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冷却塔飞溅条和相关组件的制作方法

专利查询3月前  39

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冷却塔是用于为各种各样的废热应用提供热沉(其为空气)的开放式回路直接接触型蒸发式热交换器。热工艺用水经由冷却塔的顶部部分处的喷嘴输送到冷却塔。来自喷嘴的水在喷嘴下方并在冷却塔内分散并倾泻在介质上。介质通常被描述为“填料”,其为热工艺用水或其他热传递介质的暴露提供了表面积,并且提供了经由流过介质的空气从水中去除热量的质量传递结构。空气输送通常是通过流经传热介质或填料的自然通风或强制换气。取决于空气相对于冷却液体(通常为水)流过冷却塔的方向,冷却塔可以为顺流的(空气和水在相同的向下方向上流动),这是罕见的,因为空气和水的湍流相互作用较小;对流的(水向下流动,而空气向上流动);或者交叉流的(水向下流动,而空气横向流过介质)。

冷却塔中所利用的塔填料通常取决于塔应用,这会基于许多因素而广泛地变化。例如,飞溅填料可用于水源包含严重污染的脏水、具有固体杂质的水或者在使用期间可能会积垢的任何冷却流体的应用。对于塔填料而言存在许多变型,包括依赖于下落的水对表面的冲击来提供具有高表面积与体积比的相对较小的水滴的飞溅填料。填料表面积也对填料的质量传递能力有所贡献。飞溅条是需要支撑系统来将飞溅条定位在冷却塔中的预定位置以进行适当操作的飞溅填料的变型。飞溅条通常是横跨冷却塔内的结构支撑构件的纵向条或梁,其中典型的冷却塔的支撑件之间的间距为约二英尺至四英尺(2-4′)。飞溅条自身在长度和形状上各不相同,但是为了易于安装在典型的冷却塔中,可包括长度为约十八英尺(18′)且宽度为约二到六英寸(2-6″)的条。

飞溅条通常在竖直方向和水平方向两者上存在支撑飞溅条的格栅的偏移,使得来自在填料上方的配水系统的水滴从冷却塔的顶部附近竖直地下落到飞溅条上。下落的水滴撞击配水系统下方的飞溅条,但是也可能落在由冷却塔的支撑结构横向地隔开的飞溅条或者在安装期间没有对齐的飞溅条之间。热冷却介质或热水下落到顶层飞溅条上并且也下落到下层飞溅条上,因为来自较高飞溅条的液滴下降通过飞溅条的阵列。大水滴在撞击飞溅条中的一个后通常会破碎成较小的水滴。在许多水滴撞击飞溅条时,往往在冷却塔中的每个飞溅条上形成水薄膜,并且水薄膜的表面区域暴露于流过飞溅条阵列的空气,从而导致蒸发冷却。水膜也是在飞溅条的下侧上形成大液滴的来源。当液滴达到足够的尺寸时,这些液滴从表面破裂,使得液滴无法保留在飞溅条的表面上。

参考图1PA至图3PA,典型的现有技术飞溅条支撑格栅1(其可被称为吊架格栅1)包括垂直构件或丝线的格网,包括竖直悬挂构件2和水平梁3,并通常在水平方向上以四英寸(4″)的固定尺寸间隔开,并且在竖直方向上以四到十二英寸(4-12″)的固定尺寸间隔开,以形成矩形窗口,在该矩形窗口内,飞溅条5被支撑在水平梁3上。因此,水平梁3通常相对于彼此竖直地间隔开约四到十二英寸(4-12″),并且竖直支撑构件2通常相对于彼此水平地间隔开约四英寸(4″)。水平梁3可以具有四英寸(4″)竖直间距(图1PA),并且顶部水平梁3可安装在冷却塔的顶部上(在机械通风塔的情况下在风扇附近)以防止过度的局部空气速度并且优选地在整个冷却塔中产生均匀的压降。具有八英寸(8″)竖直间距的水平梁3(图2PA)可以安装有朝向冷却塔中部的顶部水平梁3,其中风扇和配水系统位于顶部水平梁3和冷却塔底部上方。由格网形成的吊架格栅1通常具有二到四英尺(2-4′)的宽度以及四、六、八、十或十二英尺(4-12′)的高度。吊架格栅1的尺寸可以设计成适合于空气和水在各种设计和尺度的冷却塔内相互作用的填充区段内。

飞溅条5通常通过多种方法中的一种方法来支撑。第一方法可以利用具有水平梁3和竖直悬挂构件2的现有技术吊架格栅1,吊架格栅在交叉点处进行点焊并且进行耐腐蚀处理。一种处理型式使用覆盖热浸镀锌钢丝的浸涂塑料涂层;然而,飞溅条5在塔内因空气流动所致的振动和移动可能引起格栅1与飞溅条5之间的接触点处涂层的局部磨损,从而使丝线2、3遭遇腐蚀和使丝线2、3最终断裂。大多数格栅1(包括丝线2、3)是由暴露出钢的热浸电镀丝线2、3焊接而成。然后用聚氯乙烯(“PVC”)树脂涂覆这些焊接的板或格栅1,这成为了用于防止丝线2、3腐蚀的唯一特征。与化学处理相结合的暴露的丝线2、3会侵蚀锌涂层,从而导致材料的类似的局部劣化以及相关联的断裂机构。也可以使用不锈钢丝线格网或格栅1。

塑料注塑成型格栅1用于提供类似的间距布置并且通常具有被用于将飞溅条5附接或紧固到格栅1的整合的连接特征(未示出)。整合的连接特征被模制到竖直悬挂构件2或水平梁3中。塑料格栅1通常被模制成单个单元并且可以具有二到四英尺(2-4′)的宽度以及四到八英尺(4-8′)的高度。塑料格栅1也可以构造成更小的部件,并组装成更宽和更高的组装格栅1。较长的长度通过用扎线或拱形环将多个塑料板连接在一起来实现。塑料格栅1往往会在飞溅格栅吊架的顶部附近的高应力区域处断裂,因为来自下层的负载在朝向连接至冷却塔结构的上部连接部的方向上向上累加到格栅1上。随着负载的增加,格栅1的竖直悬挂构件2中的应力也增加。在应力超过设计横截面处材料的最终强度时,在格栅1的顶部附近可能局部地超过材料属性。当前塑料产品经由竖直悬挂构件2中的孔来附接,这可能将应力集中在具有减小的横截面的这些位置处,并且因此进一步降低产品的强度。

典型的飞溅条5在宽度上可略大于支撑格栅1的竖直悬挂构件2的横向间距,以消除倾泻水绕道而行或者水在不撞击飞溅条5的情况下流过飞溅条5。因此,飞溅条5必须在边缘上旋转以插入到吊架格栅1中,并且也可旋转着插入以避开预先成型的连接特征。冲压到飞溅条5中的一个或两个边缘中的凹口允许飞溅条5平放在吊架格栅1的水平梁3上,同时包围吊架格栅1的竖直悬挂构件2。将飞溅条5安装并保持在水平梁3上对于技术人员而言是困难的,这因为在安装期间需要旋转飞溅条5并且将飞溅条推过相对小而窄的格栅孔。此外,安装是困难的,因为飞溅条5的远端与技术人员间隔开并且在安装期间对于技术人员而言是不可见的或者是不易操纵的。在安装期间在吊架格栅1的窄窗口中旋转飞溅条5的过程使安装复杂化并且增加了安装所需的时间。此外,飞溅条5的不当安装或放置(通常因飞溅条5的远端在远侧格栅1中的不当放置所致)可能在填充区段内产生准许水绕过飞溅条5并且在重力下直接下落到飞溅条5下方的盆部中的竖直空隙。冷却介质绕过飞溅条5并直接落入下部盆部中是不期望的,因为来自配水系统的直接绕过飞溅条5的冷却介质可能在冷却介质下落到盆部中时具有与在入口处的几乎相同的温度,从而增加盆部冷却介质的温度。具体地,冷却塔内因飞溅条5的安装误差或其他情况而产生的任何间隙是不期望的。安装到吊架格栅1的飞溅条5的格栅中限定的水平间隙可能导致从所安装的条5的顶部到飞溅条5的格栅的底部连续下落的水落入盆部中。当在飞溅条5的侧部中限定槽以容纳竖直悬挂构件2并且减少飞溅条5的格栅中的任何间隙时,槽会干扰条5的安装,其中竖直悬挂构件2的丝线在飞溅条5插入到开口中时会卡入所述飞溅条中的槽中,这可能是因为技术人员在安装期间没有灵活或充分地对飞溅条5进行旋转或定向。

