MXPA97006831A - Torre de enfriamiento rigida - Google Patents

Abstract

Se describe una torre de enfriamiento que es resistente al desplazamiento lateral, mientras se reduce al mínimo el número y tipo de partes, y mientras se limita la cantidad de puntales horizontales. La torre de enfriamiento tiene un miembro de esqueleto de material reforzado con fibra. Se proporciona conexiones de transferencia de momento en las conexiones entre los elementos del marco de esqueleto y entre el marco de esqueleto y la base sobre el cual se asienta. Se pueden obtener ahorros en el costo adicionales, utilizando partes separables hechas de madera en lugar del material reforzado con fibra. Las conexiones de transferencia de momento entre los miembros de marco se hacen uniendo los elementos unidos a la placa de montaje. Las conexiones de transferencia de momento entre el marco y la base se hacen uniendo los miembros de marco y la base a los pedestales. También se describe un método para construir tal torre de enfriamiento. Se puede proporcionar un apuntalamiento diagonal en las uniones pre-seleccionadas.

Description

TORRE DE ENFRIAMIENTO RÍGIDA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a torres de enfriamiento, y más particularmente, a torres de enfriamiento erectas de campo diseñadas para resistir fuerzas laterales de viento, temblores y similares. * Las torres de enfriamiento se han utilizado para enfriar líquido a través del contacto con el aire. Muchas torres de enfriamiento son del tipo de contraflujo, en donde el líquido caliente se deja fluir hacia abajo a través de la torre y un flujo contracorriente de aire es expulsado a través de varios medios hacia arriba a través del líquido que cae para enfriar el líquido. Otros diseños utilizan un flujo de cruce de aire, y sistemas de aire forzado. Una aplicación común para las torres de enfriamiento de líquido es para agua de enfriamiento para disipar un calor de desperdicio en plantas de procedimiento y generación eléctrica y sistemas de aire acondicionado industriales e institucionales. La mayoría de las torres de enfriamiento incluyen una estructura de torre. Este ensamble estructural está provisto para soportar cargas muertas y vivas, incluyendo equipo de movimiento de aire, tales como un ventilador, motor, engranaje, flecha de impulsión o acoplamiento, equipo de distribución de líquido, tal como cabezas de distribución y boquillas de aspersión y medios de superficie de transferencia de calor, tales como un ensamble de llenado. El -material de ensamble de llenado, generalmente tiene espacios a través de los cuales el líquido fluye hacia abajo y el aire fluye hacia arriba para proporcionar una transferencia de calor y masa entre el líquido y el aire. Un tipo bien conocido de material de relleno utilizado por Ceramic Cooling Towers of Fort Worth, Texas, consiste de capas apiladas de losetas de arcilla de celda abierta. Este material de relleno puede pesar de 27,240 a 31,780 kg para una torre de enfriamiento de aire acondicionado de tamaño convencional. Las partes estructurales de una torre de enfriamiento no deben ser solamente soportar el peso del material de relleno, sino que también resistir las fuerzas del viento o cargas, y deben ser diseñadas para resistir cargas de temblores. Debido a la naturaleza corrosiva de los grandes volúmenes de aire y agua, expulsados a través de tales torres de enfriamiento, en el pasado ha sido una práctica, ya sea ensamblar tales torres de enfriamiento de acero inoxidable o de un metal galvanizado y revestido, o para torres ensambladas de campo más grandes, para construir tales torres de enfriamiento de madera, la cual es químicamente tratada baje presión, o concreto por lo menos para las partes estructurales de la torre. Las partes de metal de las torres de enfriamiento pueden corroerse a través de la atmósfera local o del líquido que está siendo enfriado, dependiendo del metal real utilizado y el material de revestimiento utilizado para proteger el metal. Además, tales torres de metal usualmente tienen un tamaño limitado y también son un poco costosas, especialmente en aplicaciones muy grandes, tales como agua de enfriamiento de un condensador de estación de generación de energía eléctrica. El concreto es muy duradero, pero las torres hechas • de concreto son costosas y pesadas. Muchas torres de enfriamiento están ubicadas sobre techos de edificios y el peso de una torre de enfriamiento de concreto puede presentar problemas de diseño para el edificio. Las partes de plástico son resistentes a la corrosión, pero las partes de plástico ordinariamente no podrían proporcionar una suficiente resistencia para soportar el material de relleno y el peso de la misma torre. La madera ha sido utilizada para las partes estructurales de las torres de enfriamiento, pero también tiene sus desventajas. Las torres de madera pueden requerir de sistemas de protección contra incendios costosos. La madera puede decaer bajo la exposición constante no sólo al ambiente, sino también al agua caliente que se está enfriando en la torre. La madera ha sido químicamente tratada para incrementar su vida útil, puede tener desventajas ambientales: el tratamiento químico puede lixiviarse de la madera hacia el agua que se está enfriando. El plástico reforzado con fibra ha _sido utilizado como un diseño exitoso alternativo a la madera y al metal. Para resistir el viento lateral esperado y las cargas sísmicas, las torres de soporte han sido generalmente de dos tipos: estructuras de bastidor de pared de esfuerzo cortante y estructuras de bastidor lateralmente apuntaladas. Las estructuras de bastidor de pared de esfuerzo cortante, generalmente son ' de una construcción de fibras, de plástico reforzado o de concreto, y tienen una red de trabajo de columnas y vigas interconectadas. Las paredes de esfuerzo cortante son útiles para proporcionar resistencia lateral al viento y cargas de temblores. En las estructuras de bastidor, lateralmente apuntaladas, las torres de enfriamiento generalmente se hacen de madera, o de vigas y columnas de plástico reforzadas con fibra, el bastidor es convencionalmente para soporte de carga muerta; se utilizan puntales diagonales para resistir las cargas laterales. Las uniones en las vigas y las columnas coincidentes están diseñadas para permitir la rotación entre los elementos estructurales. Las uniones no proporcionan resistencia lateral a la carga de la estructura. Las soluciones de la técnica anterior que utilizan plástico reforzado con fibra incluyen aquellas mostradas en la Patente de los Estados Unidos No. 5,236,625 a Bardo et al. (1993) y No. 5,028,357 (1991) a Bardo. Ambas patentes describen estructuras adecuadas para torres de enfriamiento, pero permanece la necesidad de una estructura de costo medio, adecuada para utilizase como una torre de enfriamiento. De esta forma, ya que las estructuras de torre de plástico reforzadas con fibra de la técnica anterior han resuelto muchos de los problemas asociados con las estructuras de torres de enfriamiento de madera y de metal, muchas de las soluciones al problema de resistencia a la carga lateral han incrementado los costos de estas unidades. Tanto la pared de esfuerzo cortante como los bastidores lateralmente apuntalados pueden ser muy laboriosos de construir, ya que existen muchas partes y muchas conexiones que se tienen que hacer. Existe un gran. número de elementos estructurales clave, con una fabricación más compleja y partes de inventario, incrementando la complejidad de construcción y de esta manera los costos. Y ya que los costos incrementados pueden ser justificados en muchos casos, sigue permaneciendo la necesidad de una estructura de torre de enfriamiento de costo más bajo, y de estructuras de torres de enfriamiento de costo más bajo que satisfagan menos criterios de diseño de exactitud, en donde las estructuras anteriores van más allá de la necesidad. En las estructuras de bastidor de plástico reforzado con fibra, una dificultad con la unión entre las columnas y las vigas, ha sido que cuando se hacen con pernos o tornillos convencionales, las vigas y columnas pueden girar con respecto, una de la otra. Si la condición es más tensa, en donde se intenta hacer a través de pernos o tornillos convencionales, limita la rotación y proporciona estabilidad lateral sin agregar el apuntalamiento diagonal, el material de plástico reforzado con fibra puede ser dañado, y el problema se empeora a medida que los miembros de conexión degradan el plástico reforzado con fibra y agrandan los agujeros en donde son recibidos. La presente invención está dirigida a la necesidad de proporcionar torres de enfriamiento erectas de campo que sean fáciles de diseñar, de fabricar y de construir. También está dirigida a la necesidad de torres de enfriamiento erectas de campo que sean menos costosas de fabricar y más simples de construir que las torres de enfriamiento convencionales. Se proporciona una estructura de torre de enfriamiento de nivel medio que satisface la necesidad de una torre de enfriamiento que llena criterios de diseño menos exactos a un costo más bajo de la unidad. Satisface la necesidad de estabilidad lateral - para resistir cargas de viento y de temblores anticipadas, mientras que reduce o elimina la necesidad de apuntalamiento diagonal tradicional y elimina las paredes de esfuerzo cortante. También permite una extensión