiif-u 9 an der Wand der Kolonne 15 befestigt. Zur Zuführung der Flüssigkeit in den Abschnitt I sind über dem Abschnitt I unter dem Abschnitt II Verteilerköpfe (Düsenköpfe) 16 der Kolonne 15 angeordnet, die durch eine Leitung 17 mit einem Flüssigkeitsbehälter 18 verbunden sind, wobei in die Leitung 17 eine Flüssigkeitspumpe 19 eingebaut ist. Das gasförmige Medium (im vorliegenden Fall Luft) wird durch eine Saugleitung 20 mit Hilfe eines an diese angeschlossenen. Ventilators 21 angesaugt und durch einen mit dem letzteren verbundenen Stutzen 22, welcher in den unteren Teil des Kolonnenabschnittes I mündet, in diesen eingespeist. Durch eine durch die Wand der Kolonne 15 geführte Leitung 23 kann je nach Bedarf zusätzliches Wasser dem Flüssigkeitsbehälter 18 zugeführt werden. Oberhalb der Flüssigkeitspumpe 19 zweigt von der mit dem Flüssigkeitsbehälter 18 verbundenen Leitung 17 ein Rohr 24 ab, welches in einen Abflußkanal 24b mündet· Dabei sind in das Rohr 24 ein Ventil 24a, in die mit dem Flüssigkeitsbehälter 18 verbundene Leitung 17 oberhalb der Abzweigung des Rohres 24 ein Ventil 17a und in die durch die Wand der Kolonne 15 geführte Leitung 23 ein Ventil 23a eingebaut. Das Rohr 24 dient zur Ermöglichung des Ablassens des Flüssigkeitsüberschusses beziehungsweise der Flüssigkeitsentleerung beim Abstellen dor Einrichtung.

Oberhalb des Abschnittes II der Kolonne 15 sind in der Wand der Kolonne 15 öffnungen 25, durch welche das durch die Kolonnenabschnitte I und II aufwärtsgedrückte Gas austreten kanu, vorgesehen.

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Bie Arbeitsweise der in der !Figur 5 dargestellten Einrichtung ist wi© folgts

Die !Flüssigkeitspumpe 19 und der Ventilator 21 werden in Gang gesetst, xfodureh in der mit dem Pfeil a be zeichnet en Richtung durch die mit dem Flüssigkeitsbehälter 18 verbundene Leitung 17 Flüssigkeit zu den Terteilerköpfen 16 geführt wird, aus denen die Flüssigkeit in der Sichtung der Pfeile b auf die Zellen 1₉ 1a des Abschnittes I gelangt und nach unten durch die Zellen 1, 1a fließend am unteren Ende des Abschnittes I in der durch die Pfeile g "bezeichneten Sichtung aus der Kolonne 15 austritt«

Gleichseitig '«fird in der Sichtung der Pfeile e und d gasförmiges Medium nach oben in der Sichtung der Pfeile f durch die Zellen I₉ la des Abschnittes I eingeblasen. Das Durchströmen der Medien durch die mit ihren Wänden 2, 3, 4, (Figur 1) quer sur Strömungsrichtung beider Hedien (f beziehungsweise fc, g) verlaufenden Seilen 1_S 1a wird einerseits durch das Torhandensein der Spalte 7 zwischen den Zähnen 6 (Figuren 1 und 4) schlechthin gewährleistet, andererseits nehmen diese Spalte 7 i^ Laufe der Schwingungen der Zähne in mehr oder minder hohem Maße su₉ so daß die Strömung dnr Medien gewährleistet ist.

Die Strömung der Flüssigkeit nach unten und die Strömung des gasförmigen Mediums in der Sichtung des Pfeiles f nach oben versetzen nämlich die in den Wänden 2, 3» 4, 5 der einzelnen Zellen 1, 1a vorliegenden aus elastisch deformierbareni dünnem Blechmaterial gefertigten Zähne 6 in Schwingungen und halten sie in Schwingung, da die strömenden Medien diesen Zähnen 6 Impulse geben (Figuren 1 und 4)·

Während dieser Schwingungen schwingen die Zähne 6 aus ihrer Ebene abwechselnd in zwei Eichtungen heraus, so daß