飞溅条5通常具有约四英寸(4″)的水平宽度,并且通常以四乘八(4X8)(图1PA)间距或布置放置在冷却塔中。飞溅条5还可以以八乘八(8X8)(图2PA)或十二乘八(12X8)(图3PA)布置或其他布置定位在冷却塔中,这取决于冷却塔的配置。现有技术格栅1和飞溅条5通常示出为具有四英寸(4″)宽度,但是也被构造为具有二英寸(2″)宽度。在四乘四(4X4)间距的情况下,飞溅条5通常水平地且竖直地每隔一个开口放置在吊架格栅1中,其中竖直悬挂构件2和水平梁3以四英寸(4″)的间距彼此间隔开。对于四乘八(4X8)间距,条5通常水平地每隔一个开口放置,但是对于相同的四乘四(4X4)间距的丝线,通常竖直地每隔两个开口放置。对于具有四乘八(4X8)间距的丝线,条5通常每隔一个开口放置以实现期望的偏移布置。这些飞溅条布置将间距设定为水平地偏移;然而,吊架格栅1的竖直悬挂构件2可能干扰飞溅条5并且在边缘或飞溅条5中切出槽,导致相邻的飞溅条5的水平重叠,或者可在竖直悬挂构件2处在相邻的飞溅条5之间限定间隙,从而允许冷却介质绕过条5并且无法越过“开口”重新分散和飞溅。如图1PA至图3PA所示,吊架格栅1可被配置为竖直悬挂构件2和水平梁3间隔开来限定四乘四(4X4)(图1PA)格栅、四乘八(4X8)(图2PA)格栅或四乘十二(4X12)(图3PA)格栅,这促成了飞溅条5的不同的间距和定位,并且如图1PA至图3PA所示,飞溅条5可在四乘四(4X4)吊架格栅1中定位成4X8布置、8X8布置或12X8布置。条5中的槽可能干扰条5的安装(被称为冲孔),其中在飞溅条5在定位在适当的组装位置之前插入到格栅1中的开口中时,丝线2、3会卡入所述飞溅条中槽的一个中。

当使用丝线支撑格栅时,飞溅条通常通过外部夹具或大的钩钉(通常被称为“拱形环”)而被保持在吊架格栅1的窗口内的适当的位置。聚合物填充型支撑格栅利用整体地模制到格栅中的相对的夹具。附接方法协助将飞溅条维持在适当的位置并且可以对成本产生影响,因为需要人力来将飞溅条附接到每个格栅位置处的支撑件或格栅1。通常,根据飞溅条的长度来顺序地安装格栅1。通常从侧部和与填充材料的插入侧相对的格栅1处难以接近格栅1和飞溅条。飞溅条通常从一端插入并且夹在或钉在安装人员已经接近飞溅条和格栅1的飞溅条的一端处。这使得飞溅条的、在填料的相对侧处的未附接的端部在相对侧格栅1的窗口内自由地移动,并且可能导致在对于质量传递而言期望的横向和竖直气流的力、在冷却塔操作期间产生的振动、由倾泻的冷却介质产生的力或者可以移动飞溅条的未附接或未紧固的端部的任何力的情况下使飞溅条移动。这种飞溅条移动是不期望的,因为不对齐和错位可能产生绕过填充材料中的窗口并且增加盆部冷却介质的温度。在能够接近飞溅条的两侧的情况下,使用增加的人力来将飞溅条夹在格栅1的两端处。

通常采用两种方法来将吊架格栅1紧固到冷却塔结构。第一方法利用丝线格网支撑格栅1,其中首先使用螺钉或钉子将单独的支架紧固到现有的冷却塔支撑结构。然后,通常通过顶部水平梁3从支架悬挂丝线吊架格栅1。之后将连接在一起的多个板的负载施加到格栅1以及顶部水平梁3的点焊处,这可能会导致焊缝在过载条件下的故障。在寒冷气候下,这些故障可能会加剧,其中在冬天或在相对寒冷的环境条件期间的任何时间,冰可能形成在吊架格栅1和飞溅条上。注塑成型的塑料吊架或格栅1的特征通常为在顶部水平梁3中或竖直悬挂构件2的顶部附近的钉子或螺钉孔。多个连接的板的累加负载的相同的原理同样适用于塑料板或格栅1,这可能导致在非预期的过载条件下,负载超过塑料竖直悬挂构件2的最终强度。

除了难以安装飞溅条5之外,现有技术的飞溅条5还具有三个明显的限制,包括:(1)由于相邻格栅1在其自身重量和冷却介质负载下倾向于在其中心处下垂,因此跨越相邻格栅之间任何明显长度的能力有限;(2)沿着条5的长度在飞溅条5的表面上的直接流动路径,其为冷却介质产生直接流动路径以朝向填料的空气出口漂移;以及(3)条5上的相对平滑的表面,其也允许冷却介质在强制空气负载下朝向填料出口流动。现有技术的飞溅条5通常相对较薄,从而具有较低的刚度,这导致条5在其中跨附近下垂,从而在中跨附近产生不期望的冷却介质聚集并降低效率,特别是在条5用于这样的应用时:即条5具有相对较长长度。飞溅条冷却塔中的强制空气通常也沿着在冷却塔的组装配置中的飞溅条5的长度流动。沿着安装的飞溅条5的长度的这种强制空气将冷却介质推向飞溅条5的远端或填料出口。被推离飞溅条5远端的冷却介质降低了冷却塔的效率,因为该冷却介质随着气流直接落入盆部中或掉出系统。在没有任何障碍物来使得冷却介质的纵向流动转向或降低朝向飞溅条5的出口或远端的流速的情况下通过具有平滑的表面和沿着飞溅条5的长度的直接流动路径,使得现有技术的飞溅条5的表面加剧了这种冷却介质漂移。

与现有技术吊架格栅、飞溅条以及其组装相关联的前述缺陷和限制通过本发明包含的飞溅条的各个方面和优选的实施例得以解决和补救,这包括:用于在冷却塔中支撑飞溅条的丝线吊架格栅和适合与复合吊架格栅的特定优选实施例一起使用的飞溅条、复合吊架格栅与其所支撑的飞溅条的组件、组装复合吊架格栅的方法以及组装蒸发式冷却器填充组件的方法,所述组件包括在冷却塔中的吊架格栅和飞溅条。优选的飞溅条还通过增加刚度并限制漂移来解决现有技术飞溅条的缺陷和限制。



技术实现要素:

简而言之,优选的发明涉及一种用于冷却塔的飞溅条。飞溅条和相关联的吊架栅格、部件及其组件可以与顺流、对流或横流式冷却塔中的任何一种一起使用,优选与对流和横流式冷却塔一起使用。

在另一方面,优选的发明涉及一种用于安装到冷却塔中的飞溅条吊架上的飞溅条。飞溅条包括:限定第一腿部平面的第一腿部、从第一腿部延伸的第二腿部、具有外表面并限定第三腿部平面的第三腿部以及限定在第一、第二和第三腿部中的开口。第二腿部限定第二腿部平面,第三腿部在第一和第二腿部之间延伸。开口通常具有菱形形状。第一和第二腿部限定第一角度。第一角度是大约九十度。

在另一方面,优选的发明涉及一种用于安装在冷却塔中的飞溅条吊架上的飞溅条。飞溅条包括:限定第一腿部平面的第一腿部、从第一腿部延伸的第二腿部和具有外表面的第三腿部。第二腿部限定第二腿部平面,并且第三腿部限定第三腿部平面。第三腿部在第一和第二腿部之间延伸。第一、第二和第三腿部在其端部整体连接。在第一、第二和第三腿部中限定开口。第一和第二腿部限定第一角度,第一角度为大约90度。

在又一方面,优选的发明涉及一种用于安装在冷却塔中的飞溅条吊架上的飞溅条。飞溅条包括:第一腿部、从第一腿部延伸的第二腿部和具有外表面的第三腿部。第一、第二和第三腿部限定中心空隙。第一、第二和第三腿部也限定飞溅条的纵向轴线。在第一、第二和第三腿部中限定开口。每个开口都具有菱形形状。开口包括第一开口和第二开口。第一开口具有限定开口轴线的细长角(long corner)。开口轴线基本上平行于纵向轴线延伸。

在另一方面,优选的发明涉及一种用于安装在冷却塔中的飞溅条吊架上的飞溅条。飞溅条包括:第一腿部、从第一腿部延伸的第二腿部和从第二腿部延伸的第三腿部。第一、第二和第三腿部限定中心空隙。第一、第二和第三腿部也限定飞溅条的纵向轴线。第一、第二和第三腿部还限定背离中心空隙的外表面。外表面包括在其上的表面特征。穿过第一、第二和第三腿部限定开口。