incrementada para vigas, mientras satisface los criterios de diseño para la vida de servicio, sin incrementar el apuntalamiento diagonal, mientras que también proporciona flexibilidad en el diseño para incrementar la vida de servicio y reducir el desplazamiento en las vigas de torre de enfriamiento. En un aspecto, la presente invención satisface estos objetos proporcionando una estructura de bastidor rígido que comprende un par de columnas verticales y una viga horizontal, que se extienden entre las columnas, todas hechas de un material que contiene fibras de refuerzo. Las columnas verticales y la viga horizontal tienen superficies coplanares en sus uniones. Una placa de montaje está en una unión de la viga horizontal y las columnas verticales. La placa de montaje teñe un lado unido a las superficies co-planares de la viga horizontal, y la columna vertical en la unión para definir una unión de transferencia de momento entre la viga horizontal y la columna vertical. En otro aspecto, la presente invención proporciona una torre de enfriamiento, que comprende una pluralidad de columnas verticales hechas de un material que contiene fibras de refuerzo. Existe una pluralidad de vigas horizontales de primer nivel hechas de un material que contiene fibras de refuerzo. Cada viga horizontal de primer nivel se extiende entre un par de columnas a un primer nivel vertical. También existe una pluralidad de vigas hoi'izontales de segundo nivel hechas de un material que contiene fibras de refuerzo. Cada viga~horizontal de segundo nivel se extiende entre un par de columnas a un segundo nivel vertical. Las columnas verticales y las vigas horizontales de primer nivel tienen superficies co-planares en las uniones de las vigas horizontales de primer nivel y las columnas verticales. Las columnas verticales y las vigas horizontales de segundo nivel también tienen superficies co-planares en las uniones de las vigas horizontales de segundo nivel y en las columnas verticales. Existe un sistema de distribución de agua para distribuir el agua que va a ser enfriada dentro de la torre de enfriamiento. El sistema de distribución de agua está en el segundo nivel vertical. Existe un material de relleno a través del cual el aire y el agua del sistema de distribución de agua, pueden pasar. El material de relleno está en el primer nivel vertical. Existe un ventilador para ocasionar que el aire se mueva a través del mate'rial de relleno para enfriar el agua en el material de relleno. Se proporcionan placas de montaje en una pluralidad de uniones de las columnas verticales y las vigas horizontales de primer nivel, cada placa de montaje está dispuesta en una unión y tiene una superficie de montaje unida a las superficies co-planares de las vigas horizontales de primer nivel y las columnas verticales para definir una junta de transferencia de momento en la unión. También se proporcionan placas de montaje en una pluralidad de uniones de las columnas verticales y las vigas horizontales de segundo nivel, cada placa de _montaje está dispuesta en una unión y tiene una superficie de montaje unida a las superficies co-planares de las vigas horizontales de segundo nivel y las columnas verticales para definir una junta de transferencia de momento en la unión. En aún otro aspecto de la presente invención se proporciona una estructura que tiene un esqueleto hecho de material que contiene fibras de refuerzo. La estructura incluye una base y una pluralidad de columnas verticales, hechas de un material que contiene fibras de refuerzo. Las columnas están separadas y tienen extremos de fondo. Existe una pluralidad de vigas horizontales hechas de un material que contiene fibras de refuerzo, cada viga horizontal se extiende entre y se conecta a un par de columnas adyacentes. Se proporcionan pedestales para montar las columnas verticales sobre la base. En esta modalidad, cada pedestal está asegurado a la base y unido a los extremos de fondo de las columnas verticales. En aún otro aspecto, la presente invención proporciona una torre de enfriamiento que comprende un marco de soporte de esqueleto que define un volumen interior. El marco de esqueleto incluye una pluralidad de columnas verticales hechas de un material que contiene fibras de refuerzo y una pluralidad de vigas horizontales hechas del material que contiene fibras de refuerzo. Cada viga está conectada en sus extremos a un par de columnas verticales. La torre de enfriamiento también incluye un sistema de distribución de agua para distribuir agua dentro del volumen interior definido por el marco de soporte de esqueleto y material de relleno dentro del volumen interior definido 'por el marco de soporte de esqueleto para recibir el agua del sistema de distribución de agua y a través del cual el agua puede viajar. La torre de enfriamiento también incluye medios para hacer que el aire se mueva a través del material de relleno para enfriar el agua recibida en el material de relleno del sistema de distribución de agua, y medios para recoger el agua enfriada del material de relleno. La torre de enfriamiento también incluye un miembro separable seleccionado del grupo que consiste de una cubierta sobre la parte superior de la torre de enfriamiento, dinteles bajo la cubierta, una escalera en el exterior de la torre de enfriamiento, y un riel de seguridad sobre la parte superior de la torre de enfriamiento, en donde el miembro separable está hecho de madera. La presente invención también proporciona un método para construir una torre de enfriamiento que comprende los pasos de proporcionar una pluralidad de columnas hechas de un material que contiene fibras de refuerzo y que tienen un extremo de fondo y una superficie plana. También se proporciona una base. Las columnas son alineadas verticalmente sobre la base y los- extremos de fondo son asegurados a la base. Una pluralidad de vigas hechas de un material que contiene fibras de refuerzo y que tiene dos extremos y superficies planas en sus extremos, también se proporcionan. También se proporciona una placa de montaje que tiene una superficie de montaje. El método incluye la etapa de unir la superficie de montaje de la placa de montaje a la superficie plana en un extremo de -una viga y a la superficie plana sobre una columna vertical para formar una unión de trasferencia de momento entre la viga y la columna vertical. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es una vista en perspectiva, parcial de un marco de esqueleto de la técnica anterior para una torre de enfriamiento, con las partes removidas para claridad de ilustración. La FIGURA 2 es una vista en perspectiva, parcial agrandada de las partes de una estructura de esqueleto de la técnica anterior, tal como se muestra en la FIGURA 1, mostrando intersecciones de una columna con vigas horizontales y puntales diagonales. La FIGURA 3 es una vista en elevación de una torre en enfriamiento de dos celdas hecha de acuerdo con la presente invención.

La FIGURA 4 es una vista en planta superior de la torre de enfriamiento de dos celdas de la FIGURA 3. La FIGURA 5 es una vista en perspectiva de otra torre de enfriamiento de dos celdas con partes removidas para claridad de ilustración. La FIGURA 6 es una vista en perspectiva de una torre de enfriamiento de dos celdas de la FIGURA 5 con las partes removidas claridad de ilustración. La FIGURA 7 es una vista en perspectiva parcial agrandada del extremo de fondo de una columna con una modalidad de un pedestal que puede ser utilizado con la presente invención. La FIGURA 7A es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 7A-7A de la FIGURA 7. La FIGURA 8 es una vista en perspectiva parcial, agrandada de otra modalidad de un pedestal que puede ser utilizado por la presente invención. La FIGURA 9 es una vista en planta superior de la lámina utilizada para la ménsula de pedestal de la FIGURA 8 que se encuentra plana y antes de ser inclinada hacia la forma mostrada en la FIGURA 8. La FIGURA 10 es una elevación lateral del fondo de una columna con la ménsula de pedestal de la FIGURA 9 con dos ángulos montados sobre el extremo de fondo de una columna.

La FIGURA 11 es una elevación lateral de una ménsula que puede ser .utilizada con la ménsula de pedestal de la FIGURA 8 o con otros ángulos como un pedestal para la presente invención. La FIGURA 12 es una sección transversal tomada a lo largo de la línea 12-12 de la FIGURA 11. La FIGURA 13 es una vista en perspectiva, parcial agrandada de una unión de transferencia de momento entre una columna y tres vigas, con una viga más larga que las otras. La FIGURA 14 es una vista en perspectiva parcial agrandada de otra unión de transferencia de momento entre una columna y tres vigas, con una viga más larga que las otras. La FIGURA 15 es una vista en perspectiva, parcial agrandada de otra unión de transferencia de momento entre una columna y tres vigas del mismo tamaño. La FIGURA 16 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 16-16 de la FIGURA 13. La FIGURA 17 es una vista en planta de una modalidad de una placa de montaje de la presente invención. La FIGURA 18 es una vista en planta de otra modalidad de una placa de montaje de la presente invención. La FIGURA 19 es una vista en planta de otra modalidad de una placa de montaje de la presente invención. La FIGURA 20 es una vista en planta de otra modalidad de una placa de montaje de la presente invención.

