ЛИСТ ОРОСИТЕЛЯ ШЕВРОННОЙ СТРУКТУРЫ И БЛОК ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2011 года по МПК F28F25/08 

Описание патента на изобретение RU2418254C1

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами, в частности к элементам оросителей и водоуловителей градирен.

Известен блок оросителя градирни, состоящий из вертикальных гофрированных листов с гранеными гофрами, которые при скреплении между собой образуют вертикальные трубообразные каналы (патент РФ №2300067, МКИ F28F 25/08, 27.05.2007).

Известны также оросители из полимерных материалов, например оросительные устройства, выполненные в виде блока пластмассовых труб (см. например, патент РФ №2141616, МКИ F28F 25/00, 20.11 1999; патент РФ №2141617, МКИ F28F 25/08, 20.11.1999).

Общим недостатком этих конструкций является их высокое аэродинамическое сопротивление и неравномерность охлаждения воды по площади градирни, вследствие замкнутости трубчатых каналов оросителей.

Известны конструкции листов оросителя градирни, содержащие гофры в виде непрерывной волны, расположенные под углом к кромке листа (патент Великобритании №1177124, F28C 3/00, 1970; патент США №4668443, НКИ 261-1123, 1987; патент РФ №2001375, МКИ F28F 25/08, 1993).

Общим недостатком этих конструкций листов оросителя, как показывает практика эксплуатации, является возникновение и устойчивое существование струйного течения жидкости во впадинах гофр, что снижает интенсивность тепломассообмена.

Известны конструкции листов оросителя градирни, содержащие гофры синусоидальной формы, расположенные по высоте листа в виде двух или более участков, наклоненные в одну сторону от вертикали (патент РФ №2222758, МКИ F28F 25/08, 27.01.2004; патент РФ №2257521, МКИ F28F 25/08, 27.07.2005).

Наличие изломанного гофра, причем с наклоном в одну сторону от вертикали, уменьшает время прохождения воды по высоте листа оросителя и тем самым снижается эффективность тепломассообмена.

Известны конструкции листа оросителя, содержащий гофры синусоидальной формы, расположенные под противоположными углами наклона к кромке листа (патент РФ №2109242, МКИ F28F 25/08, 20.04.1998; патент РФ №2306519, МКИ F28F 25/08, 20.09.2007).

Основной недостаток данных листов оросителя заключается в значительной длине наклонных участков, что инициирует появление струйного течения воды во впадинах гофр.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является лист оросителя градирни, содержащий гофры синусоидальной формы, расположенные по высоте листа в виде двух и более участков с противоположными углами наклона к горизонтали, причем с уменьшением значений этих углов на участках снизу вверх при сохранении высоты и ширины гофров, углы в вершинах и впадинах уменьшаются (патент РФ №2217676, МКИ F28F 25/08, 27.11.2003). Данное изобретение принято за прототип.

Описанное выше выполнение листа оросителя имеет определенные недостатки, а именно, уменьшение проходного сечения каналов и резкие перегибы коротких каналов по высоте листа, что приводит к увеличению аэродинамического сопротивления оросителя. Уменьшение углов наклона относительно горизонтали коротких каналов приводит к их значительному удлинению, что провоцирует появление струйного течения, что также приводит к снижению эффективности тепломассообмена.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности охлаждения воды в оросителе градирни путем увеличения удельной межфазной поверхности, а соответственно, и времени контакта фаз.

Для достижения этого технического результата лист оросителя шевронной структуры, изготовленный из полимерного материала, например ПВХ, содержит гофры в виде непрерывной волны, при этом каждый гофр выполнен в виде зигзагообразной последовательности одинаковых по длине и сечению коротких каналов, ориентированных друг к другу под одинаковым углом не менее 90° и не более 180°, а отношение высоты гофра к длине ребра короткого канала по зигзагообразной направляющей составляет не менее 2, 5.

Известны оросительные устройства, выполненные в виде блоков вертикальных или под наклоном к вертикали пластмассовых труб различной формы в поперечном сечении (Гладков В.А., Кучеренко Д.И. Оборотное водоснабжение. (Системы водяного охлаждения). - М: Стройиздат, 1980; патент РФ №2309356, МКИ F28F 25/08, 27.10.2007; патент РФ №2317502, МКИ F28F 25/08, 20.02.2008).

Недостатком такого типа блоков оросителей являются незначительная удельная межфазная поверхность и короткое время контакта фаз и, как следствие, невысокая эффективность тепломассообмена.