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der ursprüngliche im Ruhezustand vorliegende Spaltquernchnitt periodisch zunimmt. In der Figur 5 sind die Zähne 6 der Zellen 1 in einer Stellung, in welcher sie aus ihrer Ebene herausgeSchwüngen sind, veranschaulicht. Diese von den Zähnen 6 ausgeführte Schwingbewegung wirkt auch auf dio strömende Flüssigkeit und/oder das strömende Gas zurück. Einerseits zerstäuben nämlich die Zähne 6 die auf dio Zellenwände 2, 3» 4, 5 (Figur 1) gelangende Flüssigkeitintensiv und zerspritzen sie in ^eder Richtung und andοrorseits halten sie im Inneren der Zellen 1, 1a im Falle einns entsprechenden Massenstromes die Medien in einer turbulenten wirbelnden Bewegung, was durch die Pfeile e veranschaulicht wurde. Während dieser Vorgänge kommen die flüssigen und gasförmigen Medien miteinander sehr wirksam in Berührung; sich schnell bewegende Flüssigkeitstropfen wirbeln im durch die Zellen 1, 1a strömenden Gas beziehungsweise sich schnell bowegende Gasbläschen wirbeln in der durch die Zellen 1, la fließenden Flüssigkeit. Die innerhalb jeder Zelle 1, 1a erfolgende wirbelnde Bewegung des Gas/Flüssigkeits-Gemischo.n und sein Durchtreten durch die Spalte 7 ^mi^ hoher Geschwindigkeit macht die Berührung der Phasen sehr wirksam. Die Phasengrenzfläche erhöht sich nämlich maximal, und v,\.jr<r bei der günstigsten Energiewirtschaft, indem die zum Berührungsvorgang der strömenden Medien ohnehin unerläßlich» Bewegungsenergie die Zähne 6 in Schwingungen versetzt und diese ohne Anwendung fremder Energie hervorgerufenen Scbvri ngungen die die Wirksamkeit der Berührung in außer or dent ILiη1 \nn Maße erhöhende turbulente wirbelnde Bewegung der Medien innerhalb der Zelle 1, 1a beziehungsweise das kräftige Zo rspritzen und Zerstäuben der Flüssigkeitsphase bewirken. Km ist gut ersichtlich, daß dank dieser Erscheinungen die Geschwindigkeit der im Abschnitt I der Kolonne 15 stattfindenden Material- und/oder Wärmeübertragung maximal ist. Hierbei ist zu bemerken, daß sich die einzelnen Elementο τ-gasteilchen längs einer wirbelscnleifenartigen

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"wirbellemniskatsn"-artigen Bahn durch, die Zellen 1₉ 1a nach oben beilegen; sie befinden sich innerhalb der Zellen 1, 1a in einer v/irbelnden Bewegung, strömen dann in eine weitere Zelle 1, 1a, gelangen dort erneut in eine wirbelnde Bewegung und bewegen sich in dieser Weise so lnnpjp fort, bis sis im oberen Teil des Abschnittes I aus diesem austreten.

Der Abschnitt II der Kolonne 15 dient lediglich zur Tropfenabscheidung. In dieser strömt das Flüssigkeit enthaltende Gas in der Richtung der Pfeile f nach oben und versetzt dabei die Zähne 6 der Wände 2_? 3? 4·» 5 der Zellen 1, 1a (Figuren 1 und 4) in Schwingungen, wobei sich die Flüssigkeit während der turbulenten v/irbelnden Bewegung aus dem Gas abscheidet und durch die Zellen 1, 1a hindurch dem Gas entgegengesetzt abwärtsströmend erneut in den Abschnitt I der Kolonne 15 gelangt» Das Gas tritt dann mit vermindertem Feuchtegehalt durch in der Deck^ der Kolonne 15 vorgesehene Durchtritte 23 in der Richtung der Pfeile h in die freie Atmosphäre aus_e

Die in der Figur 5 dargestellte Einrichtung kann zum Beispiel vorzüglich als Wasserkühlturm eingesetzt werden, wobei sie als Mischwärmeaustauscher wirkt. In diesem FaLIn ist der Flüssigkeitsbehälter 18 zum Beispiel der Warmwassersammler eines Kraftwerkes und durch die Saugleitung 20 wird Luft aus der Umgebungsatmosphäre in den Abschnitt I des Turmes 15 geführt. Die in der bereits im einzelnen beschrJobenen Weise eintretende intensive Vermischung bringt außerordentlich hohe Wärmeüber-tragungsgeschwindigkeiten zwischen den beiden Phasen mit sich, wodurch der die erfindungsg'"¹--mäßen Füllkörper enthaltende Turm 15 im Vergleich zu den Kühl türmen mit den bekannten Füllkörpern wesentlich günnb.in^ro Ergebnisse, zum Beispiel eine größere Wasserbelastbarkeit bni geringerem Bedarf an spezifischer Grundfläche, liefert.