La FIGURA 20A es una vista en perspectiva de una modalidad de una placa de montaje de la presente invención, que tiene una representación como la modalidad de la FIGURA 20 pero con una superficie con orificios. La FIGURA 20B es una sección transversal tomada a lo largo de la línea 20B-20B de la FIGURA 20A. La Figura 21 es una vista en perspectiva de una estructura de soporte de esqueleto alternante de acuerdo con la presente invención. La FIGURA 22 es una elevación lateral parcial de un par de columnas apuntaladas con un miembro de puntal de canal en forma de C. La FIGURA 23 es una sección transversal tomada a lo largo de la línea 23-23 de la FIGURA 22. La FIGURA 24 es una sección transversal tomada a lo largo de la línea 24-24 de la FIGURA 22.* La FIGURA 25 es una elevación lateral parcial del nivel de consumo de aire de fondo de una torre de enfriamiento, mostrando las columnas adyacentes, apuntaladas con un puntal alternante. La FIGURA 26 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 26-26 de la FIGURA 25. Una muestra de una estructura de marco de torre de enfriamiento de la técnica anterior se muestra en las FIGURAS 1-2. Como se muestra ahí, el marco de torre de enfriamiento, generalmente designado con 10 incluye una pluralidad de columnas verticales 12 y vigas horizontales 14. Las columnas de marco de torre de enfriamiento anterior, típicas 12 y las vigas 14 han sido hechas ya sea de madera o de plástico reforzado con fibra, y han tenido una pluralidad de miembros de puntal diagonal 16 para proporcionar estabilidad lateral y resistencia al viento y temblores. La estructura ilustrada en la FIGURA 1 es una torre de enfriamiento incompleta, con las 'partes removidas para claridad, para ilustrar una estructura general típica de la técnica anterior. El marco típico de los puntales diagonales se ilustra en la FIGURA 2, con las vigas diagonales 16 conectadas extremo a extremo y conectadas a varios elementos estructurales del marco de soporte en varias ubicaciones. En tal estructura anterior típica, las columnas 12 están separadas a una distancia de aproximadamente 1.82 metros (6 pies); en el marco de la técnica anterior ilustrado 10, las columnas están separadas para proporcionar tramos 18, cada tramo tiene una anchura de aproximadamente 1.82 metros (6 pies) . La estructura de marco 10 tiene varias hileras o niveles, el primer nivel al piso está al nivel de entrada de aire 20, con niveles superiores 22, estando verticalmente alineados con el nivel de entrada de aire 20. Los niveles superiores 22 son para llevar el material de relleno, el sistema de distribución de agua y el equipo de consumo de aire. Generalmente, en tales estructuras de contraflujo, se montan un ventilador de diámetro .grande y un motor (no mostrado) sobre el techo 24 para expulsar el aire del nivel de consumo de aire 20 y a través de los niveles superiores 22 para salir en el ventilador.' Como se muestra en las FIGURAS 1-2, las estructuras de la técnica anterior han requerido convencionalmente puntales diagonales 16 en' cada nivel de la estructura. Aunque otros patrones de puntales diagonales de aquellos mostrados en la FIGURA 1 pueden hacerse y han sido utilizados, los puntales generalmente han sido proporcionados en pares de manera que un grupo de puntales está en tensión, mientras que el otro grupo está en compresión cuando el marco está sometido a fuerzas laterales tales como aquellas que resultan de vientos y temblores. Y el puntal también ha sido proporcionado sobre ambos lados del marco, y dentro del interior del marco para proteger el marco de las fuerzas laterales que vienen de otras direcciones. A menos de que se proporcione otra forma de protección contra las fuerzas laterales, los puntales diagonales generalmente han sido proporcionados en, y entre cada nivel del marco desde la base hacia la viga superior. Una torre de enfriamiento de acuerdo con la presente invención se muestra en las FIGURAS 3-4. Se debe entender que la torre de enfriamiento mostrada en las FIGURAS 3-4 y las estructuras mostradas a través del resto de los dibujos y descritas en la presente, representan ejemplos de la presente invención; la invención no está limitada a las estructuras mostradas y descritas. En la modalidad de las FIGURAS 3-4, la torre de enfriamiento, generalmente designada como 30, comprende dos celdas conectadas 32. En la modalidad ilustrada, cada celda es un cuadrado de aproximadamente 10.9 metros (36 pies) sobre cada lado, de manera que toda la torre de enfriamiento es de aproximadamente 10.9 por 21.9 metros (36 x 72 pies) . Cada celda incluye un ventilador 34 mantenido dentro de una cubierta de ventilador 36, que generalmente puede comprender una estructura de plástico reforzado con fibra que se ensambla en la parte superior de la torre de enfriamiento 30. El ventilador 34 se asienta por arriba de un reductor de velocidad del ventilador engranado, el cual por sí mismo recibe una flecha de impulsión que se extiende desde un motor de ventilador. El ventilador, el reductor de velocidad del ventilador y el motor pueden ser montados como en la técnica convencional, por ejemplo, montado sobre un viga tal como un tubo de acero o tubería de características estructurales apropiadamente elegidas, tales como resistencia a la flexión, al esfuerzo cortante y a la torsión. El motor y la viga pueden estar fuera del techo o parte superior de la torre de enfriamiento o dentro del mismo. En la modalidad ilustrada, la cubierta de ventilador 36 está montada sobre la parte superior de una cubierta plana 38 sobre la parte superior de la_ torre de enfriamiento con un riel de protección 40 alrededor del perímetro. Una escalera 41 ó 43 también puede ser proporcionada para acceso a la cubierta, y andadores también se pueden proporcionar sobre la cubierta . Por atrás de la cubierta 38 se encuentran niveles superiores 42 de la torre de enfriamiento y por atrás de los niveles superiores 42 está el fondo o nivel de consumo de aire 44. Por abajo del nivel de consumo 44 se encuentran medios para recoger el agua enfriada del sistema de relleno. En la modalidad ilustrada, los medios de recolección en depósito 46, en el cual el agua enfriada cae y se recoge. El exterior de los niveles superiores 42 puede ser cubierto con una envoltura o forro 48 que puede ser diseñado para permitir que el aire pase a través de la torre de enfriamiento durante, por ejemplo, condiciones de aire, y puede ser diseñado para sacrificarse, es decir, para soplar cuando las cargas de diseño exceden. El forro puede hacerse de plástico reforzado con fibra, o de otro material y puede comprender persianas . Como se muestra en la FIGURA 5, los niveles superiores 42 incluyen un nivel de relleno 50 y un nivel de distribución de agua 52. El nivel de relleno está por abajo del nivel de distribución de agua, de manera que el agua es distribuida hacia un escurridor a través del nivel de relleno hacia el depósito de recolección 46 por abajo. El aire se mueve a través del nivel de relleno más allá del agua para enfriarlo. El ventilador 34 ilustrado comprende medios posibles para hacer que el aire se mueva a través del sistema de relleno, aunque se pueden utilizar otros medios; por ejemplo, se puede utilizar un soplador en una disposición transversal de flujo. Como en la técnica anterior, el nivel de relleno, se llena con material de relleno 54, es decir, medios de transferencia de calor. Generalmente, el relleno ilustrado es un material de celda abierta que permite que el agua pase hacia abajo y el aire pase hacia arriba, con la transferencia de calor presentándose entre el agua y el aire a medida que pasa. También se puede utilizar loseta de arcilla de celda abierta, así como materiales de cloruro de polivinilo de celda abierta y cualquier otro medio de transferencia de calor de celda abierta. En la modalidad ilustrada, se utilizan bloques de láminas verticales múltiples, generalmente corrugadas de cloruro de polivinilo como el material de relleno. Se puede utilizar material de relleno comercialmente disponible, tal como, por ejemplo: el material de relleno previamente vendido por unters Corp. de Ft . Myers, Florida bajo las designaciones 12060, 19060, 25060; el material de relleno vendido por Brentwood Industries de Reading, Pennsylvania bajo las designaciones 1200, 1900, 3800 y 5000,•_ el material de relleno vendido por Hamon Cooling Towers de Bridgewater, New Jersey bajo las designaciones "Cool Drop" y "Clean Flow"; y materiales de relleno de tipo de rejilla; estos materiales de relleno son identificados solamente para propósitos de ilustración, y la invención no está limitada al uso de ningún tipo particular de relleno. La' presente invención también es aplicable a diseños de flujo transversal, y a disposiciones de relleno adecuadas para tales diseños que pueden hacerse por aquellos expertos en la técnica. El sistema de distribución de agua 49 en el nivel 52 por arriba del nivel de relleno 50 incluye una cabeza de distribución 56 que recibe agua caliente de una tubería de 'suministro (no mostrada) la cual puede estar conectada en la entrada 58 sobre el exterior de la torre de enfriamiento. Una cabeza de distribución 56 se extiende a través de la anchura de cada celda, y cada una está conectada a una pluralidad de tuberías de distribución laterales 60 extendiéndose perpendicularmente de la cabeza 56 hacia los bordes opuestos de cada celda. Las tuberías de distribución laterales están separadas igualmente a través .de cada tramo 62, proporcionándose ocho tuberías de distribución laterales en cada uno de los seis tramos de seis extremidades de la modalidad ilustrada. Se pueden proporcionar tramos más largos con un número apropiado y separación de tuberías de distribución de agua. Cada tubería de distribución lateral 60 tiene una pluralidad de boquillas de aspersión dirigidas hacia abajo 63 conectadas para recibir agua caliente y rociarlas hacia arriba en gotas sobre el material de relleno 54, en donde puede ocurrir el intercambio térmico a medida que la gravedad expulsa las gotas de agua hacia abajo del depósito y el ventilador expulsa aire frío a través de la torre de enfriamiento. La tubería de distribución lateral puede tener, por ejemplo, diez boquillas, de manera que pueden estar ochenta boquillas en cada tramo 62. Este sistema de distribución de agua 49 se muestra y se describe solamente para propósitos de ilustración; también son útiles otros diseños. La torre de enfriamiento de la presente invención también tiene un marco de soporte de esqueleto 64 para soportar el sistema de ventilador, el sistema de distribución de agua 49 y el material de relleno 54. El marco de soporte de esqueleto 64 define un volumen interior 65 dentro del cual el material de relleno 54 y la porción sustancial del sistema de distribución de agua 49 están sostenidos. El esqueleto o marco 64 de la presente invención comprende una 'pluralidad de columnas verticales 66 y vigas horizontales 68. Todas están simplemente configuradas: tubos alargadas con secciones transversales cuadradas o rectangulares, horizontales y caras planas 67, 69 como se muestra en las FIGURAS 13-16. Las superficies 67, 69 de las columnas 66 y vigas 68 son coplanares en sus uniones o intersecciones 61. Las vigas horizontales están unidas a las columnas en una forma novedosa, de manera que el marco completo es rígido y de manera que los niveles superiores pueden estar libres de puntales diagonales, simplificando la construcción y reduciendo el costo del edificio de esta torre erecta del campo. Las columnas 66 y las vigas 68 ilustradas del marco de soporte de esqueleto 64 , todas se hacen de un material que contiene fibras de vidrio y alguna otra fibra de refuerzo. El material reforzado con fibra ilustrado es un plástico reforzado con fibra extruido por estirado • y puede hacerse de materiales resistentes a las llamas o no resistentes a las llamas, como se entenderá por aquellos expertos en la técnica. Las hebras de plástico reforzadas con fibras extruidas por estirado generalmente son aquellas producidas jalando el vidrio alargado u otras fibras de refuerzo a través de un dado con un material de unión y permitiendo que las fibras alargadas y el material de unión se fijen. Se pueden utilizar fibras de refuerzo distintas al vidrio, y el material que contiene las fibras de refuerzo puede ser cualquier resina de plástico convencional, u otro material convencional o matriz, como se entenderá por aquellos expertos en la técnica.