ITPD20070081A1

ITPD20070081A1 - NOZZLE FOR COOLING TOWER

Info

Publication number: ITPD20070081A1
Authority: IT
Inventors: Jerzy Mosiewicz
Original assignee: Jerzy Mosiewicz
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-09-10

Description

“UGELLO PER TORRE DI RAFFREDDAMENTO” "COOLING TOWER NOZZLE"

CAMPO DELL’INVENZIONE FIELD OF THE INVENTION

La presente invenzione si riferisce ad un ugello perfezionato per torri di raffreddamento e, più precisamente, ad un ugello per torri di raffreddamento di tipo universale atto a ricevere qualsiasi sistema di rottura di getto idoneo all’impianto ove è preposto il suo montaggio. The present invention refers to an improved nozzle for cooling towers and, more precisely, to a nozzle for cooling towers of a universal type suitable for receiving any jet breaking system suitable for the plant where its assembly is in charge.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

È noto che gli ugelli costituiscono i dispositivi atti a distribuire l’acqua sopra il pacco di scambio termico delle torri di raffreddamento atmosferiche. It is known that the nozzles are the devices designed to distribute the water over the heat exchange pack of the atmospheric cooling towers.

Tali dispositivi sono costituti essenzialmente da due elementi: l’orifizio da cui fuoriesce un getto di acqua; ed un elemento posto sotto al getto ed atto a romperlo e a distribuirlo in maniera predeterminata. These devices essentially consist of two elements: the orifice from which a jet of water comes out; and an element placed under the casting and able to break it and distribute it in a predetermined manner.

Se da un lato la progettazione dell’orifizio non presenta particolari problemi, dall’altro lato l’attenzione dei costruttori di torri di raffreddamento e dei produttori di questi, si è concentrata sulla progettazione dell’elemento predisposto alla rottura del getto. While on the one hand the design of the orifice does not present particular problems, on the other hand the attention of the manufacturers of cooling towers and their manufacturers has focused on the design of the element predisposed to breaking the casting.

Tale progettazione è dedicata a cercare di risolvere i seguenti principali problemi: Such design is dedicated to trying to solve the following main problems:

- distribuzione del getto quanto più uniforme possibile; - distribution of the jet as uniform as possible;

- distribuzione del getto senza sovrapposizioni né zone vuote; - distribuzione del getto che interessi anche la zona sottostante l’elemento di rottura (normalmente risolta con gli elementi rotanti); e - distribution of the jet without overlapping or empty areas; - distribution of the jet that also affects the area below the rupture element (normally resolved with the rotating elements); And

- distribuzione del getto che si adatti di volta in volta alla effettiva geometria dell’impianto idraulico interno della torre di raffreddamento: essenzialmente distanza tra gli ugelli e distanza tra i veicoli di flusso (canalette e/o tubi) elementi questi univocamente definiti dal calcolo idraulico. - distribution of the jet that adapts from time to time to the actual geometry of the internal hydraulic system of the cooling tower: essentially the distance between the nozzles and the distance between the flow vehicles (channels and / or pipes), these elements are uniquely defined by the hydraulic calculation .

Fino ad oggi, è previsto l’impiego quindi di ugelli diversi, dotati col sistema di rottura di getto specifico per l’impiego a cui esso è destinato. Ad esempio, allo scopo di migliorare la distribuzione del getto dell’ugello per una torre di raffreddamento, nel documento EP 1621841 A1 a nome degli stessi richiedenti, viene descritto un ugello per torri di raffreddamento che prevede un’impronta di spargimento quadrata, ed in cui è ulteriormente prevista una struttura a valle del getto e sulla quale è montata una ventola girevole o girante di distribuzione del getto in corrispondenza della regione centrale di spargimento. Until now, the use of different nozzles is therefore envisaged, equipped with the specific jet breaking system for the use for which it is intended. For example, in order to improve the distribution of the nozzle jet for a cooling tower, in the document EP 1621841 A1 in the name of the same applicants, a cooling tower nozzle is described which provides a square spreading footprint, and in wherein a structure downstream of the jet is further provided and on which a rotating fan or impeller for distributing the jet is mounted in correspondence with the central spreading region.