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2A

Die in der Figur 5 dargestellte Einrichtung kann auch für die Entstaubung als Uaßwaschturm vorteilhaft angewandt werden. Der die erfindungsgemäßen Füllkörper enthaltende Turm 15 kann nämlich auch bei hoher Gasgeschwindigkeit mit einem geringen Druckabfall betrieben werden, wobei innerhalb der einzelnen Zellen 1, 1a infolge der wirbelnden Bewegung die Berührung zwischen dem staubhaltigen Gas und der !Flüssigkeit intensiv ist, so daß der Staub (die mechanischen Verunreinigungen) bereits auf einer kurzen Wegstrecke aus dem Gas ausgewaschen wird. Dies bedeutet, daß die Entstaubung von Gasen (wie Luft) bereits bei kleinen Einrichtungsabmessungen mit recht günstigen Betriebskennwerten erreicht werden kann. In diesem JaIIe wird das staubhaltige Gas beziehungsweise die staubige Luft durch die Saugleitung 20 in den Abschnitt I des Turmes 15 geführt und das Waschwasser (oder gegebenenfalls eine andere Art von Waschflüssigkeit) über die mit dem Flüssigkeitsbehälter 18 verbundene Leitung 17 durch die Verteilerköpfe 16 in den Abschnitt I des Türmen 15 geleitet. Der Einsatz des Tropfenabscheiderabschnittes Π. steht sowohl bei Kühlungen als auch bei Staubabscheidungen und anderweitigen Anwendungen der erfindungsgemäßen Füllkörper im Belieben, er ist also nicht unbedingt erforderlich.

Die in der Figur 5 dargestellte Kolonne 15 kann außerordentlich vorteilhaft auch im Falle einer mit hoher Wärmeentwicklung verbundenen Absorption oder Chemisorption eingesetzt werden, da die aus Zellen 1, 1a bestehende Füllkörper aufweisende Kolonnenkonstruktion auch bei hoher Flüssigkeit bsbelastung einen günstigen Betrieb sichert. Natürlich ist über die vorgenannten Anwendungsmöglichkeiten hinausgehend die Kolonne 15 auch zur Erfüllung sämtlicher anderer Aufgaben der Strömungsberührung, zum Beispiel auch· zum Einführen von Sauerstoff in Abwasser, geeignet; im letzteren Falle ist /lan von unten zugeführte gasförmige Medium Sauerstoff oder

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gegebenenfalls Luft land die auf die füllkörper des Abschnittes I geführte Flüssigkeit das Abxfasser_o

Ia der in der !Figur 6 dargestellten Zelle 1 bestehen -He durch, die Strömung des Mediums in Schwingungen versetsbaron. und zn haltenden teonsolenartigen Bauelemente 100 nicht aus den in der Ausführungsfors nach den figuren 1 bis 4 vorliegenden 2-ähnen 6₃ sondern aus elastisch deformierbaren Drahtsn9 aus Beispiel aus Stahl, die in swsi Heißen verlaufende versahaungsartig angeordnete Dralitsitngea 28 bilden _B Die Drahtsungen 28 der einen Seih© reichen in die Brahtsungsnliielssn (Zahnlücken) der gegenüberliegenden Reihe hinein. Zwischen dsn benachbarten Drahtsungen 28 beaiehungsweise längs des ümfanges jeder Drahtsunge 28 verlaufen die Spalte 29ο Me Seile 1 selbst₉ deren Wände 2₉ J₄ 4₅ 5 derartige Drahtsungea 28 aufweisen, kann übrigens im wesentlichen gleich der Zelle 1 der !Figuren 1 bis 4- sein* Die Drahtsungenreilien 28 können im Bereich des Endes der geraden Abschnitts 28a, zum Beispiel durch ein® Sohweißverbindunn, an ge ein Spaimblseh 10 befestigt sein, welchletztere andererseits ebenso mittels Schrauben 11 an die profilförmip; ausgebildetes Sragplatten 8 befestigt sein können, wie di.orauch bei der A^sführungsform nach den !figuren 1 bis 4 der !"all wa3?_o Di® Zellen 1 können ebenso wie die Zellen 1 bot der Ausfühnrngsform nach den figuren 1 bie H- mittels der aus den Abstandsrohren 12 und der Tragstange 1J bestehenden-Befestigungs- und Abstandshaltekonstruktionen 9 mit der Wand zum Beispiel einer Kolonne oder eines Turmes verbund on sein, das heißt in den Wänden 2, 3, ^₉ 5 der die Füllkörpnr der in der !figur 5 dargestellten Einrichtung bildenden Zellen 1₉ 1a können sinngemäß an Stelle der Zähne 6 oder auch mit diesen ausammen, auch innerhalb einzelner Wändo, abwechselnd Brahtsungen 28 vorgesehen sein.

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zu sehen, daß die voneinander durch die Spalte 29 getronuben Drahtzungen 28 sowie die geraden Abschnitte 28a aus vone.i n~ ander durch Spalte 27 getrennten Drähten 26 bestehen. Demgemäß ist das Durchströmen des Mediums beziehunp;fjweioo el?·»· Medien durch die Zellenwände 2, 3? 4, 5 sichergestellt; vn>\ unter Einwirkung der Strömung der Medien vollführen die Drahte 26 ebenso eine schwingende Bewegung wie die Zätmo f« der Zellenwände 2, J, 4, 5 nach der Figur 1, weswegen di'¹ intensive Vermischung zwischen der flüssigen und gasförmigen Phase auch mit der Ausführungsform nach den Figuren 6 und gewährleistet ist.