在又一方面,优选的发明涉及一种用于安装到冷却塔中的飞溅条吊架上的飞溅条。飞溅条具有限定封闭横截面形状的主体,其中多个腹板限定在穿过主体的开口之间。开口暴露主体内的中空内部空间。主体具有第一端部和第二端部,并限定纵向轴线。所述多个腹板包括从第一端部延伸到第二端部的第一腹板。第一腹板相对于纵向轴线以第一角度或第一弧度延伸,使得第一腹板在第一端部和第二端部之间环绕封闭形状至少180度(180°)。开口定位在主体上,使得在第一端部和第二端部之间平行于纵向轴线穿过主体延伸的线横穿开口中的至少一个。

附图说明

当结合附图阅读时,将更好地理解前述概述,以及以下对本发明的详述。出于说明本发明的目的,图式中示出了当前优选实施例。然而,应理解,本发明不限于所示的精确布置和手段。在附图中:

图1PA是呈四乘八(4X8)布置的具有组装的飞溅条的现有技术吊架格栅的正视图;

图2PA是呈八乘八(8X8)布置的具有组装的飞溅条的现有技术吊架格栅的正视图;

图3PA是呈十二乘八(12X8)布置的具有组装的飞溅条的现有技术吊架格栅的正视图;

图1是根据本发明的第一优选实施例的飞溅条的底部透视图;

图1A是显示图1的飞溅条的第一开口的平面图;

图2是图1的飞溅条的侧视图;

图2A是图1的飞溅条的放大的正视图;

图3是图1的飞溅条的俯视平面图;

图3A是沿着图3的线3A-3A截取的图1的飞溅条的第三腿部的一部分的放大的横截面视图;

图3B是根据本发明的替代的优选实施例的飞溅格栅的顶部透视图,其中飞溅格栅包括图3的优选飞溅条的表面特征;

图3C是沿着图3B的线3C-3C截取的图3B的飞溅格栅的侧边缘的一部分的放大的横截面视图;

图3D是沿着图3B的线3D-3D截取的图3B的飞溅格栅的腹板的一部分的放大的横截面视图;

图4是图1的飞溅条的放大的正视图;

图5是图1的飞溅条的替代的正视图;

图5A是沿着图5的线5A-5A截取的图5的飞溅条的横截面视图;

图6是多个飞溅条的一部分的侧面透视图,飞溅条具有更大的长度,但是构造类似于图1的飞溅条,其中多个飞溅条在一个端部安装到飞溅条吊架上;

图7是安装到飞溅条吊架上的多个优选的飞溅条的正视图,包括图1中的两个飞溅条,以及成对的第二、第三和第四优选的飞溅条;

图8是根据本发明第五优选实施例的飞溅条的底部透视图;

图9是图8的飞溅条的仰视平面图;

图10是以线框表示的根据本发明第六优选实施例的飞溅条的底部透视图,其中示出了飞溅条的多个腹板的第一腹板,并且为了清楚起见,排除了其他多个腹板;

图11是以线框表示的根据本发明第七优选实施例的飞溅条的底部透视图,其中示出了飞溅条的多个腹板的第一腹板,并且为了清楚起见,排除了其他多个腹板;以及

图12是以线框表示的根据本发明第八优选实施例的飞溅条的底部透视图,其中示出了飞溅条的多个腹板的第一腹板,并且为了清楚起见,排除了其他多个腹板。

具体实施方式

在以下描述中,仅为了方便而不是为了限制来使用某些术语。除非在本文中明确地阐述,否则术语“一(a/an)”和“所述”不限于一个元件,而是应解读为意味着“至少一个”。字词“右”、“左”、“下”和“上”表示在所参考的图式中的方向。词语“向内”或“向近侧”和“向外”或“向远侧”是指分别朝向和远离飞溅条及其相关部分的几何中心或取向的方向。术语包括以上列出的字词、其衍生词和具有类似含义的字词。

还应理解,在本文中在参考本发明的部件的尺寸或特性时使用的术语“约”、“近似”、“大体”和“基本上”等术语指示所描述的尺寸/特性不是严格边界或参数,并且不排除其功能上相同或类似的微小变化,如本领域的普通技术人员将理解。至少,包括数值参数的此类参考将包括使用本领域中接受的数学和工业原理(例如,舍入、测量结果或其他系统误差、制造公差等)的变化,这些变化将不使最低有效位变化。

参考图1至图6,第一优选的飞溅条,通常用10表示,可以构造成具有条长度L、条宽度W和条高度H的挤出形状。优选的条长度L大约为10英寸(10″)到18英尺(18′),优选的条宽度W大约为3到5英寸(3-5″),以及优选的条高度H大约为1.5到3英寸(1 1/2-3″),但是条长度L、条宽度W和条高度H并不局限于此,而是可以基于设计者的偏好、结构要求、期望性能和其他因素进行设计和配置。飞溅条10配置成安装到冷却塔中的飞溅条吊架20上,优选地,其中飞溅条10的第一端部18a和第二端部18b都由相对的飞溅条吊架20支撑,并且潜在地,附加的飞溅条吊架20定位成支撑飞溅条10在第一端部18a和第二端部18b之间的中心部分。飞溅条吊架20不限于由安装在冷却塔中的相对吊架构成,并且可以包括支撑飞溅条10的几乎任何结构支撑件,诸如底部支撑件(未示出),飞溅条10堆叠在底部支撑件上,使得冷却介质可以流过堆叠的飞溅条10,并且空气可以流过堆叠的飞溅条10。优选的飞溅条10具有三角形横截面,优选为直角等腰三角形,其限定了第一腿部14a、第二腿部14b和第三腿部14c,但是不限于此,并且可以具有其他尺寸和形状,诸如具有四个腿部的梯形形状(图7),其中平行腿部通常以与第三腿部14c相同或相似的方式定向,如下面关于第二优选实施例更详细描述的。在第一优选实施例中,第一腿部14a和第二腿部14b连接在一起,以及第二腿部14b和第三腿部14c连接在一起。第三腿部14c在第一腿部14a和第二腿部14b的与第一腿部14a和第二腿部14b的相交处相对的端部之间延伸。第一腿部14a和第二腿部14b优选由短的腿部14a、14b组成,并且在第一边缘或拐角16处彼此连接。在优选实施例中,腿部14a、14b、14c在腿部14a、14b、14c的端部处的交点优选为倒圆的,但是不限于此,并且可以以其他方式布置和构造,诸如倒角或限定相对尖锐的边缘。

第一腿部14a限定了第一腿部平面15a,第二腿部14b限定了第二腿部平面15b,以及第三腿部14c限定了第三腿部平面15c,其中当第三腿部平面15c安装在飞溅条吊架20上的组装结构中时,其通常平行于水平定向。优选的飞溅条10的第一腿部14a、第二腿部14b和第三腿部14c在其端部处整体连接,并沿飞溅条长度L限定封闭形状。优选飞溅条10的倒圆的拐角和封闭形状限制了其中冷却流体可能积聚的尖锐边缘或拐角,从而降低了在冷却塔中形成向下流动的冷却流体流的可能性,当相对热的冷却流体以流的形式直接流入冷却塔底部的盆部中时,这能够降低冷却塔的效率。第一优选飞溅条10的倒圆的拐角还通常促进冷却介质(优选水)在腿部14a、14b、14c的表面上的额外分布,并随后形成各种尺寸的冷却介质滴,这有助于液滴和流过组件的空气之间的热传递。在飞溅条10上,尖锐的边缘、拐角或特征通常不是优选的,因为它们能够在其中冷却介质流体集聚的地方产生特征,从而潜在地形成与冷却塔中的空气流接触有限的流体流,或者导致过大的液滴形成。此外,当从横截面看时(图4),优选为最长腿部的第三腿部14c的定向在安装构造中通常是水平的,这优选地有助于冷却介质在第三腿部14c的表面上形成液滴,液滴随后落到冷却塔中的下部飞溅条10上或冷却塔中的底部盆部中。