Известны блоки оросителей, составленные из листов с прямолинейными гофрами, имеющими в поперечном сечении вид непрерывной волны и расположенные вдоль вертикальной кромки (патент РФ №2300067, МКИ F28F 25/08, 27.05.2007) или под углом к ней (патент РФ №2043600, МКИ F28F 25/08, 10.09.1995; патент РФ №2133427,МКИ F28F 25/08, 20.07.1999).

Известен ороситель градирни, состоящий из блоков, собранных в пакеты из вертикально установленных гофрированных листов с расположенными под углом к кромкам листа параллельными гофрами, при этом каждый гофрированный лист содержит две группы параллельных гофров, сходящихся в середине листа, при этом гофры левой половины листа наклонены вправо от вертикали, гофры правой половины листа наклонены влево от вертикали, а собранные в пакет гофрированные листы образуют в поперечном сечении ромбообразные каналы(патент РФ №2306519, МКИ F28F 25/08, 20.09.2007).

Основной недостаток оросителя заключается в значительной длине каналов, что инициирует появление струйного течения воды во впадинах гофр.

Более эффективными, с точки зрения тепломассообмена, являются блоки оросителей, в которых гофры соседних листов расположены под углом друг к другу (патент РФ №2008607, МКИ F28F 25/08, 28.02.1994; патент РФ №2122696, МКИ F28F 25/08, 27.11.1998; патент РФ №2132032,МКИ F28F 25/08, 20.06.1999; патент РФ №2145699, МКИ F28F 25/08, 20.02.2000).

Из вышерассмотренной совокупности последней группы аналогов наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ороситель градирни, содержащий листы с гофрами в виде непрерывной волны, которые контактируют друг с другом по гребням гофр с образованием каналов по высоте оросителя, при этом гофры выполнены под углом к кромкам листов, а гофры соседних листов могут быть ориентированы в одинаковом направлении и под углом друг к другу (патент РФ №2132032,МКИ F28F 25/08, 20.06.1999).

Общим недостатком такого типа блоков оросителей является существование струйного течения жидкости во впадинах гофр, что снижает интенсивность тепломассообмена, так как основу блока оросителя составляют гофрированные листы, образующие в собранном блоке каналы различной формы, но все с прямолинейной направляющей.

Задачей изобретения является повышение эффективности тепломассообмена и жесткости блока оросителя.

Согласно первому варианту выполнения блока технический результат достигается тем, что в блоке оросителя, содержащем чередующиеся вертикальные плоские и гофрированные листы оросителя шевронной структуры, изготовленные из полимерного материала, например ПВХ, и соединенные между собой при помощи соединительных трубок, блок содержит множество листов оросителя шевронной структуры, при этом каждый гофрированный лист шевронной структуры по зигзагообразным линиям ребер контактирует с плоскими листами с образованием идентичных зигзагообразных каналов по высоте блока оросителя и соединен с одним из плоских листов жесткой связью, например сваркой.

Согласно второму варианту выполнения технический результат достигается тем, что в блоке оросителя четные гофрированные листы оросителя шевронной структуры повернуты вокруг горизонтальной оси на 180° относительно нечетных гофрированных листов оросителя шевронной структуры.

Согласно третьему варианту выполнения технический результат достигается тем, что в блоке оросителя листы установлены таким образом, что имеют точечный контакт между собой в точках схождения зигзагообразных ребер и по каждому зигзагообразному ребру и при этом образуют сквозные в вертикальном и горизонтальном направлениях перекрестные зигзагообразные каналы, а соединительные трубки установлены в местах точечного контакта по зигзагообразным ребрам гофрированных листов оросителя шевронной структуры.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид листа оросителя шевронной структуры, на фиг.2 - общий вид блока оросителя по первому варианту исполнения, на фиг.3 - общий вид блока оросителя по второму варианту исполнения, на фиг.4 - общий вид блока оросителя по третьему варианту выполнения.

На фиг.1 - 4 цифрами обозначены следующие позиции: 1 - лист оросителя шевронной структуры, 2 - зигзагообразный гофр, 3 - короткий канал, 4 - плоский лист, 5 - зигзагообразный канал, 6 - зигзагообразные ребра листа, 7 - соединительные трубки.

Лист 1 (фиг.1) оросителя шевронной структуры представляет собой объемную структуру и содержит гофры 2 в виде непрерывной волны от одного края листа до другого. Каждый гофр 2 выполнен в виде зигзагообразной последовательности одинаковых по длине и сечению коротких каналов 3, ориентированных друг к другу под одинаковыми углами. Такое взаимное угловое положение коротких каналов 3 и определяет название структуры листа оросителя - шевронная структура. Листы 1 собираются в вертикальном положении в блок с образованием множества зигзагообразных каналов. С использованием листа 1 оросителя шевронной структуры возможно выполнение ряда вариантов блока оросителя градирни.