In der Figur 8 ist ein Beispiel für in Oberflächenwnrmeaustauschern verwendbare erfindungsgemäße Füllkörper doranstellt. In den Zellen 1 der in der gleichen Weise wie in. der Figur 2 mit einer Wabenkonstruktion ausgeführten und in einen (nicht dargestellten) Turm eingebauten Füllkörper, deren Zellenwände 2, 3» 4·» 5 als konsolenartige Schwingelemente 100 zum Beispiel Zähne 6 nach der Figur 4 odor Drähte 26 nach der Figur 7 aufweisen können, verlaufen Rohre 30.

Das eine Medium, zum Beispiel das abzukühlende warmπ Wasser oder der zu kondensierende Dampf, strömt in den Rohren 30» während das andere Medium oder die anderen Medien, zum Beispiel das kalte Wasser und die im Gegen;'ΐπ-<ι·.ι zu diesem aufwärtsgeführte Umgebungsluft, durch die in <lr-n Turm eingebauten Zellen 1 strömt. Im letzteren Falle hmuli-lh es sich um einen Oberflächenwärmeaustauscher für drei IJr"H<<n. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß die Wärm'· Übergangszahl der außerhalb der Rohre 30 liegenden Sei be als Ergebnis der bereits ausführlich beschriebenen intern* i ven Berührung außerordentlich günstige Werte annehmen, ύ;χ·.\ heißt die Wirksamkeit des Wärmeaustauschvorganges wesenU i'ili

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erhöht und dadurch, eine Energieeinsparung erreicht werden kamio Diese Ausführungsform kann auch in der V/eise verwirklicht werden, daß durch die die Rohre 30 enthaltenden Zellen 1 nur kaltes Wasser oder nur die Uingebunpnluft dürr H--strömengelassen x-/ird_o In diesem Falle handelt es sich um einen Oberflächenwärmeaustnuscher mit zx-;ei Medien«

Bis erfindungsgemäße Ausführungsform nach der Fip,-ur 8 beschränkt sich natürlich nicht auf die beschriebene Einsatziaöglichkeit, sondern mit ihr können auch die folgenden einen besonders wirtschaftlichen Betrieb ermöglichenden Oberflächenwärmeaustauscher hergestellt seins Flüssigkeifcskiihler in geschlossenem System₉ flüssigkeitserhitzer in geschlossenem System, Gaskühler und G-aserhitzer, Kondensatoren und Verdampferο

Die in der Figur 9 dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Figur 8 dargestellten nur insoweit, als an Stelle der in den Zellen 1 verlaufenden und zum Leiten des zu kühlenden Hediums dienrnden Eohre 50 in den Zellen 1 von Glas- oder Quarzrohren 3'l umgebene Glühbirnen 32 (natürliche Lichtstrahler oder Ultraviolett- beziehungsweise Ultrarotlichtstrahler) angeordnet sind. Dadurch ist der solche Füllkörper enthaltende? Turm als eine zur Durchführung von photo.chemischen Reaktionen geeignete Reaktionsvorrichtung ausgeführt. Mittels der in den Rohren 31 vorgesehenen Glühbirnen 32 können durch Beleuchtung des außerhalb dieser Rohre in einer intensiven turbulenten Strömung befindlichen Reaktionsgemisches verschiedene, auch für die Industrie wichtige Photoreaktionen durchgeführt werden. So können zum Beispiel durch Photochlorierung aromatische Verbindungen seitenkettenhalogeniert und ß-Chlorcarbonsäuren erzeugt und durch Photosulfoxydinrtmn und Photosulfochlorierung Wasch- und Netzmittel sowie

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Gerbstoffe hergestellt werden»

In der Figur 10 Ist eine aus erfindiangsgemäßen Zellen 1, 1a bestehende Füllkörper enthaltende Kolonne 55 zur Berührung von Gasen und Flüssigkeiten im Querstrom dargestellt. Die Konstruktion der Kolonne 33 ist in vieler Hinsicht der in der Figur 5 dargestellten Kolonne 15 gleich, weswegen die die gleichen Bauelemente und gleichen Strömungsrichtungen anzeigenden Pfeile mit des bereits dort verwendeten Bezugssiffern beziehungsweise Buchstaben bezeichnet sind« Der Unterschied besteht darin, daß die Eolonne 33 keinen Tropfenabscheiderabschnitt hat sowie daß der Stutzen 22a zur Zuführung der Gasphase von der Seite her direkt in den die Zellen 1_S 1a enthaltenden Kolonnenabschnitt einmündet und daß zum Abführen des mit der durch die Verteiler- beziehungsweise Düsenköpfe 16 augeführten Flüssigkeit in Berührung gebrachten Gases ein gegenüber dem Stutaen 22a an der Seite der Kolonne 33 angeordneter Stutzen 3^ diente Die Bichtung des Gaseintrittes ist mit dem Pfeil d^ und die Sichtung des Gasäustrittes mit dem Pfeil h,, bezeichnet, wobei die in der Querrichtung erfolgende Strömung des Gases im Inneren der Füllkörper durch Pfeile £* veranschaulicht ist. Es ist gut ersichtlich, daß in den zur Gasströmungsrichtung f^ quer liegenden Zellen 1, 1a die Medien sich in gleicher Weise in intensiver turbulenter und wirbelnder Bewegung (Pfeile e) befinden, wie in den Zellen 1, 1a der in der Figur 5 dargestellten Kolonne, da die Medienströmung die in den Zellenwänden vorgesehenen Zähne 6 oder/und Drähte 26 in der bereits ausführlich beschriebenen Weise in Schwingung hält. Demgemäß können die erfindungsgemäßen Füllkörper auch in den Einrichtungen zur QuerStromberührung von Gasen und Flüssigkeiten ohne weiteres verwendet werden.

