RU2661435C1

RU2661435C1 - Cooling tower sprinkler

Info

Publication number: RU2661435C1
Application number: RU2017124061A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2018-07-16

Abstract

FIELD: energy.

SUBSTANCE: invention relates to power engineering and is intended for carrying out heat and mass exchange processes between gas and liquid upon their direct contact, in particular, in fan and tower cooling towers and allows to increase cooling capacity of sprinkler and reduce material consumption. Refrigeration tower in form of module of layers of polymeric mesh tubes, pipes are cylindrical, placed in all layers parallel to each other and welded at ends of module among themselves in places of contact, cavities of each pipe and annular space are filled with nozzle. Nozzle is made in form of cylindrical ring, on side, inner and outer surfaces of which screw thread is made, or the nozzle is made in form of ball on surface of which blind holes of hemispherical shape are made, or nozzle is made in form of cylindrical ring, on lateral, inner surface of which partitions are fixed in form of perpendicular axes of washers ring with holes axes of which are asymmetric to ring axis, or the nozzle is made in form of inscribable into circle block, consisting of seven interconnected by lateral faces hexagonal parallelepipeds without the upper and lower bases, or nozzle is made in form of interconnected helical spirals, inscribed in spherical surface with center lying on axis of spirals connection, or nozzle is made in form of at least twelve connected three-bladed propellers, projection of which onto plane of drawing is inscribed in circle with center coinciding with center of one of them.

EFFECT: increase in cooling capacity of sprinkler and reduce in material consumption due to this.

1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и предназначено для проведения тепломассообменных процессов между газом и жидкостью при их непосредственном контакте, в частности в вентиляторных и башенных градирнях, и позволяет повысить охлаждающую способность оросителя и снизить материалоемкость.The invention relates to energy and is intended for carrying out heat and mass transfer processes between gas and liquid when they are in direct contact, in particular in fan and tower cooling towers, and allows to increase the cooling ability of the irrigator and reduce material consumption.

Наиболее близким по технической сущности, достигаемому эффекту и выбранным в качестве прототипа является ороситель градирни по патенту РФ №2418256, кл. F28F 25/08, выполненный в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, имеющих круглое поперечное сечение.The closest in technical essence, the achieved effect and selected as a prototype is the cooling tower sprinkler according to the patent of the Russian Federation No. 2418256, class. F28F 25/08, made in the form of a module from layers of polymer cellular pipes having a circular cross section.

Недостатком данного оросителя является рыхлость его конструкции, что приводит к большой осадке при эксплуатации за счет сплющивания, что снижает равномерность тепломассообмена по объему оросителя, а следовательно, снижает его охлаждающую способность.The disadvantage of this sprinkler is the friability of its design, which leads to a large draft during operation due to flattening, which reduces the uniformity of heat and mass transfer over the volume of the sprinkler, and therefore reduces its cooling ability.

Технический результат - повышение охлаждающей способности оросителя и снижение, за счет этого, материалоемкости.The technical result is an increase in the cooling ability of the sprinkler and a decrease, due to this, material consumption.

Это достигается за счет того, что в оросителе градирни в виде модуля из слоев полимерных ячеистых труб, трубы выполнены цилиндрическими, размещены во всех слоях параллельно друг другу и сварены по торцам модуля между собой в местах соприкосновения, полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнены насадкой, например полыми полимерными шарами, причем диаметр насадки в виде шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки труб, а насадка выполнена по форме в виде цилиндрического кольца, на боковых, внутренней и наружной поверхностях, которого выполнена винтовая нарезка, или в виде шара, на поверхности которого выполнены несквозные отверстия полусферической формы, или в виде цилиндрического кольца, на боковой, внутренней поверхности которого закреплены перегородки в виде перпендикулярных оси кольца шайб с отверстиями, оси которых асимметричны оси кольца, или в виде, вписываемого в окружность блока, состоящего из семи связанных между собой боковыми гранями шестигранных параллелепипедов без верхнего и нижнего оснований.This is achieved due to the fact that in the sprinkler of the cooling tower in the form of a module made of layers of polymer cellular pipes, the pipes are cylindrical, placed in all layers parallel to each other and welded at the ends of the module between each other, the cavities of each of the pipes and the annular space are filled with a nozzle , for example, hollow polymer balls, and the diameter of the nozzle in the form of balls is 5 ÷ 10% larger than the maximum cell size of the pipes, and the nozzle is made in the form of a cylindrical ring on the side, inner and outer surfaces a screw cut, or in the form of a ball on the surface of which through holes are made hemispherical, or in the form of a cylindrical ring, on the lateral, inner surface of which partitions are fixed in the form of washers perpendicular to the axis of the ring with holes whose axes are asymmetric to the axis of the ring, or in the form that fits into the circumference of a block consisting of seven hexagonal parallelepipeds connected to each other by side faces without upper and lower bases.