- Como se muestra en la FIGURA 6, en cada una de las cuatro esquinas de la torre de enfriamiento, cada columna de esquina 70 está conectada a dos vigas horizontales de primer nivel 71 en el relleno o primer nivel vertical 50. Las columnas de cara extrema verticales, 72 cada una está conectada a tres vigas horizontales de primer nivel 71, y las columnas interiores verticales 74 cada una está conectada a cuatro vigas horizontales de primer nivel 71. Este primer nivel de vigas horizontales 71 soporta el material de relleno 54 en el nivel de relleno 50, separado por arriba del depósito 46. Estas columnas verticales están conectadas al mismo número de vigas horizontales de segundo nivel 73 en el nivel de distribución de agua más alto siguiente 52 y al mismo número de vigas horizontales de tercer nivel 75 eñ el siguiente nivel de soporte de cubierta más alto 76. Cada nivel sucesivo de vigas está separado verticalmente por arriba de los niveles precedentes. Para soportar el material de relleno 54 en el nivel de relleno 50, la invención incluye una pluralidad de dinteles de soporte de relleno horizontales 78, que se extienden entre y están soportados por las vigas horizontales paralelas de primer nivel 71. Los dinteles de soporte de relleno 78 todos están sobre el mismo plano, y los bloques del material de relleno 54 pueden ser sfoportados entre, y sobre los dinteles adyacentes 78 y los dinteles adyacentes y vigas horizontales paralelas 71. Las elevaciones de las primeras vigas horizontales 71 se fijan de manera que las vigas sobre las cuales se apoyan los dinteles, están ligeramente por abajo de las vigas horizontales de primer nivel que son perpendiculares a las vigas sobre las cuales descansan los dinteles de manera que las partes superiores de los dinteles están en el mismo plano como las partes superiores de las vigas de primer nivel paralelas a los dinteles, como se ve en las FIGURAS 5 y 6. Los dinteles pueden ser asegurados en su lugar con tornillos removibles insertados a través de los dinteles hacia las vigas horizontales subyacentes. En el siguiente nivel, un sistema separado de dinteles de soporte de distribución de agua 80 se proporciona en el soporte de distribución de agua o de segundo nivel 52, el cual es el segundo nivel vertical. Los dinteles de soporte de distribución de agua 80 son perpendiculares a las tuberías de distribución laterales 60 y se extienden entre, y están soportados por las vigas horizontales de segundo nivel 73. En la modalidad ilustrada, los dinteles de soporte de distribución de agua 80 son perpendiculares a los dinteles de soporte de relleno 78 y soportan las tuberías de distribución lateral y las boquillas por arriba del relleno. Las vigas horizontales de segundo nivel 73 perpendiculares, pueden ser fijadas en dos niveles, de manera que las partes superiores de los dinteles están en el mismo plano con las vigas de segundo nivel paralelas a los dinteles. Un sistema separado de dinteles de soporte de cubierta 82 se proporciona por arriba y separado de los dinteles de soporte de distribución de agua 80 en el nivel de soporte de cubierta 76. Los dinteles de soporte de cubierta 82 están soportados sobre las vigas horizontales de tercer nivel 75 y pueden soportar tablas de cubierta 84 y el ventilador 34 y la cubierta de ventilador 36. Las vigas horizontales de tercer nivel perpendiculares 75 pueden fijarse a diferentes elevaciones, de manera que las partes superiores de los dinteles están en el mismo plano con las partes superiores de las vigas que están paralelas con los dinteles . La cabeza de distribución de agua 56 puede ser soportada desde abajo por una de las vigas horizontales secundarias 73. Alternativamente, puede ser deseable proporcionar vigas de suspensión horizontales más gruesas, adicionales 85 entre las dos columnas verticales, entre las cuales corre la cabeza de distribución de agua 56. Con tal construcción, en lugar de soportar todo el peso de la cabeza en un punto en el centro de la viga horizontal por abajo de la cabeza, el peso puede ser suspendido desde dos puntos separados del centro, creando menos oportunidad de que la viga inferior se desplace- Esta suspensión puede ser de dos pernos o pasadores que se extienden a través de la viga y a través de una tira que rodea la cabeza. Una porción del resto del sistema de distribución de agua 49 puede ser soportada por las vigas horizontales de segundo nivel 73. En la modalidad ilustrada, el depósito de recolección de concreto 46 define una base sobre la cual las columnas verticales 66 pueden ser montadas a través de pedestales 86. Como se muestra en la FIGURA 7, cada pedestal puede tener una placa de base plana 90 para ser montada con el piso horizontal 91 del depósito y una cubierta vertical 92 en donde el extremo de fondo 94 de la columna vertical 66 está mantenido. En sección transversal, la cubierta vertical está configurada para coincidir con la columna, de manera que existe un ajuste relativamente hermético entre la cubierta y la columna. La base plana 90 de cada pedestal puede ser sujetada mediante pernos al piso 91 del depósito para mantener la posición de la torre de enfriamiento sobre el depósito. Un pedestal alternativo se muestra en las FIGURAS 8-12. Como se muestra en las mismas, se puede utilizar una ménsula con forma de U 200 junto con un par de ángulos 202 como un pedestal 86. La ménsula con forma de U 200 puede formarse a partir de una lámina de metal plano, co o se muestra en la FIGURA 9, doblarse a lo largo de las líneas de doblez 204, de manera que las secciones extremas 206 son perpendiculares a la sección central 208. La anchura de la sección central 208 entre las líneas de doblez 204 es lo suficientemente grande para mantener herméticamente el extremo de fondo 94 de la columna 66 entre los lados rectos definidos por las secciones extremas 206. La ménsula 200 puede estar unida al extremo de fondo de la columna a través de uno o más pernos 210 extendiéndose a través de la columna y ambos lados 206 de la ménsula. Para asegurar el extremo de columna de ménsula al piso, el par de ángulos 202 pueden ser colocado con pernos al extremo de columna como se muestra en la FIGURA 10 y después todo el ensamble puede ser colocado con pernos al piso del depósito, con pernos extendiéndose a través de los ángulos y la sección central subyacente 208 de la ménsula 200. Alternativamente, se puede utilizar un grupo de ángulos 202 para conectar cada columna al piso del depósito, las superficies verticales 212 de los ángulos se unen al extremo de columna como se describe en lo siguiente. Alternativamente, puede ser deseable proporcionar un miembro recto que es recibido dentro de la columna en lugar de encerrarlo. En cualquiera de estas modalidades, dos superficies planas perpendiculares, tales como la base plana .90 y la envoltura vertical 92, la sección central 208 y los lados 206 de la ménsula, y las dos caras 212, 214 de los miembros de ángulos, se proporcionan para asegurar el pedestal a la columna 66 y a la base 46; se pueden utilizar pernos, por ejemplo, para asegurar los pedestales al piso de concreto del depósito. En algunos casos, puede ser deseable unir el extremo de fondo 94 de la columna 66 a la cubierta vertical del pedestal 86 o a las secciones extremas verticales 206 de la ménsula con forma de U 200 y ángulos 202. En algunos otros casos, también puede ser deseable o alternativamente unir la placa de base plana 90 del pedestal 86 a la base o piso 91 o al depósito. De esta forma, como se muestra en la FIGURA 7A, puede existir una capa de material de unión o adhesivo 211 entre las paredes internas 213 de la cubierta vertical 92 del pedestal; también puede estar presente material de unión o adhesivo entre las secciones extremas verticales 206 de la ménsula con forma de U y las caras del extremo de fondo 94 de la columna 66, o entre las caras verticales 212 de los miembros de ángulo 202 y las caras de extremo de fondo de la columna. Como se muestra en la FIGURA 10, puede existir una capa de adhesivo o material de unión 215 entre la sección central 208 de la ménsula 200 y el piso 91; alternativamente, puede existir una capa de material de unión entre las superficies de fondo 214 de los ángulos 202 y el piso 91; puede existir un material de unión o adhesivo entre la base plana 90 y el piso 91. Sin embargo, en muchas instalaciones, las columnas pueden ser unidas a los pedestales y los pedestales al piso sin el uso de adhesivo o de material de unión. La presente invención proporciona una sola unión entre cada columna 66 y viga 68.' Ya que las uniones con pernos tradicionales han permitido el movimiento rotacional relativo entre tales columnas y vigas, la presente invención proporciona uniones sustancialmente rígidas, sin ningún movimiento relativo en las cargas de diseño. Ya que en las uniones tradicionales no existe ninguna transferencia de movimientos entre las vigas y las columnas, en la presente invención existe tal transferencia. Las uniones 59 pueden ser caracterizadas como siendo de transferencia de momento, significando que no existe sustancialmente ningún movimiento relativo entre los miembros unidos en los pesos muertos diseñados y las cargas laterales. Las conexiones entre los extremos de fondo 94 de las columnas 66 y la base 46 pueden ser similarmente de transferencia de momento. Por consiguiente, en la presente invención, la limitación de diseño para fuerzas laterales es la rigidez de las columnas verticales. La torre puede ser construida para resistir cargas de esfuerzo cortante anticipadas sin utilizar puntales transversales o paredes de esfuerzo cortante, o con uso reducido de tales elementos.