Zur Strömungsberührung von Gasen und Flüssigkeiten dient

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auch die in der !Figur 11 dargestellte erfindungsgemäßo Füllung ο Diese !füllung besteht aus χει Querschnitt kontinuierlich, ineinander übergehende Trapesprofile aufweinenden, ').bwechselnd unten oder oben offenen, zweckmäßig jeweiJn <1λητ·.1ι ein zusammenhängendes Blech 35 gebildeten, miteinander benachbarte und parallel sueinander verlaufende Kanäle 36 aufweisenden Füllkörpern 37? 38« Die Berührung zwischen dem flüssigen und dem gasförmigen Medium geht übertviegend in diesen Kanälen 36 vor sich. Die Häume der übereinander verlaufenden, abwechselnd nach, oben beziehungsweise nach unten offenen Kanäle 36 münden ineinander. Die Längsachsen jy, , jn cLer Kanäle 36 der Füllkörper 37? 38, das heißt die zu den Kanalwänden parallelen Achslinien verlaufen quer (in diesem Ausführungsbeispiel senkrecht) sueinander. Die schrägen Seitenwand© 39 der Kanäle 36 enthalten aus einem elastisch deformierbaren Werkstoff gefertigte konhoIonartige Bauelemente 101, 102, die durch das durch den Füllkörper hindurchströmende flüssig© und/oder gasförmige Medium in Schwingungen versetzt und gehalten werden können und zwischen denen Spalte 4-2, 44 Torliegen, Diese schwingenden konsolenartigen Bauelemente 101 ?/erden im Falle der Kanäle 36 des Füllkörpers 37 von sägezahnartig ausgebildohon, in einander gegenüberliegenden Reihen angeordneten Zähnen 'M, zwischen ?/elehen Spalte 42 verlaufen, gebildet. Die Zähnn ·Ί1 der einander gegenüberliegenden Zahnreihen 101 reichen in 'Mn Zahnlücken der gegenüberliegenden Zahnreihe 101 hinein. Di«-: Zähne 4-1 sind zweckmäßig aus dem Blechmaterial der Kanal seitenwand 39 ausgestanzt. Die schwingenden konsolenart.if^'" Bauelemente 102 der Kanäle 36 des Füllkörpers 38 werden ν·η ebenfalls aus einem elastisch deformierbaren Material gefertigten Drähten 4-3? zwischen denen Spalte 44 vorliegen, r.'"~- bildet. Diese Drähte 4-3 sind in in den Kanalseitenwänden "'' vorgesehenen Ausschnitten 4-5 kammzahnartig angeordnet nivl mit ihrem oberen Ende an Tragleisten 4-6 befestigt, wobei ihr unteres Ende bis zum unteren Rand des Ausschnittes 45 rtjlafol;.

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Aa "beiden Seiten der aus den Drähten 43 Destehenden Drahtreihe sind unten Anschlagleisten 47, 48, deren Aufgabe es ist, ein zu starkes Ausschwingen der Drähte 43 zu verhindern, befestigt.

In der Figur 11 ist ein Teil der Drähte 43 aus einer Kanalseitenwand 39 der besseren Übersichtlichkeit halber entfernt und nur ein Teil der Anschlagleisten 47, 48 dargestellt . Die Anschlagleisten 47, 48 können zum Beispiel an (nicht dargestellte) Turm- beziehungsweise Kolonnenwände befestigt sein.

Die Füllkörper 37» 38 liegen aufeinander, nämlich füllkörper auf waagerechten Wandflächen 40 der trapezförmigen Querschnitt aufweisenden Kanäle 36 des nächstunteren Füllkörpers, und der Jeweilige unterste Füllkörper ist auf einer (nicht dargestellten) Lagerkonstruktion gelagert. Die Auflagerung kann unmittelbar sein, es können Jedoch zwischen die Füllkörper auch Unterlagplatten eingefügt sein.