参考图2至图3A,优选地以腿部14a、14b、14c上的凹槽或通道的形式并且更具体地在腿部14a、14b、14c的外表面上的表面特征50也有助于相对小的液滴的形成或驱动液滴形成以及冷却介质对腿部14a、14b、14c的外表面的粘附,这提高了塔的效率,如下面更详细描述的。表面特征50也优选地设计和构造成当液滴冲击腿部14a、14b、14c的外表面时,促进相对水平流动的冷却介质射流的形成。根据飞溅条10的定向,优选从第三腿部14c以及从第一腿部14a和第二腿部14b形成液滴,以提高冷却塔中飞溅条组件(图6)的效率。表面特征或凹槽50优选地通过压花技术形成在腿部14a、14b、14c上,但是不限于此,并且可以在飞溅条10的形成过程中通过将材料沉积到外表面上或者以其他方式形成在飞溅条10上来限定。此外,表面特征50不限于限定在优选飞溅条10的外表面上,而是可以用于和形成在冷却塔中使用的产品的几乎任何飞溅表面上,以便于形成液滴、冷却介质射流或冷却塔中使用的填充材料的任何飞溅表面所需的其他特征。第一优选实施例的表面特征50示出为相对于纵向轴线22基本垂直延伸的U形凹槽50,但是不限于此,并且可以相对于水平轴线22以锐角延伸,并且可以包括V形凹槽50、位于腿部14a、14b、14c的外表面上的突起或者在使用期间促进形成液滴和冷却介质射流的其他特征,诸如腿部14a、14b、14c上的其他粗糙或有纹理的外表面。表面特征50也仅在图3和图3A的横截面中示出在优选的飞溅条10的第二端部18b附近,但是为了清楚起见如此描述,因为表面特征50优选地定位在腿部14a、14b、14c的所有外表面上并结合到其中。此外,表面特征50的定向、尺寸和形状在腿部14a、14b、14c的每一个上不一定一致,并且可以基于设计者偏好或出于性能目的在腿部14a、14b、14c上的不同位置具有不同的定向、形状和尺寸。

参考图1至图6,当优选飞溅条10定位在冷却塔中,其中第一边缘或拐角16面向下(图6)朝向冷却盆部,并且第三腿部14c相对水平定向时,冷却介质流向第一边缘或拐角16,并且可以积聚在第一边缘或拐角处或附近。靠近第一边缘或拐角16并且通常在第一腿部14a和第二腿部14b的外表面上的表面特征或凹槽50通过促进冷却介质液滴的形成,诸如通过促进在由表面特征50限定的中间点形成相对小的液滴,来减少冷却介质从第一边缘或拐角16的流动。当优选飞溅条10安装在现有技术的吊架格栅1上且第三腿部14c位于水平梁3上时,表面特征50还可以优选地用于在第三腿部14c的外表面上产生更小的液滴。表面特征50还可以在冷却介质冲击到腿部14a、14b、14c的任何外表面上时促进冷却介质射流,腿部以相对小的流量从外表面以一定角度向外移动至竖直。冷却介质射流促进冷却介质和流经塔的空气之间的热传递。当飞溅条10定向成以第一拐角16指向冷却塔的顶部时(图7),冷却介质通常落在第一腿部14a和第二腿部14b的外表面上,并流向飞溅条10的侧边缘17。侧边缘17和表面特征50的倒圆的拐角便于设计者控制冷却介质膜对腿部14a、14b、14c的外表面的表面粘附、液滴形成和冷却介质在腿部14a、14b、14c的外表面上的流动方向。例如,表面特征50的尺寸可以促进表面粘附和液滴形成,其中小幅度的表面特征50可以促进冷却介质在外表面上的积聚和微结构的溢流。可选地,相对大幅度的表面特征50可以在外表面限定滴点或边缘,以促进冷却介质滴和特定尺寸滴。冷却介质优选地落在组件中的下部飞溅条10上,或者落在冷却介质盆部中,并且冷却介质重新分布到其中可能形成额外液滴的第三腿部14c上。此外,倾斜的面向上的表面的第一腿部14a和第二腿部14b的外表面上的表面特征50配置成产生冷却流体的射流,并且因此产生更小的冷却介质或液滴,这提高了冷却塔的效率。表面特征50也优选配置成向下和侧向引导冷却介质。当液滴撞击腿部14a、14b、14c的外表面上的表面特征50时,特别地从表面特征50侧向引导液滴,并且液滴在表面特征50上的冲击和压力导致冷却介质的侧向流动或运动以及从液滴的冲击点发出的侧向射流。

优选飞溅条10的封闭横截面提供了限定在第一腿部14a、第二腿部14b和第三腿部14c之间的中心开口或中心空隙,其中冷却流体液滴优选通过流经冷却塔的空气下落,以将热量从液滴交换到空气中。也优选地在落入冷却塔内的液滴与流过冷却塔的空气之间交换热量,并且在较小程度上与腿部14a、14b、14c的表面上的冷却流体膜进行交换。这些机构使冷却流体暴露于流动的空气中,并在冷却流体和空气之间进行热交换。优选腿部14a、14b、14c的封闭横截面形状也优选有利于并排堆叠飞溅条10以用于运输,而现有技术的条可以由安装前组装在一起的不同部件构成。这些组装的现有技术的条具有降低的刚度和有限的结构完整性,导致下垂、冷却流体在飞溅条上的低点或区域处汇集以及冷却塔效率的降低。优选的飞溅条10的中心空隙或开口也在飞溅条10的可选实施例中限定,诸如飞溅条10’具有梯形横截面(图7),其带有四个腿部和中心空隙或开口,其中平行腿部优选在安装结构中大致平行于水平定向。

优选的飞溅条10的封闭形状的横截面优选为等腰三角形或梯形形状,相对于组装成形的片状飞溅条或现有技术的飞溅条,其也导致了相对较硬和较强的飞溅条10。优选的封闭形状的飞溅条10可以跨越冷却塔中的支撑件之间的更大长度,因为它们增加了强度和刚度和/或结构效率。优选的飞溅条10的较大宽度和封闭的、相对刚性的横截面形状有助于这样的设计,其中组装到冷却塔中不需要那么多的飞溅条10,并且冷却塔中不需要那么多的支撑件或吊架栅格。当与菱形飞溅条吊架20和传统飞溅条吊架1一起使用时,优选的封闭形状的飞溅条10安装到冷却塔中也相对简单和有效,因为技术人员将飞溅条10推入单独的相对槽中,而不需要对齐边缘槽来容纳现有技术飞溅条系统和组件的竖直吊架栅格线2。没有飞溅条10的优选闭合形状的现有技术飞溅条5在常规跨度和冷却介质(水)负载下比优选飞溅条10更大程度地下垂和弯曲,使得冷却介质由于其刚度降低而倾向于聚集在现有技术飞溅条5的中间跨度附近。现有技术的飞溅条5也可能由于其降低的结构容量、结构效率而弯曲或折叠,并且需要额外的吊架栅格1来支撑,从而增高成本并使安装复杂化。飞溅条10的优选闭合形状增加了刚度和结构完整性和/或结构效率,减少了下垂,并减少了冷却介质在组装的结构中飞溅条10的中间跨度附近的聚集。优选的飞溅条10可以安装在飞溅条吊架20上,由于优选的飞溅条10具有更大的强度、刚度和结构效率,飞溅条吊架彼此间隔开更大的距离。更大的距离实现了组件的简化、更容易的安装以及材料和劳动力成本的降低。优选的飞溅条10还便于用更多种材料来构造,诸如高密度聚乙烯(HDPE),其中现有技术的条通常由聚氯乙烯(PVC)或金属材料制成。

优选的飞溅条10也可以安装在现有技术的吊架栅格1中(图1PA至图3PA),其中第三腿部14c位于水平梁3上,以及第一边缘或拐角16与水平梁3间隔开(图7)。当安装在现有技术的吊架栅格1中或安装在与现有技术的吊架栅格1具有相似样式的吊架栅格上时,冷却介质液滴优选地在该定向上从与腿部14a、14b、14c之间的封闭空间相对的第三腿部14c的表面形成并落下。优选的右等腰三角形封闭形状的飞溅条10具有表面特征50以增强液滴形成和冷却介质水平或侧向射流以及菱形开口12,这将在下面更详细地描述,其提高了结合了优选的飞溅条10的组件的冷却塔的性能。这些功能的组合和单独设计和配置成提高冷却塔的性能和效率。

参考图1至图6,在第一优选安装构造中,第三腿部14c大致水平定向,并且定位成比第一边缘或拐角16更靠近冷却塔的顶部。在本第一优选安装构造中,第三腿部14c的外表面是主飞溅表面,其中液滴从安装的飞溅条10上方的冷却介质分配系统或从相应第三腿部14c上方的飞溅条10冲击飞溅条10。第一腿部14a和第二腿部14b用作液滴展开的表面,液滴随后落到下部飞溅条10上或冷却塔底部的盆部中。相反,当飞溅条10安装在现有技术的吊架栅格1中,其中第三腿部14c位于水平梁3上或者安装在具有类似水平梁3和竖直悬挂构件2样式的吊架栅格中时(图7),第一腿部14a和第二腿部14b用作主飞溅表面,其中液滴从安装的飞溅条10上方的冷却介质分配系统或者从相应的第一腿部14a和第二腿部14b上方的飞溅条10冲击飞溅条10。当优选的飞溅条10安装在现有技术吊架栅格1中时,第三腿部14c用作液滴展开的表面,液滴随后落到下部飞溅条10上或冷却塔底部的盆部中。