Блок оросителя по первому варианту выполнения содержит множество вертикально установленных и чередующихся листов 1 шевронной структуры и плоских листов 4 с образованием идентичных зигзагообразных каналов 5 по высоте блока оросителя (фиг.2).

Блок оросителя по второму варианту выполнения также содержит множество вертикально установленных и чередующихся листов 1 шевронной структуры и плоских листов 4 с образованием идентичных зигзагообразных каналов 5 по высоте блока оросителя, но четные гофрированные листы оросителя шевронной структуры повернуты вокруг горизонтальной оси на 180° относительно нечетных гофрированных листов оросителя шевронной структуры (фиг.3).

В первом и втором вариантах выполнения блоков каждый гофрированный лист 1 оросителя шевронной структуры соединен с одним из контактирующих с ним плоским листом 4 жесткой связью, например сваркой, по всем зигзагообразным ребрам 6. Весь комплект гофрированных листов 1 и плоских листов 4, входящих в блок, стягивается между собой соединительными трубками 7.

Блок оросителя по третьему варианту выполнения содержит только листы 1 шевронной структуры, которые повернуты относительно друг друга на 180° и установлены таким образом, что имеют точечный контакт между собой в точках схождения зигзагообразных ребер 6 и по каждому зигзагообразному ребру 6 и при этом образуют сквозные в вертикальном и горизонтальном направлениях перекрестные зигзагообразные каналы 5, а соединительные трубки 7 установлены в местах точечного контакта по зигзагообразным ребрам гофрированных листов оросителя шевронной структуры (фиг.4).

Блок оросителя, составленный из листов 1 шевронной структуры, работает следующим образом. Охлаждаемая вода, равномерно распределенная по поверхности листов 1 блока оросителя градирни, стекает вертикально под действием силы тяжести по стенкам зигзагообразных гофров 2. Благодаря наличию коротких каналов 3, постоянно меняющих свое направление, значительно удлиняется расстояние для прохождения воды, и изменяется вектор направления движения охлаждающего воздуха, что приводит к дополнительной турбулизации стекающей пленки воды по зигзагообразным каналам 5, что в конечном итоге увеличивает эффективность тепломассообмена. Блок, выполненный по третьему варианту, благодаря наличию перекрестных зигзагообразных каналов 5 позволяет получить более равномерное распределение охлаждаемой воды по всей площади листов 1. Вводимые ограничения по углу схождения коротких каналов и соотношению высоты гофра к длине ребра короткого канала по зигзагообразной направляющей снижают аэродинамическое сопротивление блоков оросителя. Плоские листы 4, используемые для первого и второго вариантов выполнения блока оросителя, обеспечивают дополнительную жесткость блоков.

Таким образом, применение изобретения позволяет улучшить важные технологические и эксплуатационные параметры оросителя: во-первых, повысить степень охлаждения воды, во-вторых, уменьшить аэродинамическое сопротивление и, в-третьих, повысить жесткость конструкции, а значит и ее долговечность.

Похожие патенты RU2418254C1

название год авторы номер документа
ОРОСИТЕЛЬ ГРАДИРНИ 2007
  • Давлетшин Феликс Мубаракович
RU2355972C2
БЛОК ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ 2010
  • Давлетшин Феликс Мубаракович
RU2428645C1
ОРОСИТЕЛЬ ГРАДИРНИ 2006
  • Давлетшин Феликс Мубаракович
RU2306519C1
БЛОК ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ 2006
  • Давлетшин Феликс Мубаракович
RU2300067C1
ТРУБА ПОЛИМЕРНАЯ ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ 2011
  • Давлетшин Феликс Мубаракович
RU2491488C2
ТРУБА ПОЛИМЕРНАЯ ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ 2012
  • Давлетшин Феликс Мубаракович
RU2509282C2
Блок оросителя градирни 2017
  • Давлетшин Феликс Мубаракович
RU2677433C1
БЛОК ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ 2006
  • Давлетшин Феликс Мубаракович
RU2317502C1
БЛОК ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ 2007
  • Давлетшин Феликс Мубаракович
RU2359195C1
Блок оросителя градирни 2019
  • Давлетшин Феликс Мубаракович
RU2727738C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 418 254 C1