Die Füllung nach der Figur 11 unterscheidet sich von den Füllkörpern nach den Figuren 1 bis 4 beziehungsweise 6 und 7 darin, daß sie nicht von einer oder mehreren Zellen, sondern von Kanälen gebildet wird, sie ist Jedoch ihnen in der Hinsicht gleich, daß die Kanalseitenwände 39 in gleicher Weise aus einem elastisch deformierbarem Werkstoff hergestellte und durch das Strömungsmedium beziehungsweise die Strömungsmedien in Schwingung versetzbare und zu haltende konsolenartige Bauelemente 101, 102 wie bei den bereits vorher abgehandelten erfindungsgemäßen Ausführungsformen onbhalten, wobei den Zähnen 41 nach der Figur 11 die Zähne nach der Figur 1 und den Drähten 43 nach der Figur 11 die Drähte 26 nach den Figuren 6 und 7 entsprechen. Die schwingende Bewegung der konsolenartigen Bauelemente in

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der in der Figur 11 dargestellten Füllung bewirkt, daß bei der Berührung von Gas beziehungsweise Dampf und FlnMnir* keit die dynamische Wirkung kräftig zur Geltung kommt;. Oi.ο durch die schwingenden Elemente zerspritzten Flttnnigkr. i hr:~ tröpfchen prallen kräftig aufeinander und es entsteht nino sich durch das Aufeinanderprallen der sich bewegenden Tröpfchen ergebende sekundäre Zerstäubungswirkung sowie die Verweildauer der Flüssigkeit in der Füllung verlangort sich, so daß die Durchströmung des Gases durch das ziemlich wirksam zerstäubte flüssige Medium verhältnismäßig lange anhält und demgemäß die Wirksamkeit der Berührung sowie die Wärme- und/oder Materialübertragungsgeschwindigkeit hoch sind. Die mit Kanälen 36 nach der Figur 11 ausgeführte Füllung kann natürlich in gleicher Weise in jede zur Berührung von Gasen und Flüssigkeiten dienende Einrichtung eingebaut werden, beispielsweise auch an Stelle der Zellen 1, 1a oder abwechselnd mit diesen in die Kolonnen beziehungsweise Türme nach den Figuren 5 und 10.

Die mit Kanälen 36 ausgeführte Füllung beschränkt rAal· natürlich nicht auf die in der Figur 11 dargestellte Ausführungsform, sondern kann im Rahmen der Erfindung in sah ι ■· reichen Varianten verwirklicht sein.

So sind die elastisch deformierbaren konsolenartigon Bauelemente 101 oder 102 der innerhalb einer Füllung befindlichen Füllkörper 37 j 38 zweckmäßig gleich, während Wizwei verschiedene schwingende Bauelementenarten aufwolr.oi"'-' Ausführungsform nach der Figur 11 seltener zum Einbau ^ langt.

Die Querschnittsform der Füllkörper kann von der in ''■·'■ Figur 11 dargestellten abweichend in zahlreichen Varianten verwirklicht sein» Die einzelnen Kanäle können zum BeIRf'"¹

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einen dreieckigen Querschnitt haben, wobei in diesem Polio der ganze !Füllkörper einen zickzackförmigen Querschnitt h-M;. Auch Kanäle mit "bogenförmigen Wänden sind möglich, in welchem Falle der ganze Füllkörper einen wellenlinienförinxg'Mi Querschnitt aufweisen kann. Zweckmäßig sind die die Κ·'πΰΠ" enthaltenden Füllkörper von einem einzigen zu einem entsprechenden Profil gebogenen Blech gebildet, wobei jedoch die einzelnen Füllkörper auch aus mehreren Teilen, die entweder aneinanderbefestigt oder auch voneinander unabhängig in der Kolonne beziehungsweise im Turm angeordnet sein können, zusammengestellt sein können.

Es ist zu bemerken, daß auch Füllungen nach der Figur für Oberflächenwärmeaustauscher oder'photochemische Reaktionsvorrichtungen verwendet werden können. In diesom Falle sind analog den Ausführungsformen nach der Figur 8 beziehungsweise 9 in den Kanälen 36 Rohre zum Leiten von strömenden Medien (warmen oder kalten Gasen, Dämpfen beziehungsweise Flüssigkeiten) beziehungsweise a ί Quarz- oder Glasrohre eingefaßte Glühbirnen angeordnet.

Weiterhin ist darauf hinzuweisen, daß die Achslinien yv, , Jn &^er Füllkörper nicht nur waagerecht, son'lorn auch schräg, das heißt mit der Senkrechten einen Winkel bilden, also die Kanäle 36 nebeneinander in schrägen ReUiCn verlaufen können.