На фиг. 1 представлен ороситель градирни в аксонометрии, на фиг. 2-7 - варианты форм выполнения насадки.In FIG. 1 shows a sprinkler of a cooling tower in a perspective view; FIG. 2-7 - embodiments of the nozzle.

Ороситель градирни выполнен в виде модуля из слоев 1 полимерных ячеистых труб 2. Трубы ориентированы во всех слоях 1 параллельно друг другу и спаяны по торцам 3 модуля между собой в местах 4 соприкосновения. Полости каждой из труб и межтрубное пространство заполнено насадкой, например в виде полых полимерных шаров 5, причем диаметр шаров на 5÷10% больше максимального размера ячейки труб 2.The cooling tower sprinkler is made in the form of a module from layers 1 of polymer cellular pipes 2. The pipes are oriented in all layers 1 parallel to each other and are welded along the ends of the module 3 between each other in places of 4 contact. The cavities of each of the pipes and the annulus are filled with a nozzle, for example, in the form of hollow polymer balls 5, and the diameter of the balls is 5 ÷ 10% larger than the maximum cell size of the pipes 2.

На фиг. 2 изображена форма насадки, выполненной в виде цилиндрического кольца, на боковых, внутренней и наружной поверхностях, которого выполнена винтовая нарезка, на фиг. 3 - форма насадки, выполненная в виде шара, на поверхности которого выполнены несквозные отверстия полусферической формы, на фиг. 4 - форма насадки, выполненная в виде цилиндрического кольца, на боковой, внутренней поверхности которого закреплены перегородки в виде перпендикулярных оси кольца шайб с отверстиями, оси которых асимметричны оси кольца, на фиг. 5 - форма насадки, выполненная в виде, вписываемого в окружность блока, состоящего из семи связанных между собой боковыми гранями шестигранных параллелепипедов без верхнего и нижнего оснований.In FIG. 2 shows the shape of the nozzle, made in the form of a cylindrical ring, on the lateral, inner and outer surfaces of which screw thread is made, in FIG. 3 - nozzle shape made in the form of a ball, on the surface of which non-through holes of hemispherical shape are made, in FIG. 4 is a nozzle shape made in the form of a cylindrical ring, on the side, inner surface of which partitions are fixed in the form of washers perpendicular to the axis of the ring of rings with holes whose axes are asymmetric to the axis of the ring, in FIG. 5 is a nozzle shape made in the form of fitting into the circumference of a block consisting of seven hexagonal parallelepipeds connected to each other by side faces without upper and lower bases.

Выполнение градирни таким образом позволяет придать торцам модуля свойства диафрагм жесткости. Это дает возможность избежать просадки слоев оросителя, т.е. обеспечить при монтаже и сохранить в процессе эксплуатации оптимальную геометрию изогнутых ячеистых поверхностей труб для создания по всему объему оросителя тонкой водяной пленки без каплеобразования. Так достигается равномерность тепломассообмена и, следовательно, повышается охлаждающая способность оросителя и снижается его материалоемкость. Дополнительную жесткость конструкции придает заполнение труб и межтрубного пространства насадкой, например полыми полимерными шарами 5.The implementation of the tower in this way allows you to give the ends of the module the properties of stiffness diaphragms. This makes it possible to avoid subsidence of the irrigating layers, i.e. to ensure during installation and to maintain during operation the optimal geometry of the curved cellular surfaces of the pipes to create a thin water film throughout the sprinkler without dripping. Thus, uniform heat and mass transfer is achieved and, therefore, the cooling ability of the irrigator increases and its material consumption decreases. An additional rigidity of the structure is given by filling the pipes and the annular space with a nozzle, for example, hollow polymer balls 5.