参考图1至图6,在第一优选实施例中,第一、第二和第三平面15a、15b、15c限定了等腰三角形,优选为直角等腰三角形。第一腿部14a和第二腿部14b限定第一角度Δ,该第一角度优选为大约九十度(90°)。此外,第一腿部14a和第三腿部14c限定第一锐角Θ,以及第二腿部14a和第三腿部14c限定第二锐角Ω。在第一优选实施例中,第一和第二锐角Θ、Ω大约为45度(45°),但是并不局限于此,并且可以由大约30度和60度(30至60°)之间的几乎任何锐角组成。飞溅条10的优选三角形横截面是等腰三角形,优选为直角等腰三角形,并且在第一端部18a和第二端部18b之间沿着条长度L具有相对一致或恒定的横截面,但是不限于此,并且可以设计和配置成沿着条长度L具有可变的横截面,并且在飞溅条10的端部18之间具有不同的横截面。第一角度Δ不限于九十度(90°),并且可以是大约七十度到一百一十度(70至110°),其中当飞溅条10的闭合形状是三角形时,尽管闭合形状不受此限制,第一角度Δ与第一和第二锐角Θ、Ω的求和优选是一百八十度(180°)。

飞溅条10优选地包括第一端部18a和第二端部18b,并且第一端部18a和第二端部18b可以特别地具有与飞溅条10的中心部分不同的横截面,以便于端部18与飞溅条吊架20的接合。飞溅条10也优选基本上是中空的,其中第一腿部14a具有第一厚度t1,第二腿部14b具有第二厚度t2,以及第三腿部14c具有第三厚度t3。优选的第一厚度t1、第二厚度t2和第三厚度t3在第一优选实施例中基本相同,但是不限于此,并且可以沿着第一腿部14a、第二腿部14b和第三腿部14c的长度和/或宽度变化,或者出于性能、结构、美学或其他目的,腿部14a、14b、14c中的每一个可以相对于彼此具有不同的厚度t1、t2、t3。在优选实施例中,第一、第二和第三厚度t1、t2、t3为约千分之五十英寸(0.050″)。

飞溅条10优选地包括至少在第三腿部14c中或者穿过飞溅条10的外表面的开口12。第三腿部14c的外表面背离由第一腿部14a、第二腿部14b和第三腿部14c限定的封闭或中空的内部空间15。在第一优选实施例中,开口12相对均匀地分布在第一腿部14a、第二腿部14b和第三腿部14c上,但不限于此,并且可以不均匀地间隔开,具有各种尺寸和形状,并且仅延伸穿过第一腿部14a、第二腿部14b和第三腿部14c中的一部分或选定的一部分。可以通过各种方法或工艺形成开口12,但是优选通过飞溅条10的形成工艺来限定,诸如通过挤出工序。飞溅条10可以挤出成沿着其长度L具有相对一致的实心轮廓或横截面,并且开口12形成在第三腿部14c以及第一腿部14a和第二腿部14b中,以在形成飞溅条10时限定开口12。可选地,可以通过在初始形成飞溅条10之后将开口12冲压到飞溅条10中来限定开口12。在用于构造第一优选飞溅条10的优选挤出过程中,旋转模头可以将挤出构件缠绕在与心轴接触的纵向构件上,或者可以利用反向旋转头来形成飞溅条10。用这种挤出方法生产的飞溅条10在其拐角处可能具有额外的弧形或倒圆,尽管废料和回收的材料很少。飞溅条10可以替代地通过切开并扩张腿部14a、14b、14c来构造,以限定开口12。开口12可以具有各种尺寸和形状,诸如菱形(图1至图3和图5A)、圆形、正方形或弓形形状,但不限于此,并且可以具有有助于飞溅条10的优选功能的几乎任何尺寸和形状,其能够承受飞溅条10的正常操作条件并呈现开口12的优选尺寸。可以在飞溅条10的第一腿部14a、第二腿部14b和第三腿部14c中刺穿、切穿或形成开口12,并且优选地沿着腿部14a、14b、14c以重复的图案形成,但是不限于此,并且可以基于设计者偏好具有可变的和不一致的图案和形状以用于性能目的或者便于不同性能和冷却介质在飞溅条10的不同部分流动或反应。在优选实施例中,开口12具有开口长度x和开口宽度y,其中在优选实施例中,开口长度x为大约二分之一到一英寸(1/2-1″),并且开口宽度y为大约三分之一到二分之一英寸(1/2-1/3″),但是不限于此。第一优选飞溅条10的开口12的优选构造具有大约十四英寸(14″)的条长度L、大约三又四分之三英寸(3 3/4″)的条宽度W、大约两英寸(2″)的条高度H、大约四分之三英寸(3/4″)的开口长度x和大约八分之三英寸(3/8″)的开口宽度y。

优选的飞溅条10可以设计和配置成在侧边缘17中具有狭槽(未示出),当飞溅条10安装在现有技术的吊架1中且第三腿部14c邻近水平梁3时,狭槽在安装构造中容纳竖直悬挂构件2。优选的飞溅条10不限于包括狭槽,也不限于包括通常尺寸和形状类似于容纳竖直悬挂构件2的狭槽,并且可以包括具有不同形状和构造的可选特征,这些特征有助于将飞溅条10安装到飞溅条吊架20或现有技术的格栅1上,诸如矩形狭缝、卡盒、系带、粘合剂、磁体或能够执行狭槽的优选功能以将飞溅条10固定到吊架1上的其他特征。第一边缘16和侧边缘17可以沿着它们的长度是相对坚固的,或者可以包括用于将飞溅条10固定到吊架1上的狭槽,或者可以可选地包括夹子、肋、粘合剂、基本上与纵向轴线22水平延伸的狭缝或者有助于飞溅条10和吊架1、20在安装结构中接合的其他机构或方法。第一边缘16和侧边缘17也可以配置成便于开口12穿过。在构造飞溅条10的一个优选过程中,从挤出的飞溅条10的腿部14a、14b、14c冲压或切出的材料再循环回到用于额外挤出的过程中,尽管优选在飞溅条10的加工或形成过程中形成开口12,诸如通过脉冲挤出。

在飞溅条10中构造开口12的可选优选方法是通过脉冲挤出。该过程利用特定材料,优选热塑性聚合物,诸如聚丙烯或聚乙烯,其可基于挤出头位置的循环被挤出,从而将水平构件推入飞溅条10中。该工艺还基于大约每秒一英尺(1ft/s)的挤出速率和大约每英尺十四(14)次或每秒十四(14)次的循环产生特定的图案。所得的飞溅条10优选地具有狭窄的纵向构件,在生产过程中“拉动”或延伸该构件,其中使用拉具将飞溅条10拉过心轴并拉入水浴中。在材料没有完全固化时,由于拉伸过程中腹板28的伸长和颈缩,限定在开口12之间的飞溅条10的腹板28的最终形状可以具有大致沙漏形状。水平构件在挤出方向上是细长的,因为脉冲板的打开和关闭用于产生横向构件,其中水平构件成形为椭圆形,并在脉冲模具的入口和出口处具有锥形点。可以利用这种构造方法构造飞溅条10,其条宽度W约为3至5英寸(3-5″),更优选为3.5英寸(3.5″),并且条高度H约为1至2.5英寸(1-2 1/2″),更优选为1.75英寸(1.75″)。脉冲挤出方法有助于生产飞溅条10,该飞溅条优选地在各个腿部14a、14b、14c之间具有相对一致的第一、第二和第三厚度t1、t2、t3,但是可以生产具有不同厚度t1、t2、t3的飞溅条10,该飞溅条有助于具有不同跨度的飞溅条10在不同间隔的吊架栅格1、20之间延伸以用于各种应用和冷却塔。例如,条宽度W为3.5英寸(3.5″)的第一优选飞溅条10可以比条宽度W为4英寸(4″)的优选飞溅条10具有更大的厚度t1、t2、t3,并且3.5英寸(3.5″)的条宽度W飞溅条10具有更大的长度L,以在冷却塔中跨越更大的距离,使得该飞溅条10能够在更大的长度L上承载所需的结构负载。

飞溅条10优选由聚合或复合材料制成,该材料能够呈现优选飞溅条10的一般尺寸和形状,承受飞溅条10的正常操作条件,并执行飞溅条10的优选功能。可以特别由机械加工的、成型的或模制的金属材料构成优选实施例的飞溅条10。优选实施例的飞溅条10也可以由聚合材料构成,诸如高密度聚乙烯(“HDPE”)、低密度聚乙烯(“LDPE”)、聚氯乙烯(“PVC”)、聚丙烯或其他相关材料。