Para proporcionar tal unión de transferencia de momento 59 -entre las columnas y las vigas, la presente invención utiliza una combinación de una placa de montaje rígida y un material de unión. En cada unión o intersección 61, se coloca una cara o superficie de montaje 101 de una placa de montaje 100 para cubrir y unir a una parte de las superficies co-planares 67, 69 de la columna vertical 66 y la viga horizontal 68. En la modalidad ilustrada, las placas de montaje cubren todas las anchuras de las superficies co-planares planas 67, 69 de cada uno de los miembros de intersección 66, 68 y que se extienden lateralmente para cubrir la anchura total de una parte de la cara plana de cada uno de los miembros de intersección de unión. Entre las caras de columna y de viga 67, 69, y la cara de montaje interna yuxtapuesta 101 del miembro de montaje se encuentra una capa delgada de adhesivo o de material de unión 102. El adhesivo 102 sirve para unir la placa a la columna y viga para crear una conexión o unión de transferencia de momento 59, sustancialmente sin ningún movimiento relativo entre la placa y los miembros a los cuales está adherida, y por lo tanto sin ningún movimiento sustancial entre la columna y la viga unidas. Sin movimiento relativo, ios momentos pueden ser transferidos de las vigas a las columnas. Con la estructura de la presente invención, los niveles superiores 42 de la torre de enfriamiento pueden estar sustancialmente libres de puntales diagonales contra cargas laterales y de esfuerzo cortante. Esta libertad de puntales diagonales es particularmente ventajosa en el volumen interior 65 de la estructura, ya que los niveles de relleno entonces pueden ser liberados de la interferencia por los puntales, ya que es el nivel de distribución de agua, haciendo más fácil y más rápido la instalación tanto del relleno como del sistema de distribución de agua. En las FIGURAS 13-20B se ilustran placas de montaje de muestra útiles en la presente invención. Como se muestra, solamente es necesario unas pocas formas básicas de placas de montajes que se proporcionen para satisfacer las necesidades de la erección de campo de las torres de enfriamiento. Una primera forma básica es aquella mostrada en las FIGURAS 14 y 17 para una conexión típica en una esquina entre una columna vertical y una viga horizontal uniendo la columna. Como se muestra, esta placa de montaje 100 tiene una área alargada 103 para montarse a la columna vertical 66 y una área de montaje de viga integral 104 de una longitud más corta. Ambas áreas 103, 104 tienen anchuras de por lo menos aproximadamente 12.7 cm (5 pulgadas), para utilizarse con una columna vertical que tenga una anchura de aproximadamente 12.7 cm (5 pulgadas) . Generalmente, se prefiere que el área de montaje de viga 104 tenga una longitud por lo menos para cubrir la anchura de la viga. En la modalidad ilustrada, pueden existir vigas con anchuras de, por ejemplo, 12.7, 17.7 o 25.4 cm (5, 7 ó 10 pulgadas) , de manera que una placa de montaje universal puede hacerse para cubrir una viga de 25.4 cm (10 pulgadas) . De esta manera, se puede proporcionar una placa de montaje de un tamaño en un equipo y utilizarse para cualquier viga de cualquier tamaño probablemente que' será utilizada en el marco de torre de enfriamiento. Otra forma básica se muestra en las FIGURAS 13 y 18. Esta forma es para utilizarse en intersecciones en donde se unen más de una viga horizontal 68 a la columna vertical 66. La forma es similar a la primera forma, pero se proporcionan dos áreas de montaje de viga co-planares 104 sobre ambos lados del área alargada co-planar 103 para unirse a la columna vertical. Las formas de placa de montaje alternativas se muestran en las FIGURAS 15-16 y 19-20. Como se muestra, las placas de montaje pueden comprender formas T 106, como en la FIGURA 15, formas L 108 como en la FIGURA 15, y formas rectangulares 110, como se muestra en las FIGURAS 13-14 y 19-20. Como se muestra en las FIGURAS 13-16 y 21, la estructura de marco de esqueleto puede incluir todas o algunas de estas diversas formas de placas de montaje, dependiendo del tamaño de la viga utilizada. Las placas de montaje 100 preferiblemente tienen agujeros pre-perforados 112 a través de los cuales se pueden atornillar tornillos 113 para madera y tornillos técnicos 114 en las columnas 66 y viga 68. Los tornillos para madera 113 y los tornillos técnicos 114 son colocados antes de que se fije el adhesivo, durante la construcción, y sirven para sostener la estructura de marco de torre de enfriamiento conjuntamente durante la construcción. Generalmente, en la modalidad ilustrada, los tornillos para madera 113 son insertados a través de agujeros en las placas de montaje 100 y a través de agujeros en las caras 67, 69 de las columnas y vigas 66, 68; y los tornillos técnicos 114 son insertados a través de los agujeros en las placas de montaje 100 y en las caras 67, 69 de las columnas y vigas 66, 68, formando sus propias aberturas en las columnas y las vigas . Estas conexiones llevan la carga muerta de la estructura durante la construcción. Estas conexiones también sirven para sostener la cara de montaje interna 101 de la placa de montaje y caras 67, 69 de las columnas y vigas de unión en contacto íntimo con el adhesivo con el fin de que se presente la unión entre estos elementos. Como se muestra en las FIGURAS 16 y 20, los tornillos de madera 113 pueden ser, por ejemplo, utilizados en los agujeros interiores 115 de la placa de montaje, y los tornillos técnicos 114 en los agujeros externos 117 alrededor del perímetro de la placa de montaje. Además o alternativamente, puede ser deseable proporcionar agujeros 116 para pernos pasantes 118 de 0.635 cm (1/4 pulgadas) para extenderse a través de la placa y hacia la columna y viga para ubicarse y separar la viga y la columna durante la construcción . Las placas de montaje pueden hacerse de, por ejemplo, acero inoxidable o metal galvanizado, o pueden ser placas de plástico reforzadas con fibras. Cualquier material puede ser utilizado para proporcionar la resistencia necesaria y resistirá el ambiente esperado, particularmente el ambiente húmedo en el interior de la torre de enfriamiento. En la modalidad ilustrada, las placas de montaje pueden ser 12 de calibre 304 ó 316 de acero inoxidable. En algunas aplicaciones, puede ser deseable utilizar una mezcla, con algunos materiales siendo utilizados en el interior de la torre y otros siendo utilizados en el perímetro, por ejemplo. En la modalidad ilustrada, el adhesivo o material de unión 102 es una capa delgada colocada entré la cara de montaje interna 101 de cada placa de montaje 100 y las caras co-planares 67, 69 de cada columna 66 y viga 68 a las cuales está asegurada la placa de montaje. La resistencia adhesiva puede variar con el espesor del material de unión. El adhesivo puede típicamente ser del orden de 50.8-381 mieras (2-15 mils) de espesor. Para ayudar a asegurar que la cantidad apropiada de adhesivo está presente, la cara de montaje interna 101 de la placa de montaje 100 puede tener agujeros como se muestra en las modalidades de las FIGURAS 20A y 20B, con áreas elevadas anulares 105 rodeando los agujeros pre-perforados 112 para los tornillos. Las alturas de las áreas elevadas pueden ser utilizadas para definir el espesor disponible para el adhesivo, ya que las áreas elevadas 105 de la cara de montaje interna 101 pueden topar contra las caras co-planares 67, 69 de la columna 66 y la viga 68. El material de unión se extiende desde el resto de la cara interna 101 y las caras co-planares 67, 69. Tales perforaciones pueden utilizarse con placas de montaje de metal 100. De esta forma, en las modalidades ilustradas, la superficie o cara de montaje 101 de las placas de montaje 100 puede ser ya sea plana o puede tener áreas elevadas 105. La superficie o cara de montaje 101 está sobre un lado de la placa de montaje. La superficie de montaje o cara puede comprender sustancialmente toda la superficie interna de un lado de la placa o puede comprender un área o áreas sobre la superficie interna sobre un lado de la placa. También se proporcionan barrenos de alivio en las placas de montaje 100 de manera que el adhesivo en exceso puede fluir. Tales barrenos también pueden ser ventajosos ya que el adhesivo puede extenderse desde la superficie de las columnas y vigas hacia la superficie de la placa de montaje y a través del espesor de la placa de montaje.