Tale soluzione costruttiva, seppur efficace presenta l’inconveniente di dover tener conto della qualità dell’acqua in circolazione. Ad esempio, al di sopra di un certo valore di solidi sospesi (TDS), il sistema che prevede un elemento di rottura del getto girante non può essere usato, pena il rischio di bloccaggio della stessa sul suo perno di rotazione. This constructive solution, although effective, has the drawback of having to take into account the quality of the water in circulation. For example, above a certain value of suspended solids (TDS), the system which includes a rupture element of the impeller jet cannot be used, otherwise it may become blocked on its rotation pin.

Allo scopo di risolvere il sopra indicato inconveniente e soddisfare le molteplici necessità di ogni tipo di utente dotando l’ugello dell’elemento di rottura più idoneo, la presente invenzione fornisce un ugello per torri di raffreddamento il quale presenta un orifizio ed una struttura di supporto munita di un alloggiamento di tipo universale che sia atto a ricevere qualsiasi sistema di rottura di getto ritenuto idoneo per l’impiego al quale è destinato. In order to solve the aforementioned drawback and satisfy the multiple needs of each type of user by equipping the nozzle with the most suitable rupture element, the present invention provides a nozzle for cooling towers which has an orifice and a support structure equipped with a universal type housing that is suitable for receiving any jet breaking system deemed suitable for the use for which it is intended.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

La presente invenzione, quindi, fornisce un ugello per torri di raffreddamento che è costituito da: The present invention, therefore, provides a cooling tower nozzle which consists of:

- un orifizio di distribuzione con profilo sostanzialmente costante con l’unica variante del diametro della bocca d’uscita con i relativi parametri; - a distribution orifice with a substantially constant profile with the only variant of the diameter of the outlet with the related parameters;

- un struttura di supporto contenente l’ugello e l’alloggiamento del sistema di rottura di getto; e - a support structure containing the nozzle and the housing of the jet breaking system; And

- l’alloggiamento del sistema di rottura di getto che prevede la possibilità di alloggiare l’elemento che il progettista riterrà più opportuno per l'impianto specifico. - the housing of the casting breaking system which provides for the possibility of housing the element that the designer deems most appropriate for the specific plant.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Verrà ora fornita una descrizione dettagliata di due forme di realizzazione preferite dell’ugello per torri di raffreddamento della presente invenzione, data a titolo esemplificativo e non limitativo, facendo riferimento ai disegni annessi, in cui: A detailed description of two preferred embodiments of the nozzle for cooling towers of the present invention will now be provided, given by way of non-limiting example, referring to the attached drawings, in which:

la figura 1 è una vista i prospettiva da un lato dell’ugello della presente invenzione che monta un primo tipo di sistema di rottura del getto; Figure 1 is a perspective view from one side of the nozzle of the present invention which mounts a first type of jet breaking system;

la figura 2 è una vista in elevazione da un lato dell’ugello di figura 1 ; la figura 3 è una vista in elevazione da un altro lato dell’ugello di figura 1; la figura 4 è una vista i prospettiva da un lato dell’ugello della presente invenzione che monta un secondo tipo di sistema di rottura del getto; la figura 5 è una vista in elevazione da un lato dell’ugello di figura 4; e la figura 6 è una vista in elevazione da un altro lato dell’ugello di figura 4. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE Figure 2 is an elevation view from one side of the nozzle of Figure 1; Figure 3 is an elevation view from another side of the nozzle of Figure 1; Figure 4 is a perspective view from one side of the nozzle of the present invention which mounts a second type of jet breaking system; figure 5 is an elevation view from one side of the nozzle of figure 4; and figure 6 is an elevation view from another side of the nozzle of figure 4. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Con riferimento ora alle figure da 1 a 3, viene in esse illustrato una prima forma di realizzazione ugello per torri di raffreddamento e realizzato secondo la presente invenzione. With reference now to Figures 1 to 3, there is illustrated a first embodiment of the nozzle for cooling towers and made according to the present invention.

L’ugello è costituito da un corpo principale 1 il quale prevede un elemento cilindrlco 2 incorporante un orifizio 3 di distribuzione, ed una struttura di supporto 4. The nozzle consists of a main body 1 which provides a cylindrical element 2 incorporating a distribution orifice 3, and a support structure 4.