优选的飞溅条10的开口12通常为菱形形状。优选的菱形形状略呈长方形,其中细长角13a大致平行于飞溅条10的纵向轴线22延伸,以及窄角13b大致垂直于纵向轴线22延伸。参考图1A,第一菱形开口12a的图示包括限定开口轴线24的细长角13a。开口轴线24大致平行于纵向轴线22延伸。第一开口12a可以位于第一、第二和第三腿部14a、14b、14c中的任何一个上,并且通常示出为代表优选飞溅条10的多个开口12中的任何一个。在优选实施例中,窄角13b相对于开口轴线24和纵向轴线22大致垂直地分开或延伸,但是不限于此,并且可以以其他方式设计和配置。开口12不限于菱形形状,并且可以采用几乎任何尺寸和形状,它们可以结合到飞溅条10中,承受飞溅条10的正常操作条件并执行开口12的优选功能,如本文所述。开口12可以例如具有圆形、椭圆形、正方形、矩形或其他形状和尺寸,并且可以基于设计者的偏好、可制造性或其他因素在飞溅条10中包括多种尺寸和形状。

优选的飞溅条10的菱形开口12以网格图案排列,并且一致地间隔开,使得尺寸相对一致的腹板28限定在相邻的开口12之间。腹板28优选相对于纵向轴线22以锐角腹板角度X延伸,并且通常以锐角腹板角度X连续延伸,以限定相对于纵向轴线22以锐角腹板角度定位的结构支撑。开口12的优选网格图案导致沿着各个菱形开口12的每个边缘限定了四个尺寸基本一致的腹板28。这些尺寸相对一致的腹板28导致冷却介质(优选水)相对一致地粘附在腹板28的表面上。冷却介质的一致粘附和在飞溅条10的表面上形成相对一致的膜增强了来自冷却介质的热传递,特别是与现有技术的飞溅条5相比,在现有技术的飞溅条中,冷却介质可能聚集在现有技术的飞溅条5上限定的相对较大的不间断表面上。这些一致的腹板28也有助于在腹板28上一致地形成液滴,这与现有技术的飞溅条上的流汇集和形成相反。此种现有技术的飞溅条可以包括圆形开口,其中在开口之间限定了尺寸不一致的结构,这导致冷却介质在现有技术的飞溅条表面上不一致的成膜或聚集。腹板28相对于纵向轴线22成锐角腹板角度X的定向也阻止冷却介质(优选水)在流过组装和安装的飞溅条10的强制空气的作用下,以流朝向冷却塔的出口端部流动。现有技术的条5具有大致直且平的表面,该表面沿着现有技术的飞溅条5的纵向轴线延伸,从而为水在条5的出口端部超过飞溅条5的远端流动以及水从安装的条5漂移提供了不间断的表面。冷却介质从填充组件中流出降低了冷却塔的效率。

在组装结构中,腹板28以锐角腹板角度X的定向将冷却介质从直接流向飞溅条10远端的路径上转移到填料出口。在通常从飞溅条10的近端流向远端的冷却空气的力的作用下,飞溅条10上的冷却介质被推向飞溅条10的远端。现有技术的飞溅条5不包括在纵向轴线方向上引导冷却介质远离飞溅条表面上的直接流动的转向或特征。相反,优选的飞溅条10将腹板28布置成锐角腹板角度X,使得在强制空气的力的作用下阻止冷却介质沿纵向轴线22的方向直接流动。开口12阻止冷却介质向远端的此种直接流动,因此,腹板28的定向和开口12的菱形形状减少了冷却介质朝向远端和冷却塔填料外的漂移。因此,优选的飞溅条18能够将更多的冷却介质液滴或额外体积的冷却介质引导到下部飞溅条10上,从而提高冷却塔的效率。

在优选实施例中,腹板28在开口12之间具有大约八分之一到十六分之七英寸(1/8-7/16″)的腹板宽度,并且在其上包括表面特征50。当水平宽度为大约八分之三英寸(3/8″)的液滴直接冲击腹板28时,具有优选腹板宽度的腹板28有利于冷却介质射流的形成和液滴的形成。腹板宽度优选足够宽,以防止液滴在下落经过腹板时通过腹板,并且足够小,以在操作期间限制冷却介质对飞溅条10的显著表面粘附。

参考图1至图6,在第一优选实施例中,飞溅条10构造为挤出件,并且将其切割成可接受的图案,以膨胀成形成开口12的膨胀挤出件,这些开口优选形成为菱形开口12。由于没有再循环切口材料,用于构造具有优选图案的开口12的优选飞溅条10的挤出工序具有接近百分之百(100%)的产量。优选地,在基于尺寸的分级“直径”心轴上进行切割过程。完成部分冷却以将熔体的温度降低到给予飞溅条10的挤出件相对较高的抗拉强度的温度,因此可通过挤出过程拉动材料。在心轴上的起始直径之后放置机构以用于在图案中切割挤出物。在被挤出材料的热成型温度或接近该温度时,以类似于可热成型材料的状态将狭缝材料拉过较大直径的心轴。这机械地扩展了材料中的狭缝,从而接近开口12的优选的、扩展的金属菱形构造。由于心轴优选是平滑的、连续的,并且在径向方向上相对平坦,膨胀的塑料部件类似于扁平的膨胀金属产品,因为构件基本上是平坦的。基于典型的部分剪切和膨胀金属制品的制造过程,这些构件不旋转。

参考图1至图3A,飞溅条10的挤出件优选地在表面上压印有表面特征50或纹理,该表面特征或纹理可以由横向穿过挤出件的凹槽(未示出)组成,并且最终穿过腿部14a、14b、14c和腹板28。表面特征或凹槽50可具有几乎任何不产生底切的形状,底切可压印到腿部14a、14b、14c和腹板28的表面中,诸如“V”形、“U”形或其他形状。在腿部14a、14b、14c和腹板28的外表面中添加凹槽或表面特征50可以操作以在冷却介质滴冲击飞溅条10时增加表面处的水滴或其他冷却介质的水压。基于水或其他冷却介质的表面张力,所产生的水或其他冷却介质的射流固有地分裂成直径比射流大一定尺寸的小液滴。由射流形成的水滴或冷却介质通常略大于射流的直径,并且是水的表面张力在表面上施加力以最小化其表面积的结果。表面特征50也可以用于在优选方向上引导优选飞溅条10表面上的水流,诸如大致垂直于纵向轴线22或相对于纵向轴线22成一定角度,从而防止冷却介质直接在纵向轴线22的方向上流动,这可能导致冷却介质流向或被流动的空气推向冷却塔中飞溅条10的后端或远端。因此,表面特征50可配置和布置成限制冷却介质的漂移,类似于如上所述的腹板28和菱形开口12的定向,以从飞溅条10的外表面排出冷却介质,促进或阻止冷却介质粘附到外表面,促进形成各种尺寸的冷却介质液滴,并且当冷却介质从冷却塔的顶部移动并最终进入盆部时以其他方式操纵冷却介质。表面特征50和腹板28的定向的结合提高了飞溅条10的热性能。此外,表面特征50和腹板28的定向单独且独立地改善了飞溅条10和结合有飞溅条10的组件的冷却塔的热性能。

参考图3至图3D,优选的表面特征50可以结合到可选的优选飞溅格栅200中,其具有与优选的飞溅条10相似的特征,除了飞溅格栅200通常形成为没有封闭的中空内部空间的平板或面板的形状。与优选的飞溅条10相比,可选的优选飞溅格栅200通常在冷却塔中跨越更大的宽度。可选的优选实施例的飞溅格栅200与第一优选飞溅条10相比具有相似的特征,并且相同的附图标记用于标识和描述相同的特征,其中数字二(“2”)前缀用于区分可选的优选飞溅格栅200,从而区分可选的优选飞溅格栅200和第一优选飞溅条10。除了所描述的差异之外,可选的优选飞溅格栅200通常相对于第一优选飞溅条10类似地操作。