El agente adhesivo de unión 102 puede ser uno que sea a prueba de agua cuando se cure y que se unirá tanto al material utilizado para las vigas y columnas como al material utilizado para las placas de montaje. El adhesivo o material de unión puede ser, por ejemplo, un epoxi, tal como "Magnobond 56 A & B" disponible de Magnolia Plastics de Chamblee, Georgia; este ejemplo es una resina epóxica de alta resistencia y adhesivo de agente de curación de poliamida modificado, diseñado para unir paneles de plástico de fibra reforzada a una amplia variedad de sustratos. Alternativamente, se puede utilizar un adhesivo de metacrilato. Los adhesivos de metacrilato adecuados son adhesivo automotrices "PLEXUS AO420" y adhesivo estructural "PLEXUS A0425" disponible de ITW Adhesive Systems de Danvers, Massachusetts. Se espera que otros adhesivos de construcción trabajarán en esta invención. Por ejemplo, puede ser deseable utilizar un adhesivo que sea proporcionado en la forma de lámina, tal como un epoxi llevado sobre ambos lados de una película o lámina delgada; una cinta adhesiva 3M conocida como el modelo VHB, disponible de 3M de St . Paul, Minnesota, o productos similares, tales como adhesivos automotrices, pueden ser utilizados; estos y otros productos similares, pretenden ser abarcados a los términos de "adhesivo", "agente de unión", y "material de unión". Estos adhesivos o materiales de unión son identificados para propósitos de ilustración solamente; se pueden utilizar otros adhesivos o materiales de unión y están dentro del alcance de la invención. Para seleccionar un adhesivo o material de unión 102, es deseable seleccionar uno que interactúe en forma favorable y sea compatible con los constituyentes de las vigas y columnas, tal como cualquier agente de liberación en el material reforzado con fibra que pueda emigrar hacia la superficie; de manera que la unión unida no es debilitada por la interacción del material de unión y los constituyentes de viga y columna. Algunos materiales utilizados en algunas extrusiones pueden ocasionar falla de la unión del epoxi o metacrilato u otro material de unión. Ciertos agentes de liberación no afectan la resistencia de la unión y deben ser utilizados en el procedimiento de fabricación. Un ejemplo de un agente de liberación compatible con los adhesivos antes ilustrados es vendido por Blendex, Inc., de Newark, New Jersey, como "TECH-LUBE 250-CP"; este producto es identificado como siendo un producto de condensación propietario de resinas, glicéridos grasos y derivados de ácido orgánico mezclados con ácidos grasos modificados y esteres de fosfato. También es deseable utilizar un adhesivo que pueda ser aplicado( y que se fijará y curará en un ambiente húmedo y que no perderá su resistencia en tal ambiente húmedo. La unión curada no debe ser tan flexible como se permita para el movimiento relativo entre las columnas y- vigas en cargas anticipadas: la resistencia de unión debe ser lo suficientemente grande para mantener la rigidez de las uniones a través de la carga anticipada de la estructura; aunque las uniones no pueden ser rígidas a través de toda la carga que ellas experimentan durante uso, estas deben mantener su rigidez a través de una escala seleccionada de fuerzas laterales. Cuando el adhesivo 102 se fija y se cura, éste forma una unión rígida que no solamente lleva la carga muerta de la estructura, sino que también apuntala al marco y la torre de enfriamiento contra las fuerzas laterales, momentos de transferencia de las vigas horizontales hacia las columnas verticales. De esta forma, la rigidez y la resistencia de las columnas verticales a la flexión de la vertical puede ser el criterio de diseño limitante para las cargas de aire y de temblores anticipadas. Un resultado de utilizar las uniones rígidas de la presente invención es que el marco de la torre de enfriamiento necesita muy pocos puntales diagonales o ninguno, particularmente en los niveles superiores 42. Aunque puede ser deseable incluir algo de apuntalamiento diagonal en el nivel fie consumo de aire de fondo 44, como se muestra en las FIGURAS 5-6, generalmente no es necesario hacer esto en los niveles superiores, ya que las uniones de transferencia de momento 59 transfieren las cargas de esfuerzo cortante de las fuerzas laterales hacia las columnas verticales. Reducir el número de puntales diagonales es ventajoso para reducir los costos del' material para la torre, reduciendo el tiempo de construcción y costos, y mejorando el acceso al volumen interior de la torre de enfriamiento para colocar, reemplazar, limpiar y reparar partes tales como las boquillas en el sistema de distribución de agua. El número y variedad de partes necesarias en el sitio de construcción son significativamente reducidos, permitiendo una eficiencia de construcción mayor. Además, también es posible producir unidades de marco modulares para ensambles adicionales más rápidos en el lugar. La utilización de uniones de transferencia de momento 59 también tiene otras ventajas de diseño: una viga de una extensión típica puede tener una resistencia incrementada, o la extensión de las vigas puede ser significativamente incrementada, mientras se mantiene o se logra la capacidad de carga deseada, la longitud de viga a la relación de deflexión y factor de servicio. Por ejemplo, 'comparando un valor teórico de 5 por 5 de viga de plástico reforzada con fibra con un simple soporte en una, con un soporte fijo, a una relación de longitud a deflexión de 457.2 cm a 2.54 cm (180 pulgadas a 1 pulgada), la capacidad máxima de la viga para un simple soporte podría esperarse que sea alrededor de- 282.68 kg/m (191 libras por pie), mientras que una capacidad de viga de soporte fijo podría esperarse que sea alrededor de 1065.6 kg/m (720 libras por pie); para una relación de longitud a deflexión de 914.4 cm a 2.54 cm (360 pulgadas a 1 pulgada), una viga con un soporte simple podría esperarse que tenga una capacidad de alrededor de 147.26 kg/m (99.5 libras por pie), mientras que una viga de soporte fijo podría esperarse que tenga una capacidad de 532.8 kg/m (360 libras por pie) . Esto incrementa la capacidad de las vigas, esperando que estén acompañados por grados aceptables de desplazamiento o undimiento de la viga con el tiempo. Los factores de servicio aceptables, es decir, las relaciones de tensión a la falla, tensión a trabajo, se espera que se logren con la presente invención con extensiones incrementadas, e incrementos en factores de servicio se espera que se logren a las expansiones convencionales y algunas incrementadas. De esta forma, la presente invención permite un incremento en la expansión entre las vigas horizontales, reduciendo así el número de columnas verticales necesarias para soportar la carga mecánica. La presente invención también proporciona una flexibilidad de diseño mayor: en aplicaciones en donde es aceptable un factor de servicio inferior, la presente invención proporciona que la torre sea diseñada para satisfacer los criterios inferiores, mientras se reduce al mínimo el número de partes y construcción de simplificación. Y, en donde se desee un factor de servicio más alto, las extensiones pueden ser fijadas a longitudes más cortas, tales como a 1.82 metros (6 pies) convencionales, para reducir el desplazamiento y aún simplificar la construcción, ya que pocas partes son requeridas, y de esta forma no es necesario el apuntalamiento transversal. Todas estas ventajas se espera que se logren sin la inclinación de la estructura, es decir, la estructura debe permanecer recta bajo carga lateral sin desplazamiento lateral. Un ejemplo de la extensión incrementada posible se muestra en la FIGURA 21, en donde un híbrido de extensión se utiliza en el marco de torre de enfriamiento. Como se ilustra, en lugar de tramos normales con todas las columnas separadas a una distancia de 1.82 metros (6 pies), pueden existir tramos 130 con 3.65 metros (12 pies) entre las columnas, junto con tramos 132 con 1.82 metros (6 pies) entre columnas. Se debe entender por aquellos expertos en la técnica que esta representación de las columnas verticales sólo se da para propósitos de ilustración: puede existir una miríada de posibilidades de diseño con, por ejemplo, un sólo tramo de 3.65 por 3.65 metros (12 x 12 pies) o muchas extensiones de 3.65 por 3.65 metros (12 x 12 pies) en varias configuraciones, con o sin otros tramos dimensionados.