Il corpo principale 1 presenta una parte di collegamento filettata 5 per il collegamento con un’opportuna tubazione di alimentazione del liquido da spruzzare, per esempio acqua o altro liquido. È bene qui precisare che la parte di collegamento 5 può essere realizzata alternativamente con un altro tipo di innesto oltre a quello filettato, ad esempio a baionetta oppure analogo. The main body 1 has a threaded connection part 5 for connection with a suitable supply pipe for the liquid to be sprayed, for example water or other liquid. It should be noted here that the connection part 5 can be made alternatively with another type of coupling in addition to the threaded one, for example bayonet or similar.

La struttura 4 è resa integrale al corpo principale 1 e si estende verso l’esterno rispetto alla direzione assiale dell’orifizio 3. Più precisamente, la struttura 4 presenta una coppia di bracci 41 che si estendono assialmente verso l’esterno del corpo principale 1 e sui quali è resa integrale un primo sistema 6 di rottura di getto. The structure 4 is made integral with the main body 1 and extends outwards with respect to the axial direction of the orifice 3. More precisely, the structure 4 has a pair of arms 41 which extend axially towards the outside of the main body 1 and on which a first casting breaking system 6 is made integral.

Secondo la presente forma di realizzazione, il primo sistema 6 di rottura di getto è del tipo che comprende un deflettore con una parte esterna conica 61 ed una luce cilindrica passante 60 al suo centro e coassiale con l’orifizio 3. In questo modo, si realizza una prima suddivisione del flusso di liquido proveniente dall’orifizio 3. According to the present embodiment, the first jet breaking system 6 is of the type which comprises a deflector with a conical outer part 61 and a cylindrical through opening 60 at its center and coaxial with the orifice 3. In this way, it is possible to realizes a first subdivision of the liquid flow coming from the orifice 3.

In corrispondenza delle regioni di bordo di detta parte conica 61 sono rese integrali regioni aggettanti 62 tali da definire una conformazione sostanzialmente quadrata quando vista in pianta. In correspondence with the border regions of said conical part 61, projecting regions 62 are made integral, such as to define a substantially square conformation when seen in plan.

È bene qui precisare che nel documento EP 1621841 A1 a nome della stessa richiedente, viene descritto un ugello per torri di raffreddamento che presenta una sistema di rottura di getto con il quale è prevista un’impronta di spargimento quadrata, ed in cui è previsto un deflettore del tipo analogo al deflettore 6 come sopra descritto. Quindi, la descrizione dettagliata della struttura e del principio di funzionamento del deflettore 6 verrà qui omessa poiché già facente parte della sopra evidenziata domanda di brevetto. It should be noted here that in the document EP 1621841 A1 in the name of the same applicant, a nozzle for cooling towers is described which has a jet breaking system with which a square spreading imprint is provided, and in which a deflector of the type similar to deflector 6 as described above. Therefore, the detailed description of the structure and of the operating principle of the deflector 6 will be omitted here since it is already part of the aforementioned patent application.

La particolare conformazione del deflettore 6 permette di realizzare distribuzioni relativamente omogenee di liquido da spruzzare e di forma anche non circolare, dato che il deflettore 6 è atto a irrorare con una omogeneità predeterminata un’area di forma circa quadrata grazie alla forma delle regioni aggettanti 62. Va altresì fatto notare che possono essere previste altre forme di realizzazione non illustrate per irrorare con omogeneità predeterminate aree di forme diverse, per esempio rettangolari, triangolari, rombiche, poligonali, a stella, ecc. e con lo scopo di irrorare una superficie più ampia, quale per esempio l’intero riempimento di una torre di raffreddamento, ed in modo più omogeneo rispetto agli spruzzatori di tipo noto. The particular conformation of the deflector 6 allows to achieve relatively homogeneous distributions of liquid to be sprayed and even non-circular in shape, since the deflector 6 is able to spray an approximately square-shaped area with a predetermined homogeneity thanks to the shape of the projecting regions 62 It should also be noted that other embodiments not illustrated may be provided for spraying with predetermined homogeneity areas of different shapes, for example rectangular, triangular, rhombic, polygonal, star, etc. and with the purpose of spraying a larger surface, such as for example the entire filling of a cooling tower, and in a more homogeneous way than known sprayers.