可选的优选飞溅格栅200包括第一和第二端部218a、218b、优选的大致菱形开口212以及相对于纵向轴线222以锐角腹板角度2X延伸的腹板228。飞溅格栅200还优选包括大致平行于纵向轴线222延伸的侧边缘217。可选的优选飞溅格栅200限定了格栅长度2L和格栅宽度2W,其中格栅长度2L优选地在大约1至18英尺(1-18′)的范围内,以及格栅宽度2W优选地在大约6英寸至9英尺(6″-9′)的范围内,尽管没有如此限制。第一和第二端部218a、218b、侧边缘217和腹板228中的每一个优选地包括但不限于表面特征50(图3C和图3D),其形成、操作和功能基本上与上述表面特征50相同。表面特征50不限于包括在第一和第二端部218a、218b、侧边缘217和腹板228中的每一个上,并且可以仅位于可选的优选飞溅格栅200的这些元件中的某些元件上,或者可以包括在飞溅格栅200的第一和第二端部218a、218b、腹板228和侧边缘217的特定预定位置上。如本文所述,表面特征50优选以类似于第一优选飞溅条10上的表面特征50的操作和功能的方式改善飞溅格栅200的热性能。在图3C和图3D中示出可选的优选飞溅格栅200的表面特征50,并且可以包括形成在侧边缘217、第一和第二端部218a、218b中或者腹板228上的U形通道或者U形和V形通道的组合,但是不限于此,并且可以以其他方式设计和配置,如本文所述。

飞溅格栅200的大致平面部分基本上用作优选飞溅条10的第一、第二或第三腿部14a、14b、14c中的一个,大致平面部分包括第一和第二端部218a、218b、腹板228和侧边217。尽管不受限制,飞溅格栅200优选以大致水平的定向定位在冷却塔中,其中冷却介质相对于飞溅格栅200大致垂直下落。飞溅格栅200包括腹板228上的外表面、侧边缘217以及第一端部218a和第二端部218b,其上具有表面特征50。表面特征50优选相对于纵向轴线222以锐角和大致垂直这两种方式中的至少一种延伸。表面特征50设计和配置成在冷却塔运行期间促进液滴和冷却介质射流的形成。表面特征50优选地由飞溅格栅200的外表面中的凹槽组成,并且在可选的优选实施例中,凹槽优选地横向穿过外表面延伸或者大致垂直于纵向轴线222延伸。

参考图1至图6,当冷却介质由水或基本上由水组成时,水自然地粘附到优选的飞溅条10的腿部14a、14b、14c的表面,并且在冷却塔的操作过程中形成水滴和射流。积聚的水优选地形成液滴,这些液滴附着或粘附到飞溅条10结构中的低点、不连续处或其中粘附导致这些液滴形成的较大表面上。尚未离开飞溅条10的形成的液滴代表在流体的某个平均温度下与飞溅条10接触的大量水。在分离和下落之后,该大液滴具有动量形式的能量,其通过液滴从其下落的飞溅条10下方的飞溅条10的开口12中的一个下落冲击第三腿部14c的外表面或第一或第二腿部14a、14b中的一个的表面。液滴冲击下部飞溅条10,并提供平行于形成在腿部14a、14b、14c的表面中的凹槽或表面特征50或者大致垂直于其中没有形成凹槽或表面特征50的腿部14a、14b、14c的方向的合成射流。液滴也可以通过飞溅条10中的开口12落下,冲击下部飞溅条10,或者直接落入冷却塔底部的收集盆部中。较大的液滴分离,从而离开底部,诸如从上部飞溅条10的第一边缘或拐角16以基本为零的速度开始,并在与其中液滴散发或穿过下飞溅条10中的开口12的飞溅条10下方的飞溅条10碰撞之前加速到它们的最大自由落体速度,并继续加速,直到液滴最终碰到障碍物,诸如下部飞溅条10、在组装和安装的多个飞溅条10下方的冷却塔底部处的其他液滴或盆部中的一个(未示出)(图6)。液滴的能量有限或不足可能导致液滴、水或冷却介质粘附到飞溅条10的表面上,或者导致形成更厚和更短的水或其他冷却介质射流。较小的液滴粘附到飞溅条10的表面,并吸收到优选覆盖飞溅条10的水膜中。从飞溅条底部产生的液滴的加速导致这些液滴与基于较小液滴速度的垂直分量以较低速度下落的其它较小液滴聚结。由于较小的液滴是由飞溅条10表面的喷射效果产生的,因此较小的液滴具有分别受到垂直和横向分量或重力和喷射影响的轨迹。

用于构造优选的飞溅条10的压花机的滚筒可以具有交叉肋、V形凹槽、U形凹槽、方形凹槽或其它特征的纹理,它们可以在飞溅条10的表面上限定谷和峰,其中图案设计成通过从飞溅条10表面上的液滴的冲击产生窄射流并使得能够在飞溅条10的中跨部分上形成水滴来减小液滴的尺寸。这些表面特征、凹槽或液滴减少特征50优选地被压印到飞溅条10的表面中,并且优选地与开口12的切开或切割相结合地构造,取决于用于压印的方法和待压印材料的适当工艺条件,这在切开或切割开口12之前或者在切开或切割开口12之后。可以采用各种技术和方法在飞溅条10的表面上形成表面特征、凹槽或液滴减少特征50,包括在飞溅条10形成之前、飞溅条10形成期间和飞溅条10构造之后采用的工艺和技术。此外,表面特征、凹槽或液滴减少特征50不限于在飞溅条10的外表面上是均匀的,并且可以适用于外表面上的特定位置,诸如靠近第一和第二端部18a、18b的不同表面特征50,并且当与飞溅条10的中心部分或第一、第二和第三腿部14a、14b、14c上的不同表面特征50相比时,这可能取决于飞溅条10以第三腿部14c向下定向安装在冷却塔内还是在安装结构中大致朝上。

飞溅条10的开口12的优选菱形形状通常增加了下落的液滴冲击位于冷却塔中多个飞溅条10的下部部分的飞溅条10的可能性。现有技术的飞溅条5包括方形或圆形开口,其使得更多的液滴能够通过现有技术的下部飞溅条,而不会冲击可用的表面。优选的菱形开口12和飞溅条10的封闭形状增加了冲击的可能性,这是因为对于相同百分比的飞溅条10的开口密度,优选开口12在其中跨处较窄的性质。优选的菱形开口12的相同横截面积的较大周长提供了更多的构件长度,该长度可受到下落的水或其它冷却介质液滴的影响。开口12的优选菱形形状还最小化了从腿部14a、14b、14c的表面直接将冷却介质(优选水)推向强制空气出口。开口12的菱形形状减少了水从飞溅条10的液滴反向负载中的漂移,这些液滴被夹带在空气流中并被带到漂浮物清除器或冷却塔外。

参考图1至图7,特别是图7,第一优选飞溅条10、第二优选飞溅条10′、第三优选飞溅条10″和第四优选飞溅条10″′可以安装在冷却塔的吊架栅格上,诸如具有水平和垂直支撑件3、2的吊架栅格。当与第一优选飞溅条10相比时,第二、第三和第四优选实施例的飞溅条10′、10″、10″′具有相似的特征,并且相似的参考数字用来标识和描述相似的特征,其中撇号(′)用于区分第二优选实施例和第一优选实施例,双撇号(″)用于区分第三优选实施例和第一优选实施例,以及三撇号(″′)用于区分第四优选实施例和第一优选实施例。除了所描述的差异之外,飞溅条10′、10″、10″′的第二、第三和第四优选实施例的操作基本上与第一优选飞溅条10相同,并且优选包括与第一优选飞溅条相同或相似的特征。此外,第一、第二和第三优选飞溅条10、10′、10″可以容易地安装在图6的飞溅条吊架20上,以及第一、第二、第三和第四优选飞溅条10、10′、10″、10″′可以容易地安装在现有技术的飞溅条吊架1或任何具有竖直悬挂构件2和水平梁3的吊架上,以用于在相关的冷却塔中操作。

第二优选飞溅条10’具有梯形横截面,包括第一和第二或侧腿部14a’、14b’和第三或更长的腿部14c’,以及与第三腿部14c’间隔开并大致平行定向的第四腿部14d’。第二优选飞溅条10’包括延伸穿过腿部14a’、14b’、14c’、14d’和纵向轴线(未示出)的菱形开口(未示出),以及腿部14a’、14b’、14c’、14d’外表面上的表面特征50。第二优选的飞溅条10’可安装在冷却塔吊架或吊架格栅中,优选其中第三腿部14c’相对于通过冷却塔中的填料流入的冷却介质水平或垂直定向。当安装到冷却塔时,第二优选飞溅条10’的第四腿部14d’也大致水平或垂直于冷却介质流定向。第三优选飞溅条10″具有椭圆形横截面,其中长边包括第三和第四腿部14c″、14d″,以及短边包括第一和第二腿部14a″、14b″。第四优选飞溅条10″′具有方形横截面,其具有第一、第二、第三和第四腿部14a″′、14b″′、14c″′、14d″′,其中第三和第四腿部14c″′、14d″′优选地在安装结构中大致水平或垂直于冷却介质流动方向定向。第三和第四优选飞溅条10″、10″′也优选包括本文所述的菱形开口和表面特征50。