También se pueden utilizar otras dimensiones, dependiendo del sitio y del criterio de diseño. Significativamente, la presente invención tiene una flexibilidad de diseño enormemente incrementada, permitiendo que se creen diseños de costo efectivo adecuados para la instalación particular. Además del material de refuerzo de fibra tradicional, un micromovimiento relativo entre los sujetadores y las vigas o columnas de plástico reforzado con fibra, más rápido puede ocasionar el desgaste en el material reforzado con fibra en la conexión, incrementando continuamente la cantidad de juego y debilitamiento la estructura de marco. Con la presente invención, este micromovimiento es sustancialmente detenido. También es deseable en algunas instalaciones esperar que estén bajo una carga alta para crear una unión de transferencia de momento 95 en la conexión entre el fondo 94 de cada columna vertical 66 y el pedestal 86. Esta conexión rígida puede lograrse utilizando un adhesivo o material de unión 211 como se describe entre la columna 66 y el pedestal 86. Aunque en la mayoría de las instalaciones se espera que el uso de pernos de anclaje y de un pedestal de espesor adecuado firmemente fije el pedestal a la base, puede ser deseable en algunas instalaciones utilizar un adhesivo o material de unión 215 entre el pedestal 86 y la base 46, para crear una conexión de transferencia de momento entre ellos, incrementando la rigidez de las columnas y mejorando la capacidad del marco de la torre para resistir las cargas laterales. El material de unión 211, 215 puede estar entre las superficies de unión perpendiculares 90, 92 ó 208, 206 ó 212, 214 del pedestal 86 y el fondo 94 de la columna 66 y entre la base 46 y el piso 91. Como se indica, y como se muestra en las FIGURAS 5-6, se pueden incluir puntales diagonales 140 sobre el nivel de consumo de aire 44. Puede ser deseable utilizar una pluralidad de puntales de canal con forma de C 350 como se muestra en la modalidad de las FIGURAS 22-24. Alternativamente, se pueden utilizar puntales de barra de metal como se muestra en la modalidad de las FIGURAS 25-26 para torres más pequeñas. En la modalidad ilustrada en las FIGURAS 22-24, un par de columnas adyacentes 66 se ponen en puntales a través de un par de puntales de canal paralelos con forma de C 350 que se extienden diagonalmente entre las columnas adyacentes 66, con las columnas 66 entre las caras planas 351 de los dos puntales 350. Una pluralidad de separadores tubulares 352 de la misma anchura como las columnas 66 puede ser colocado entre las caras 351 de los puntales 350 a intervalos para separar los puntales y reforzarlos. Los separadores tubulares pueden ser de la misma anchura como las columnas. Eñ las intersecciones de los puntales 350 y las columnas 66, los puntales 350 pueden ser unidos a las columnas 66 para definir conexiones de transferencia de momento 354 a través del uso del material de unión 356 dispuesto entre las superficies planas coincidentes de los puntales y las columnas. El material de unión 356 también puede ser dispuesto entre las superficies planas coincidentes 351 de los puntales de canal con forma de C y los separadores 352. De esta forma, se pueden hacer conexiones de transferencia de momento entre los puntales 350 y las columnas 66 y entre los puntales 350 y los separadores 352. El material de unión 356 para la modalidad ilustrada en las FIGURAS 22-24 puede ser igual a aquel utilizado para las conexiones de transferencia de momento en la estructura, tal como un adhesivo epoxi o de metacrilato u otros adhesivos deseados. Los puntales de canal con forma de C 350 y los separadores 352 todos se pueden hacer de un material de plástico reforzado con fibra. Se pueden instalar tornillos térmicos 358 a través de los puntales de canal con forma de C y las columnas 66, y a través de los puntales de canal con forma de C y hacia los separadores 352 para tomar la carga de construcción durante la erección de campo de la torre de enfriamiento. Como una alternativa, particularmente en estructuras de torre de enfriamiento más pequeñas, el puntal 140 puede comprender una barra de metal 400 como se muestra en las FIGURAS 25-26. La barra puede hacerse de acero inoxidable, tal como barra de acero inoxidable 304 ó 316, o metal galvanizado, por ejemplo, con extremos roscados 402 recibidos en una horquilla con aberturas 404 que tienen aberturas co- lineales para el montaje pivotal sobre la ménsula con aberturas 406 montada a través de un pasador de pivote 407 en un punto sobre una columna 66 y a un miembro de montaje o ménsula en la posición verticalmente separada sobre la columna adyacente. Como se muestra, si se utiliza una ménsula con forma de U 200 como un pedestal, sus dos lados verticales 206 pueden tener aberturas para alinearse con las aberturas co-lineales sobre la ménsula de montaje y recibir un perno 409 sobre el cual se puede pivotear la ménsula de montaje. Los extremos roscados de la barra pueden tener dos grupos de muescas de manera que la barra opera en tanto tensión como compresión para apuntalar la estructura. Se puede planear la utilización de puntales diagonales • de acuerdo con las cargas anticipadas para la estructura. Por ejemplo, se puede determinar una carga normal anticipada. Si la carga para una unión se espera que exceda la carga normal anticipada, aquella unión puede ser apuntalada como se describió anteriormente con un puntal diagonal. Además, si en la construcción del marco de torre de enfriamiento se sospecha o se determina que una unión por alguna razón tiene una resistencia de momento inapropiada, la unión puede ser reforzada agregando puntales diagonales, a la columna y a la viga. En cualquier caso, la unión puede ser reforzada agregando puntales diagonales a la columna y viga afectadas, de manera que los momentos pueden ser transferidos a través del puntal en lugar de, o además hacia la unión. El apuntalamiento puede ser con una barra de metal o con un miembro diagonal de material reforzado con fibra conectado a las columnas adyacentes en una forma similar como las vigas están conectadas a las columnas. Ya que tal apuntalamiento adicional probablemente puede ser requerido en varias ubicaciones contiguas, con probabilidad sustancialmente interfiere con el acceso al interior de la torre o sustancialmente incrementa el costo de la torre. Además, algunos ambientes de diseño que se espera que sean más rigurosos pueden requerir que se proporcione algo de apuntalamiento diagonal suplementario en los niveles superiores de la torre de enfriamiento, pero no al grado que podría requerir sin las uniones de transferencia de momento de la presente invención. Otros ahorros de costo potenciales vienen con los ahorros de material, si las torres de enfriamiento son híbridas, utilizando algunos materiales para algunas partes y otros materiales para otras partes. Las partes de madera, de Douglas, de madera roja, o madera contrachapada, por ejemplo, son generalmente menos costosas que las partes de material reforzado con fibra, pero pueden tener desventajas, ya que se reducen y debido a los tratamientos químicos se lixivian hacia el sistema de distribución de agua. Bajo la presente invención, podría ser ventajoso hacer algunas partes de madera y otras de material reforzado con fibra. Generalmente, algunas partes de la torre de enfriamiento son más fácilmente reemplazables que otras, y estas partes más fácilmente reemplazables en general son aquellas que se separan del marco de soporte de esqueleto 64 sin destruir las uniones entre las vigas 68 y las columnas 66 y las columnas 66 y la base 46. Estas partes separables pueden incluir, en donde se utilicen, una escalera de acceso 41 o escalera 43, un riel de protección 40, los dinteles de soporte de cubierta 82 y las tablas de cubierta 84. Si la cubierta 84 es de madera, de preferencia se utilizan dinteles de techo de madera 82. Utilizando la madera para cualquiera de uno o más de estos miembros separables esto debe reducir el costo de construcción de la cubierta. El reemplazo de cualquiera de estos miembros separables podría no requerir que el marco de soporte de esqueleto pueda ser desmantelado o destruido. Si se utiliza o no la madera para las partes separables, el relleno 78 y los dinteles de distribución de agua 80 de preferencia se hacen de material reforzado con fibra. Si un material reforzado con fibra se utiliza para la cubierta 84, los dinteles o uniones subyacentes 82 preferiblemente también se harán de material reforzado con fibra. En la construcción de una torre • de enfriamiento que tiene un marco tal como .se ilustra en las FIGURAS 3-5 y 21, solamente es necesario un número mínimo de diferentes partes. Por ejemplo, las columnas pueden ser todas uniformes como columnas tubulares cuadradas de 12.7 por 12.7 cm (5 x 5 pulgadas cuadradas) . Por ejemplo, pueden tener una longitud de 7.92 metros (26 pies) , para crear una torre de enfriamiento con un nivel de consumo de aire 44 de 3.65 metros (doce pies) y un nivel superior 44 de 4.26 metros (14 pies). En algunas instalaciones, las columnas verticales pueden ser más cortas o más largas que 7.92 metros (26 pies), con los niveles de consumo, de aire más altos o más bajos que 3.65 metros (12 pies) y alturas plenas mayores o menores que 4.26 metros (14 pies) se pueden utilizar miembros horizontales adicionales en donde el nivel de consumo de aire sea mayor que 3.65 metros (12 pies) . Se puede proporcionar para cada columna un pedestal . Se pueden suministrar vigas normales, por ejemplo, todas las vigas de 25.4 cm (10 pulgadas), o grupos de vigas de diferentes espesores también se pueden proporcionar, con varios tipos de ménsulas de montaje como se ilustra en las FIGURAS 14-17, junto con dinteles de peso ligero 76, 78, 80 para la cubierta, material de relleno y sistema de distribución de agua. Se pueden proporcionar puntales diagonales suficientes para apuntalar el nivel de consumo de aire 44. Asumiendo que se producen tamaños de celda normales, un ventilador estandarizado 34 y una cubierta