Sempre nella direzione assiale all’ugello ed inferiormente al primo sistema 6 di rottura di getto, la struttura di supporto 4 è resa solidale al sistema 6 e presenta due bracci 42 divergenti l’uno rispetto all’altro per poi unirsi tramite un terzo braccio 43 rettilineo e disposto nella direzione ortogonale alla direzione del getto. Still in the axial direction to the nozzle and below the first jet breaking system 6, the support structure 4 is made integral with the system 6 and has two arms 42 diverging from each other and then joined by a third arm 43 straight and arranged in the direction orthogonal to the direction of the jet.

Il braccio 43 presenta una regione di supporto 44 per supportare in maniera amovibile un secondo sistema 7 di rottura di getto. Più precisamente, la seconda regione di supporto 44 presenta un perno 45 il quale è reso integrale alla regione 44. Il perno 45 costituisce una guida di supporto al secondo sistema di rottura 7 e tramite il quale perno 45 può essere montato in maniera bloccata ma amovibile un secondo sistema 7 di rottura di getto. Infatti e come appare evidente dalle figure, il secondo sistema 7 di rottura di getto può essere del tipo fisso (come illustrato nelle figure 1-3) oppure del tipo mobile (come illustrato nelle figure 4-6). The arm 43 has a support region 44 for removably supporting a second jet breaking system 7. More precisely, the second support region 44 has a pin 45 which is made integral with the region 44. The pin 45 constitutes a support guide to the second breaking system 7 and by means of which the pin 45 can be mounted in a locked but removable manner. a second jet breaking system 7. In fact and as is evident from the figures, the second casting breaking system 7 can be of the fixed type (as illustrated in Figures 1-3) or of the mobile type (as illustrated in Figures 4-6).

Più precisamente, nella prima forma di realizzazione dell’ugello della presente invenzione, è previsto quale secondo sistema 7 di rottura del getto un elemento fisso 70 montato in maniera amovibile sulla regione di supporto 44. L’elemento fisso 70 presenta tipicamente una conformazione conica sporgente nella direzione di impatto del getto e rivolta contro il getto stesso, mentre sul suo perimetro inferiore sono ricavate integralmente una serie di creste 71 atte a favorire il distacco del flusso di liquido dalla superficie. More precisely, in the first embodiment of the nozzle of the present invention, a fixed element 70 removably mounted on the support region 44 is provided as the second jet breaking system 7. The fixed element 70 typically has a protruding conical shape in the direction of impact of the jet and facing the jet itself, while on its lower perimeter a series of ridges 71 are integrally formed to facilitate the detachment of the flow of liquid from the surface.

Questa disposizione permette di ottenere una distribuzione sostanzialmente omogenea del liquido da spruzzare anche nella regione centrale del getto ed in condizioni particolari come, ad esempio, in presenza di acque sporche. This arrangement allows to obtain a substantially homogeneous distribution of the liquid to be sprayed also in the central region of the jet and in particular conditions such as, for example, in the presence of dirty water.

Verrà ora fatto riferimento alle figure da 4 a 6 in cui viene illustrata in esse una seconda forma di realizzazione dell’ugello. Per chiarezza illustrativa, parti uguali avranno numeri uguali e la loro descrizione dettagliata verrà qui omessa poiché già fornita in precedenza. Reference will now be made to figures 4 to 6 in which a second embodiment of the nozzle is illustrated therein. For clarity of illustration, like parts will have like numbers and their detailed description will be omitted here as already given above.

Questa forma di realizzazione si differenzia dalla prima forma di realizzazione dal fatto di presentare un secondo sistema 8 di rottura di getto il quale è del tipo mobile e non più fisso come il primo sistema 7 di rottura di getto. This embodiment differs from the first embodiment in that it presents a second casting breaking system 8 which is of the movable type and no longer fixed like the first casting breaking system 7.