在操作中,第一、第二、第三和第四优选飞溅条10、10′、10″、10″′定位在由吊架栅格5、20支撑的冷却塔中,优选地,其中第三和第四腿部14c、14c′、14c″、14c″′、14d′、14d″、14d″′相对于冷却介质流动方向大致垂直定向。通过在飞溅条10、10′、10″、10″′的外表面上形成冷却介质液滴和射流以及膜,在冷却塔运行期间,飞溅条10、10′、10″、10″′在冷却介质和流过填料的空气之间提供增强的热交换。

参考图8和图9,第五优选飞溅条110可以安装在冷却塔中的吊架栅格上,诸如优选的吊架栅格20或具有水平和竖直支撑件3、2的吊架栅格。当与第一、第二、第三和第四优选飞溅条10、10′、10″、10″′相比时,第五优选飞溅条110具有类似的特征,并且相同的附图标记用于标识和描述相同特征,其中数字1(“1”)前缀用于将第五优选实施例与其他优选飞溅条10、10′、10″、10″′区分开来。除了所描述的差异之外,飞溅条110的第五优选实施例的操作在其他方面与第一、第二、第三和第四优选飞溅条10、10′、10″、10″′基本相同,并且优选包括相同或相似的特征。

与第一优选飞溅条10相比,第五优选飞溅条110具有相对更开放的设计,其在开口112之间具有更大的开口112和更窄的腹板128。此外,腹板128包括基本平行于纵向轴线122延伸的纵向腹板128a和相对于纵向轴线122和纵向腹板128a以锐角腹板角O延伸的倾斜腹板128b。第五优选飞溅条110具有直角等腰三角形横截面,其中第一和第二腿部114a、114b之间的第一角度为1Δ,以及第一和第三腿部114a、114c与第二和第三腿部114b、114c之间的第一和第二锐角分别为1Θ、1Ω。具有优选的直角等腰三角形横截面的第五优选飞溅条110有助于将飞溅条110安装在具有菱形窗口的优选吊架20和现有技术吊架中,优选地,其中第三腿部114c在安装结构中大致水平定向。

参考图1、图3、图5A和图10至图12,第六、第七和第八优选飞溅条610、710、810可以安装在冷却塔中的吊架栅格上,诸如优选的吊架栅格20或具有水平和竖直支撑件3、2的吊架栅格。当与第一、第二、第三、第四和第五优选飞溅条10、10′、10″、10″′、110相比时,第六、第七和第八优选飞溅条610、710、810具有相似的特征,并且相同的参考数字用来标识和描述相同的特征,其中数字六、七和八(“6”、“7”和“8”)前缀用来分别将第六、第七和第八优选实施例与其它优选飞溅条10、10′、10″、10″′、110区分开来。除了所描述的差异之外,飞溅条610、710、810的第六、第七和第八优选实施例的操作基本上与第一、第二、第三、第四和第五优选飞溅条10、10′、10″、10″′、110相同,并且优选包括相同或相似的特征。

第六、第七和第八优选飞溅条610、710、810以线框图在图10至图12中示出飞溅条610、710、810,其中为了清楚起见,多个腹板中只有单个腹板或第一腹板628、728、828围绕飞溅条610、710、810的主体的闭合形状延伸,尽管优选的飞溅条610、710、810包括多个腹板28,如第一优选飞溅条10所示,其中多个腹板28限定在开口12之间。第六优选飞溅条610具有大致圆形的横截面,第七优选飞溅条710具有大致三角形的横截面,以及第八优选飞溅条810具有梯形的横截面,其主体限定了大致封闭的横截面形状。第六、第七和第八优选飞溅条610、710、810不限于这些横截面形状,并且可以具有几乎任何限定封闭横截面形状的形状,其能够呈现优选飞溅条610、710、810的大致尺寸,承受优选飞溅条610、710、810的正常操作条件,并且执行飞溅条610、710、810的优选功能,如本文所述。飞溅条610、710、810设计和配置成安装在冷却塔中优选的吊架栅格20或具有水平和竖直支撑件3、2的吊架栅格上。

第六、第七和第八优选飞溅条610、710、810包括限定在穿过主体的开口(未示出)之间的多个腹板(未示出),但是为了清楚起见,图10至图12仅示出了从第一端部618a、718a、818a延伸到第二端部618b、718b、818b的第一腹板628、728、828,并且仅示出了围绕飞溅条610、710、810的闭合横截面形状在一个方向上延伸的第一腹板628、728、828,而优选的飞溅条610、710、810优选具有在第一和第二端部618a、718a、818a、618b、718b、818b之间相互交叉的腹板,如第一优选飞溅条10所示,其中交叉腹板28限定在相邻开口12之间。开口将中空内部空间615、715、815暴露在主体的封闭横截面形状内,使得冷却介质液滴和射流能够通过开口落下,并且液滴和射流与流过冷却塔的空气进行热交换。第一、第六、第七和第八优选飞溅条10、610、710、810的主体具有第一端部18a、618a、718a、818a和第二端部18b、618b、718b、818b,并限定了纵向轴线22、622、722、822。多个腹板28包括从第一端部18a、618a、718a、818a延伸到第二端部18b、618b、718b、818b的第一腹板28a、628、728、828。第一腹板28a、628、728、828相对于纵向轴线22、622、722、822以锐角腹板角度或第一角度X或第一圆弧延伸,使得第一腹板28a、628、728、828在第一和第二端部18a、618a、718a、818a、18b、618b、718b、818b之间围绕主体的闭合形状缠绕至少一百八十度(180°)。第一腹板28a、628、728、828还可以进一步缠绕第一和第二端部18a、618a、718a、818a、18b、618b、718b、818b之间的主体的闭合形状,诸如三百六十度(360°),这通常取决于条长度L、6L、7L、8L以及多个腹板28、28a、628、728、828相对于纵向轴线22、622、722、822的定向。条长度L、6L、7L、8L优选为至少十英寸(10″)并且可以具有优选在十英寸和十八英尺(10″-18′)之间的条长度L、6L、7L、8L。开口22定位在飞溅条10、610、710、810的主体上,使得平行于纵向轴线22、622、722、822在第一和第二端部18a、618a、718a、818a、18b、618b、718b、818b之间延伸穿过主体的线横穿或延伸穿过开口中的至少一个。因此,在本优选配置中,在第一和第二端部18a、618a、718a、818a、18b、618b、718b、818b之间没有限定用于流动冷却介质的沿着或平行于纵向轴线22、622、722、822的直接线性路径。第一和第二端部18a、618a、718a、818a、18b、618b、718b、818b之间的任何线性路径由开口22中的至少一个中断,使得可以由流经冷却塔或沿着优选的飞溅条10、610、710、810流动的空气推动的冷却介质在第一和第二端部18a、618a、718a、818a、18b、618b、718b、818b之间没有直接的表面流动路径,这可能导致冷却介质被吹出飞溅条10、610、710、810的组件和冷却塔,从而降低冷却塔的效率,这是不希望的。

在第七和第八优选飞溅条710、810中,第一腹板728、828相对于纵向轴线722、822以第一锐角腹板角度7X、8X延伸,并且在第六优选飞溅条610中,第一腹板628相对于纵向轴线622以弧形延伸,或者以弧形路径围绕飞溅条610的封闭的大致圆柱形形状延伸。第六、第七和第八优选飞溅条610、710、810还包括附加的多个腹板(未示出),这些腹板通常平行于第一腹板628、728、828交叉或延伸,尽管为了清楚起见,未示出附加的腹板。附加腹板为飞溅条610、710、810和用于冷却介质的防溅表面提供了进一步的结构完整性。如上所述,腹板628、728、828也可以包括优选的表面特征或凹槽50。

参考图10,可以由挤出工序构造第六优选飞溅条610,该工艺限定了第一腹板628和围绕纵向轴线622以弧形延伸以限定主体的附加多个腹板(未示出)的弧形形状。第一腹板628和多个附加腹板不限于围绕纵向轴线622在一个方向上延伸,并且可以改变第一和第二端部618a、618b之间的方向、定向和弓形曲率。例如,挤出工序可以使第一和附加的多个腹板628在第一弧和定向上成弧,然后在形成预定长度的飞溅条610之后切换到相反的定向和弧。可选地,腹板628可以相对于纵向轴线622以相对线性的定向形成,并且随后相对于纵向轴线622以一定角度或弓形变形,从而限定飞溅条622。

本领域的技术人员将了解,在不脱离本发明的广泛发明构思的情况下,可对上述优选实施例做出改变。因此,应理解,本发明不限于所公开的特定实施例,而是旨在覆盖在由本公开限定的本发明的精神和范围内的修改。


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