Während die Füllkörper nach den Figuren 1 bis 4- zur Durchführung von chemischen Reaktionen besonders gut geeignet sind, können die Füllungen beziehungsweise Füllkörper nach der Figur 11 vor allem beim Einbau in Kühl bn mn, Tropfenabscheider und Entstaubungsanlagen optimale Ergebnis so liefern. Hierbei ist (jedoch zu betonen, daß sich die Füllungen beziehungsweise Füllkörper sowohl nach den Figuren 1 bin '\- als auch nach der Figur 11 zum Inberührungbringen verschiedener Flüssigkeiten und Gase vorzüglich eignen und

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daß stets die konkrete Aufgabe "beziehungsweise die Gegeben heiten entscheiden 5 v/elciie der vorgenannten Ausführungμ-formen, gegebenenfalls Kombinationen derssiben, das h^iß!; der Zeilen- und iianalfülikörpcr, sum Einsatz pe sollen °

Patentanspriif.il ο

S098U/101«

Claims

ÜÖ18557 -jf-

Patentansprüche

1.) Füllkörper j insbesondere zur Strömungsberührunft

von gasförmigen und flüssigen Medien, dadurch ^n-kennzeichnet, daß sie aus einer oder mehreren von zumindest zur Strömungsrichtung eines Mediums
quer anzuordnenden Wänden begrenzten^ die Medien durchlassenden Zellen (1; 1a) oder zur Strömungrberührung dienenden offenen Kanälen (36) bestehen und mindestens zwei der Wände (2, 3» 4·* 5; 39)
jeder Zelle (1; 1a) beziehungsweise jedes
Kanäles (36) durch die Strömung des beziehungsweise der gasförmigen oder/und flüssigen Mediums beziehungsweise Medien in Schwingung versetzbare und
in Schwingung zu haltende konsolenartige Bauelemente (100; 101, 102) und zwischen diesen
Spalte (7; 29; 42, 44) aufweisen.

2.) Füllkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konaolenartigen Bauelemente (100; 101) von aus einem elastisch deformierbaren Blech bestehenden Zähnen (6; 41) gebildet werden.

3·) Füllkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konsolenartigen Bauelemente (100; 102) von elastisch deformierbaren Drähten und/oder
Stäben (26; 43) gebildet werden.

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.) Füllkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die Zähne (6; 41) aus dem Werkstoff der Zellenwand (2, 3, 4, 5) beziehungsweise Kanalv/and (39) in einer sägezahnartigen Form ausgestanzt sind, daß in je einer Zellenwand (2, 3» 4-, 5) beziehungsweise Kanalwand (39) je zwei sägezahnartige Zahnreihen (6; 41) einander gegenüber in der V/eise angeordnet sind, daß die Spitzen der Zähne (6; 41) in die zwischen den Zähnen (6; 41) der gegenüberliegenden Zahnreihe (6; 41) befindlichen Zahnlücken hineinreichen, und daß zwischen den Zahnreihen (6; 41) ein im wesentlichen sägezahnförmiger Spalt (7; 42) verläuft.

5e) Füllkörper nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zahnreihen (6) aufweisenden Blechteile (2a, 2b) mit ihren den Zähnen (6) abgewandten Randteilen an je eine Tragplatte (8) befestigt sind (Figuren 2 bis 4).

6.) Füllkörper nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch deformierbaren Drähte und/oder Stäbe (26) aus in zwei einander gegenüberliegenden Reihen verlaufenden, verζahnungsartig angeordneten, einzeln mehrere elastisch deformierbare Drähte und/oder Stäbe (26) aufweisenden Drahtzungen (28) bestehen und die Drahtzungen (28) der einzelnen Reihen in die Drahtzungenlücken der gegenüberliegenden Reihe hineinreichen, wobei zwischen den Drähten beziehungsweise Stäben (26) Spalte (27) verlaufen (Figuren 6 und 7).

7·) Füllkörper nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet „ daß sie aus aneinander wabenartig

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angeschlossenen Zellen (1; 1a) bestehen (Figuren 2 bis 4-) .

8.) Füllkörper nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (1) zur Eignung zur Unterbringung im Inneren einer Kolonne beziehungsweise eines Turmes (15*, 33) mit rechteckigem Querschnitt im wesentlichen sechseckigen Querschnitt und eine Hohlprismenform haben, wobei vier Zellenwände (2, 3» 4-, 5) durch die Strömung des beziehungsweise der gasförmigen oder/und flüssigen Mediums beziehungsweise Medien in Schwingung versetzbare und in Schwingung zu haltende konsolenartige Bauelemente (100) aufweisen.

^fJ.) Füllkörper nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (1; 1a) mittels zu ihrer Mittelachslinie (χ) senkrechter Befestigungs- und Abstandshaltekonstruktionen (9) miteinander verbunden und zum Anschließen an die Wand der mit dem Füllkörper beziehungsweise den Füllkörpern zu betreibenden Einrichtung, insbesondere einer Kolonne oder eines Turmes (15* 33) $T eingerichtet sind»

10.) Füllkörper nach Anspruch 1 bis 9? dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungs- und Abstandshaltekonstruktionen (9) von zwischen den benachbarten Zellen (1; 1a) verlaufenden Abstandsrohren (12) sowie in diesen Abstandsrohren (12) geführten und zur Befostigung an die Wände der mit dem Füllkörper beziehungsweise den Füllkörpern zu betreibenden Einrichtung eingerichteten Tragstangen (13)? an die die Zollen (1; 1a) aufgehängt sind, gebildet werden.