При этом для увеличения жесткости конструкции трубы в смежных слоях могут быть размещены в шахматном порядке относительно друг друга.Moreover, to increase the rigidity of the pipe structure in adjacent layers can be staggered relative to each other.

Ячеистые полимерные трубы 2 получают методом экструзии, нарезают на секции, длина которых соответствует длине боковой стороны модуля, и укладывают в кондуктор, соблюдая необходимое направление укладки, т.е. располагая трубы 2 параллельно друг другу. После накопления в кондукторе необходимого количества труб 2 к их торцам подводят нагревательные элементы и сваривают их между собой в местах 4 соприкосновения. За счет этого по торцам 3 модуля оросителя образуются диафрагмы жесткости, позволяющие ему в процессе эксплуатации сохранить исходную оптимальную геометрию своих элементов. Дополнительную жесткость конструкции придает более плотная укладка труб в шахматном порядке в смежных слоях.Cellular polymer pipes 2 are obtained by extrusion, cut into sections, the length of which corresponds to the length of the side of the module, and placed in a conductor, observing the necessary laying direction, i.e. placing pipes 2 parallel to each other. After the accumulation in the conductor of the required number of pipes 2, heating elements are brought to their ends and welded to each other in places of contact 4. Due to this, stiffness diaphragms are formed at the ends of the 3 irrigator modules, allowing it to maintain the initial optimal geometry of its elements during operation. An additional rigidity of the structure is given by a denser stacking of pipes in a checkerboard pattern in adjacent layers.

Ороситель градирни работает следующим образом.The sprinkler of the cooling tower operates as follows.

Вода, разбрызгиваемая форсунками, поступает на ороситель и стекает тонкой пленкой без каплеобразования по его элементам. При этом происходит равномерный тепломассообмен по всему объему оросителя, а следовательно, повышается охлаждающая способность оросителя и снижается материалоемкость.Water sprayed by nozzles enters the sprinkler and flows off with a thin film without droplet formation along its elements. In this case, uniform heat and mass transfer occurs over the entire volume of the sprinkler, and therefore, the cooling ability of the sprinkler increases and the material consumption decreases.

Возможно выполнение насадки 5 (фиг. 6) в виде связанных между собой винтовых спиралей, вписываемых в сферическую поверхность с центром, лежащим на оси соединения спиралей.It is possible to perform nozzles 5 (Fig. 6) in the form of interconnected helical spirals inscribed on a spherical surface with a center lying on the axis of the spiral connection.

Возможно выполнение насадки 5 (фиг. 7) в виде, по крайне мере двенадцати, соединенных в блок трехлопастных пропеллеров, проекция которых на плоскость чертежа вписывается в окружность с центром, совпадающим с центром одного из них.It is possible to perform nozzles 5 (Fig. 7) in the form of at least twelve connected to a block of three-bladed propellers, the projection of which onto the plane of the drawing fits into a circle with a center coinciding with the center of one of them.

Claims

The cooling tower sprinkler in the form of a module made of layers of polymer cellular pipes, the pipes are cylindrical, placed in all layers parallel to each other and welded at the ends of the module between each other, the cavities of each of the pipes and the annular space are filled with a nozzle, characterized in that the nozzle is made by in the form of a cylindrical ring, on the side, inner and outer surfaces of which a screw thread is made, or the nozzle is made in the form of a ball, on the surface of which through holes are made through the floor spherical shape, or the nozzle is made in the form of a cylindrical ring, on the side, the inner surface of which there are fixed partitions in the form of washers perpendicular to the axis of the ring with holes whose axes are asymmetric to the axis of the ring, or the nozzle is made in the form of a block consisting of seven interconnected lateral faces of hexahedral parallelepipeds without upper and lower bases, or the nozzle is made in the form of interconnected helical spirals inscribed in a spherical surface with the center lying m spirals joint axis, or is formed as a nozzle at least twelve connected in tri-block propellers whose projection on the plane of the drawing fits into a circle with the center coinciding with the center of one of them.