de ventilador 36 pueden ser suministrados con el equipo. Con la estandarización del tamaño de celda, la tabla de la cubierta 38 también puede ser suministrada en tamaños normales, con espesores de aproximadamente 2.54 cm (1 pulgada), por ejemplo, si se hace de madera o de un material reforzado con fibra. Utilizando tales componentes normales no solamente se reduce el tiempo de construcción, sino que también se reducen los errores. Además, con tales miembros normales y con variedades menores de miembros normales, se simplifica la representación de pre-construcción de las partes. No se requiere ninguna división de las partes . No son necesarias ménsulas para los dinteles y el relleno y los niveles de distribución de agua. En el método de la presente invención, se proporcionan una pluralidad de columnas, una base y una pluralidad de vigas. También se proporcionan placas de montaje con superficies de montaje. Un par de columnas están alineadas verticales sobre la base y los extremos de fondo están asegurados a la base. Las superficies de montaje de las placas de montaje están unidas a la superficie plana en un extremo de una viga y a la superficie plana sobre la columna vertical para formar la unión de transferencia de momento entre la viga y la columna vertical. El orden de instalación puede ser ajustado: puede ser deseable unir una o más vigas a un par de columnas verticales y después asegurar las columnas verticales a la base. La etapa de unión puede lograrse aplicando el material de unión a una o ambas de las superficies que serán unidas, comprimiendo las superficies conjuntamente y permitiendo que el material de unión se cure. Al comprimir las superficies conjuntamente, se pueden insertar tornillos a través de agujeros en la placa de montaje y en las columnas y vigas para colocar las partes hasta que se presente la unión. También se pueden utilizar pernos para colocar las partes. Antes de colocar el material de unión sobre las columnas, vigas y placa de montaje, se puede desear la preparación de la superficie: para mejorar la unión, las superficies pueden ser tratadas con arena y desgrasadas, aunque tal preparación de superficie puede no ser necesaria. Después de que ha pasado un tiempo apropiado de curación, las uniones pueden ser observadas para asegurar una aplicación apropiada y curación. Sin la carga anticipada es mayor que la carga normal para las uniones, o si se sospecha que una unión tiene una resistencia de momento no apropiada, las uniones pueden ser reforzadas con puntales diagonales como se describió. El resto de la torre de enfriamiento, entonces puede ser construida como se realizó previamente en la técnica.

Utilizando la presente invención, se espera que la construcción sea más rápida y menos costosa, con menos coordinación requerida. La construcción es menos afectada cuando se presenta la edificación en secuencia; el diseño puede adaptarse a problemas de suministro menores sin impacto en el progreso. Comparado con estructuras de madera tradicionales, existen sustancialmente muy pocos tipos de uniones, así como muy pocas uniones, partes, tipos de partes, miembros y tipos de miembros. Ya que solamente se han descrito modalidades específicas de la invención, es evidente que se pueden hacer a la misma, varias adiciones y modificaciones y varias alternativas. Por lo tanto, la intención en las reivindicaciones anexas es cubrir todas estas adiciones, modificaciones y alternativas que pueden caer dentro del alcance verdadero de la invención.

Claims (16)

1. REIVINDICACIONES 1. Una torre de enfriamiento, caracterizada porque comprende : una pluralidad de columnas verticales, hechas de un material que contiene fibras de refuerzo; una pluralidad de vigas de primer nivel hechas de un material que contiene fibras de refuerzo; cada viga de primer nivel se extiende entre un par de columnas a un primer nivel vertical; una pluralidad de vigas de segundo nivel hechas de un material que contiene fibras de refuerzo, cada viga de segundo nivel se extiende entre un par de columnas en un segundo nivel vertical; las columnas verticales y las vigas de primer nivel tienen superficies co-planares en las uniones de las vigas de primer nivel y las columnas verticales; las columnas verticales y las vigas de segundo nivel tienen superficies co-planares en las uniones de las vigas de segundo nivel y las columnas verticales; un sistema de distribución de fluido para distribuir fluido dentro de la torre de enfriamiento, el sistema de distribución de fluido está en un nivel vertical; un material de intercambio térmico a través del cual el fluido del sistema de distribución de fluido puede pasar, el material de intercambio térmico está en otro nivel vertical; miembros de montaje en una pluralidad de uniones de las columnas verticales y de las vigas de primer nivel, cada miembro de montaje está dispuesto en una unión y tiene una superficie de montaje unida a las superficies co-planares de las vigas de primer nivel y las columnas verticales para definir una unión de transferencia de momento en la unión; y miembros de montaje en una pluralidad de uniones de las columnas verticales y las vigas de segundo nivel, cada miembro de unión está dispuesto en una unión y tiene una superficie de montaje unida a tales superficies co-planares de las vigas de segundo nivel y las columnas verticales, para definir una unión de transferencia de momento en la unión.
2. 2. La torre de enfriamiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los miembros de montaje se hacen de un material seleccionado del grupo que consiste de material de metal o de un material reforzado con fibra .
3. 3. La torre de enfriamiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque incluye un material de unión dispuesto entre la superficie de montaje de los miembros de montaje y las superficies co-planares.
4. 4. La torre de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizada porque los miembros de montaje tienen agujeros e incluyen sujetadores que se extienden a través de los agujeros hacia las columnas y las vigas.
5. 5. La torre de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque incluye un miembro separable seleccionado del grupo que consiste de una cubierta sobre la parte superior de la torre de enfriamiento, dinteles sobre la cubierta, una escalera en el exterior de la torre de enfriamiento, una escalera en el exterior de la torre de enfriamiento, y un riel de protección sobre la parte superior de la torre de enfriamiento, en donde el miembro separable se hace de madera.
6. 6. La torre de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque las superficies de montaje de los miembros de montaje están sobre los lados de los miembros de montaje que tienen áreas elevadas .
7. 7. La torre de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque las superficies de montaje de los miembros de montaje están sobre un lado de los miembros de montaje que son sustancialmente planos .
8. 8. La torre de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizada además porque incluye una base y pedestales asegurados a la base y unidos a los extremos de fondo de las columnas verticales.
9. 9. La. torre de enfriamiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque los pedestales incluyen dos superficies de unión perpendiculares entre sí y un material de unión dispuesto entre una superficie de unión y la base y entre la superficie de unión perpendicular y la columna .
10. 10. La torre de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizada además porque comprende un nivel de consumo de aire por abajo de las vigas de primer nivel, el nivel de consumo de aire incluye una pluralidad de puntales diagonales extendiéndose entre las columnas adyacentes y los espacios entre las vigas de primer y segundo niveles que están sustancialmente libres de apuntalamiento diagonal entre las columnas adyacentes.
11. 11. La torre de enfriamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-10, caracterizada porque la unión tiene una resistencia lo suficientemente grande para mantener la rigidez de la unión a través de la carga lateral anticipada de la estructura.
12. 12. Un método para construir una torre de enfriamiento que comprende las etapas de: proporcionar una pluralidad de columnas hechas de un material reforzado con fibra y que tienen un extremo de fondo y una superficie plana; proporcionar una base; alinear las columnas verticalmente sobre la base y asegurar los extremos de 'fondo a la base; proporcionar una pluralidad de vigas hechas de un material reforzado con fibra y que tienen dos extremos y superficies planas en los extremos; proporcionar un miembro de montaje que tiene una superficie de montaje; y unir las superficies de montaje del miembro de montaje a la superficie plana en un extremo de una viga y a la superficie plana de una columna vertical para formar una unión de transferencia de momento entre la viga y la columna vertical .
13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la etapa de unir la superficie de montaje del miembro de montaje incluye la etapa de aplicar un material de unión a una superficie que será unida, comprimir las superficies que serán unidas conjuntamente y permitir que el material de unión se cure.
14. 14. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12-13, caracterizado además porque incluye la etapa de insertar sujetadores mecánicos a través de agujeros en el miembro de montaje en la columna y la viga para colocar la columna y la viga con respecto una de la otra hasta que ocurre la unión.
15. 15. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12-14, caracterizado además porque incluye la etapa de apuntalar las uniones seleccionadas asegurando un puntal a la columna vertical de la unión seleccionada y a una columna vertical adyacente.
16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque incluye la etapa de unir el puntal a las superficies planas sobre las columnas verticales adyacentes para formar uniones de transferencia de momento entre el puntal y las columnas verticales.