Più precisamente e come appare evidente nelle figure, il sistema di rottura di getto 8 presenta una girante o elica 81 la quale è montata in maniera girevole ed amovibile sul perno 45 di supporto del braccio 43. Per il supporto girevole della girante 81 è prevista un elemento di guida solidale alla girante 81 ed atto ad inserirsi in maniera bloccabile sul perno 45. More precisely and as appears evident in the figures, the jet breaking system 8 has an impeller or propeller 81 which is mounted in a rotatable and removable manner on the pin 45 supporting the arm 43. For the rotatable support of the impeller 81 a guide element integral with the impeller 81 and able to be inserted in a lockable manner on the pin 45.

Apparirà evidente agli esperti della tecnica correlata che la presente invenzione presenta il notevole vantaggio di poter predisporre per un’unica forma costruttiva di ugello diversi tipi di sistemi di rottura getto ed a seconda delle necessità dell’utente. It will appear evident to those skilled in the related art that the present invention has the considerable advantage of being able to prepare different types of jet breaking systems for a single construction form of nozzle and according to the user's needs.

Ad esempio, un primo vantaggio economico è dato dal fatto che l’ugello secondo la presente invenzione presenta alcuni componenti particolari di forma e realizzazione costante, mentre viene modificato il solo elemento che ne richiede la necessità, ovvero il sistema di rottura di getto. For example, a first economic advantage is given by the fact that the nozzle according to the present invention has some particular components of constant shape and construction, while the only element that requires them is modified, namely the jet breaking system.

Inoltre, un secondo vantaggio è dato dal fatto di poter equipaggiare con l’ugello della presente invenzione un medesimo impianto di raffreddamento con zone dotate di ugelli che montano differenti elementi di rottura di getto al fine di raggiungere l’auspicata uniformità della distribuzione. Furthermore, a second advantage is given by the fact of being able to equip the same cooling system with the nozzle of the present invention with areas equipped with nozzles that mount different jet breaking elements in order to achieve the desired uniformity of distribution.

Claims

CLAIMS 1. Nozzle (1) for cooling towers, comprising a main body (2), connecting means (5) of said nozzle (1) to an external supply, a distribution orifice (3) obtained in said main body (2 ), and a support structure (4,41,42,43) for said nozzle (1) and for a first jet breaking system (6), characterized in that said support structure (4,41,42, 43) provides for mounting in a removable manner for different casting breaking systems (7; 8) by means (45) for the removable support.

Cooling tower nozzle (1) according to the preceding claim, wherein said orifice (3) has a substantially constant profile.

Cooling tower nozzle (1) according to claim 1 or 2, wherein said support structure (4) has support means (41) for a first jet breaking system (6), said support means comprising a pair of arms (41) made integral with said main body (2) and with said first casting breaking system (6).

4. Nozzle (1) for cooling towers according to the preceding claim, wherein said first jet breaking system (6) comprises a conical element (61) integral with said structure (41) and a cylindrical through opening (60) obtained at the center of said conical element (61) and coaxially with said orifice (3).

5. Nozzle (1) for cooling towers according to any one of the preceding claims, wherein said support structure (4) comprises second arms (42) integral with the first jet breaking system (6), said second arms (42) being divergent with respect to each other and joined by means of a third arm (43) rectilinear and arranged in the direction orthogonal to the direction of the jet, said third arm (43) incorporating said support means (45) for said second breaking system jet (7; 8).

Cooling tower nozzle (1) according to any one of the preceding claims, wherein said second jet breaking system comprises a fixed element (70) removably mounted on said support means (45), said fixed element ( 70) has a conical shape protruding in the direction of impact of the jet and facing the jet itself, and in correspondence with its lower perimeter a series of ridges (71) are integrally obtained to facilitate the detachment of the liquid flow from the surface.

Cooling tower nozzle (1) according to any one of the preceding claims 1 to 5, wherein said second jet breaking system (8) has an impeller (81) mounted in a removable and rotatable manner on said support means (45).

8. Nozzle (1) for cooling towers according to any one of the preceding claims, wherein said support means of said second jet breaking system (7; 8) comprise a support region (44) formed in said arm (43 ) orthogonal, said support region (44) presenting a support pin (45) made integral with said region (44).