Реферат патента 2011 года ЛИСТ ОРОСИТЕЛЯ ШЕВРОННОЙ СТРУКТУРЫ И БЛОК ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к области оборотного водоснабжения, а именно к конструктивным элементам градирен и других аппаратов для тепломассообмена между жидкими и газообразными средами, в частности к элементам оросителей и водоуловителей градирен. Лист оросителя шевронной структуры, изготовленный из полимерного материала, например ПВХ, содержит гофры в виде непрерывной волны, при этом каждый гофр выполнен в виде зигзагообразной последовательности одинаковых по длине и сечению коротких каналов, ориентированных друг к другу под одинаковым углом не менее 90° и не более 180°, а отношение высоты гофра к длине ребра короткого канала по зигзагообразной направляющей составляет не менее 2,5. На основе листа оросителя шевронной структуры собираются различные варианты блока оросителя градирни. Блок оросителя по первому и второму варианту выполнения содержит множество вертикально установленных и чередующихся листов шевронной структуры и плоских листов с образованием идентичных зигзагообразных каналов по высоте блока оросителя. В блоке оросителя по второму варианту выполнения четные гофрированные листы оросителя шевронной структуры повернуты вокруг горизонтальной оси на 180° относительно нечетных гофрированных листов оросителя шевронной структуры. Блок оросителя по третьему варианту выполнения содержит только листы шевронной структуры, которые повернуты относительно друг друга на 180° и установлены таким образом, что имеют точечный контакт между собой в точках схождения зигзагообразных ребер и по каждому зигзагообразному ребру и при этом образуют сквозные в вертикальном и горизонтальном направлениях перекрестные зигзагообразные каналы, а соединительные трубки установлены в местах точечного контакта по зигзагообразным ребрам гофрированных листов оросителя шевронной структуры. Изобретение позволяет повысить эффективность охлаждения воды в оросителе градирни путем увеличения межфазной поверхности. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула изобретения RU 2 418 254 C1

1. Лист оросителя шевронной структуры, изготовленный из полимерного материала, например ПВХ, содержащий гофры в виде непрерывной волны, отличающийся тем, что каждый гофр выполнен в виде зигзагообразной последовательности одинаковых по длине и сечению коротких каналов, ориентированных друг к другу под одинаковым углом не менее 90° и не более 180°, при этом отношение высоты гофра к длине ребра короткого канала по зигзагообразной направляющей составляет не менее 2,5.

2. Блок оросителя, содержащий чередующиеся вертикальные плоские и гофрированные листы оросителя, изготовленные из полимерного материала, например ПВХ, и соединенные между собой при помощи соединительных трубок, отличающийся тем, что содержит множество листов оросителя шевронной структуры по п.1, при этом каждый гофрированный лист шевронной структуры по зигзагообразным линиям ребер контактирует с плоскими листами с образованием идентичных зигзагообразных каналов по высоте блока оросителя и соединен с одним из плоских листов жесткой связью, например сваркой.

3. Блок оросителя по п.2, отличающийся тем, что четные гофрированные листы оросителя шевронной структуры повернуты вокруг горизонтальной оси на 180° относительно нечетных гофрированных листов оросителя шевронной структуры.

4. Блок оросителя, содержащий гофрированные листы оросителя, изготовленные из полимерного материала, например ПВХ, смежные листы которых повернуты относительно друг друга на 180° и соединены между собой при помощи соединительных трубок, отличающийся тем, что листы установлены таким образом, что имеют точечный контакт между собой в точках схождения зигзагообразных ребер и по каждому зигзагообразному ребру и при этом образуют сквозные в вертикальном и горизонтальном направлениях перекрестные зигзагообразные каналы.

5. Блок оросителя по п.4, отличающийся тем, что соединительные трубки установлены в местах точечного контакта по зигзагообразным ребрам гофрированных листов оросителя шевронной структуры.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2418254C1

US 4801410 А, 31.01.1989
US 6869066 В2, 22.03.205
SU 1149479 А, 15.06.1986
US 3733063 А, 15.05.1973
US 4548766 А, 22.10.1985
US 3540702 А, 17.11.1970
КОНТАКТНЫЙ холодильник 0
  • В. П. Алексеев, Ю. Д. Навроцкий, Б. Б. Крошкин И. Я. Любарский
SU219603A1
Насадка контактного аппарата 1977
  • Вигуржинский Вадим Николаевич
  • Туманов Эрнст Владимирович
SU629437A1
Лист оросителя градирни 2002
  • Недвига Ю.С.
  • Родионов А.М.
RU2217676C2
ОРОСИТЕЛЬ ГРАДИРНИ 2006
  • Давлетшин Феликс Мубаракович
RU2306519C1

RU 2 418 254 C1

Авторы

Закиров Ильдус Мухаметгалеевич

Акишев Ниаз Ирекович

Алексеев Кирилл Анатольевич

Пономарев Игорь Михайлович

Даты

2011-05-10Публикация

2009-09-14Подача