TI.) Füllkörper nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellenwände (2, 3, 4-, 5) an eine

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Profilform aufweisende Tragplatten (8), vorteilhafterweise durch. Verschraubung, befestigt sind, wobei die Tragplatten (8) im Falle von Zellen (1) mit sechseckigem Querschnitt nach außen ßeboRono Schenkel aufweisende TJ-Frofile sind (Figuren P nn-i '">).

12.) Füllkörper nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellenwände (2, 3» ^zl-₅ 5) ^ailn zwei Zähne (6) aufweisenden verzahnten oder Drähte (26) aufweisenden ineinandergreifenden Bleohteilen (2a, 2b), die mit Hilfe von Spannblechen (10) an die eine Profilform aufweisenden Tragplatten (β) befestigt sind, bestehen.

13.) Füllkörper nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die konsolenartigen Bauelemente (lon) innerhalb der einzelnen Zellenwände (2, 3, 4-? 5) in verschiedenen Ebenen angeordnet sind.

14,) Füllkörper nach. Anspruch. 1 bis 13? dadurch, gekennzeichnet, daß die Ebenen der konsolenartigen Bauelemente (100) innerhalb der einzelnen Zellenwände (2, 3$ 4·» 5) miteinander einen kleinen, vorteilhafterweise 10° nicht übersteigenden, Winkel einschließen«,

15·) Füllkörper nach. Anspruch 1 bis 13§ dadurch gekennzeichnet, daß die konsolenartigen Bauelemente (Ή>^f0 in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind.

16·) Füllkörper nach Anspruch. 1 bis 15? dadurch gekennzeichnet, daß die die konsolenartigen Bauelemente (lon)

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aufweisenden Zellenwände (2, 3? 4, 5) der einen sechseckigen Querschnitt aufweisenden Zellen (1) mit der Senkrechten einen Winkel (o() von 91 hie 179° insbesondere etwa 135°» einsehließen.

17·) Füllkörper nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (43) im in der Kanalwand (39) vorliegenden Ausschnitt (45) kammzahnartig so angeordnet sind, daß sie mit ihrem einon Ende an den oberhalb des Ausschnittes (45) verlaufenden Wandteil (46) befestigt sind und ihr anderes Ende im Bereich des unteren Endes des Ausschnittes (45) verläuft.

18.) Füllkörper nach Anspruch 1 bis 4 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten der Drahtreihe (43) im unteren Drahtendenbereich Ansohlap;-· leisten (47, 48) angeordnet sind.

19·) Füllkörper nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekoun · zeichnet, daß zur Verwendung für Oberflächenwänun· austauscher im Inneren der Zellen (1; 1a) bezielnnu-M weise in den Kanälen (36) Rohre (30) zur Before] - π-von strömendem Medium angeordnet sind.

20.) Füllkörper nach Anspruch 1 bis 18, dadurch zeichnet, daß zur Verwendung für photoehemiπohn Reaktionsvorrichtungen im Inneren der Zellen (1 ·, 1") beziehungsweise in den Kanälen (36) von Glas- ο·ι<μ· Quarzrohren (31) umgebene Glühbirnen (32) angeoMiHil; sind.

21.) Füllung, insbesondere zur Strömungsberührung von gasförmigen und flüssigen Medien, dadurch

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gekennzeichnet, daß sie aus mehreren übereinander und/oder nebeneinander angeordneten Füllkörpern n-Anspruch 1 bis 20 besteht.

22.) Füllung nach Anspruch 21, df durch c daß die zu den Wänden (39) der in den benachbarten Füllkörpern (37» 38) verlaufenden Kanäle (36) parallelen PCanalachslinien (y., , yO quer zueinander verlaufen.

23·) Füllung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Füllkörpern (37)» deren konsolenartigen Bauelemente (101) von aus elasbinoh deformierbarem Blech bestehenden Zähnen (41) gebildet werden, und/oder Füllkörpern (38)> deren konsolenartigen Bauelemente (102) von elastisch deformierbaren Drähten und/oder Stäben (4-3) gebildet werden, besteht.

24.) ' Füllung nach Anspruch 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkörper (37» 38) von im ',πιπί· schnitt stetig ineinander übergehende Trapezpro Π ι ^r> aufweisende, abwechselnd unten oder oben offen·'! Kanäle (36) aufweisenden, zweckmäßig zunanujien}'>.^::nr; " den, Blechen (35) gebildet werden^, wobei die üi"M einander angeordneten Füllkörper (37» 38) in der.· Füllung mit ihren im wesentlichen waagerecht l:i'w·.- η den Flächen (40) direkt oder indirekt aufeinan''^r >· aufliegen und die schrägen Seitenwände (39) der Kanäle (36) die konsolenartigen Bauelemente (10 1, 10") aufweisen.

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