BR112019015978A2

BR112019015978A2 - Torre de resfriamento evaporativo para o resfriamento de água

Info

Publication number: BR112019015978A2
Application number: BR112019015978-9A
Authority: BR
Inventors: Wayne Childers Billy; Amar Kumar Swamy Atul
Original assignee: Aggreko, Llc
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2020-03-31
Also published as: MX2019009231A; CA3052192A1; EP3577403A4; US20240115284A1; JP2020509323A; CN110573817A; JP7121739B2; EP3577403A1; WO2018144857A1

Abstract

trata-se de uma torre de resfriamento para resfriamento evaporativo de água que está contida dentro de uma armação de contêiner de transporte em conformidade com a iso, permitindo o empilhamento de torres de resfriamento para transporte e para certas aplicações industriais. um volume de meio de preenchimento está contido dentro da armação. os rebaixos separados ficam sob o meio de preenchimento, percorrendo substancialmente o comprimento do meio de preenchimento e conectando-se a uma bacia. os defletores são conectados a uma borda superior dos rebaixos, enquanto um espaço de fluxo de ar está posicionado acima da outra borda superior de rebaixo. um sistema de distribuição de água, com bocais de fluxo variáveis posicionados proximamente acima do meio de preenchimento, asperge água sobre a superfície superior do meio de preenchimento, onde a mesma se move por gravidade para baixo até os rebaixos. ventiladores sobre o meio de preenchimento movem ar verticalmente para cima através do meio de preenchimento.

Description

TORRE DE RESFRIAMENTO EVAPORATIVO PARA 0 RESFRIAMENTO DE ÁGUA

Referência cruzada a pedidos relacionados [001] Este pedido de patente não provisório reivindica prioridade do pedido de patente provisório dos Estados Unidos SN 62/454432, depositado em sexta-feira, 3 de fevereiro de 2017, para todos os propósitos. A revelação desse pedido de patente provisório está incorporada ao presente documento, até o ponto em que não seja inconsistente com esta revelação.

Antecedentes - Campo da Invenção [002] Esta invenção refere-se a torres de resfriamento, tipicamente usadas para o resfriamento de líquidos, usualmente água, em ambientes industriais e de HVAC.

[003] As torres de resfriamento, amplamente, são trocadores de calor que transferem calor (tipicamente) de fontes de água, denominadas no presente documento água quente. Como é conhecido na técnica relevante, as torres de resfriamento da técnica anterior, de modo geral, compartilham vários elementos, incluindo um volume de meio de preenchimento dentro do corpo da torre de resfriamento, com alguma forma de sistema de distribuição de água posicionada acima do meio de preenchimento. Água pode ser, então, aspergida para baixo no meio de preenchimento, em que a mesma se move por gravidade através do meio até pingar do fundo e cair em uma bacia de captura. A água resfriada é denominada no presente documento, algumas vezes, como água fria. O ar é direcionado para cima através do meio de preenchimento, em contrafluxo à água que se move para baixo, e sai do topo do meio de preenchimento. Ventiladores posicionados acima do meio de

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2/20 preenchimento (tiragem induzida) ou abaixo do meio de preenchimento (tiragem forçada) movem o ar para cima através do meio de preenchimento. Conforme é conhecido na técnica, o ar que se move para cima, em contrafluxo à água quente que se move para baixo, remove calor da água.

[004] Os projetos de torre de resfriamento conhecidos exigem uma dimensão de altura relativamente grande, a fim de fornecer espaçamento vertical para (entre outras coisas) afastamento suficiente do sistema de distribuição de água acima do meio de preenchimento, para permitir a distribuição de água adequada; e para a água cair do fundo do meio de preenchimento até uma bacia de captura, que, de modo geral, se estende substancialmente pela totalidade da pegada da torre de resfriamento. Adicionalmente, outros atributos dimensionais e estruturais impedem o posicionamento de torres de resfriamento em posições desejadas contíguas umas às outras, empilhadas umas sobre as outras, etc. A transportabilidade é ainda outro problema, com as dimensões da torre de resfriamento causando problemas com liberação de estrada, etc., frequentemente exigindo desmonte das torres portáteis para transporte.

[005] Todas as torres de resfriamento da técnica anterior conhecidas apresentam esses e vários outros problemas, gerando um desejo de uma torre de resfriamento melhorada gue soluciona esses problemas.

Sumário da Invenção [006] A torre de resfriamento que incorpora os princípios da presente invenção compreende uma armação esquelética externa, que, de preferência, se conforma a ou pode estar em conformidade com as dimensões padronizadas de

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Contêiner de Frete Intermodal, frequentemente denominado contêiner para transporte, estando, assim, em conformidade com a ISO (Organização Internacional para Padronização); e, de preferência, tendo blocos de contêiner ou encaixes de aresta certificados pela ISO (Organização Internacional para Padronização) nas quatro arestas superiores e nas quatro arestas inferiores da armação para conectar o aparelho de preensão e levantamento. Um volume de meio de preenchimento é posicionado na parte central do corpo de torre de resfriamento geral. Um sistema de distribuição de água quente de fluxo variável que compreende diversos bocais de orifício fixo de baixa pressão (sem partes móveis), posicionados de modo relativamente próximo acima da superfície superior do meio de preenchimento, asperge a água quente (a ser resfriada) no meio de preenchimento. De preferência, a tubulação que alimenta os bocais (que compreendem um cabeçote e seções laterais) é posicionada dentro de uma camada de eliminador de desvio, que captura a névoa de água que está sendo puxada para cima pela corrente de ar. Os bocais são, portanto, posicionados entre a superfície superior do meio de preenchimento e a superfície inferior do eliminador de desvio.

[007] Um sistema de coleta de água é posicionado abaixo do meio de preenchimento, para coletar a água fria que sai do meio de preenchimento e rotear a mesma conforme necessário para ser levada de volta ao sistema de água. O sistema de coleta de água compreende uma pluralidade de rebaixos separados, que, de preferência, se estendem pelo comprimento do corpo da torre de resfriamento ou do meio de preenchimento ou, em outras modalidades, se estendem pela largura do corpo da torre de resfriamento. A água cai em

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4/20 defletores posicionados acima dos rebaixos e que estão fixados a uma primeira borda superior dos rebaixos e angulados ou inclinados de modo que a água corra para os rebaixos. A partir dos rebaixos, a água flui por gravidade para uma bacia ou reservatório em uma extremidade da torre de resfriamento e de lá de volta para o sistema de água. A presente invenção pode também compreender um sistema de coleta de água similar àquele revelado no documento n£ USP 8535024, de propriedade do Depositante do presente documento; a revelação dessa patente está incorporada ao presente documento até o ponto que não seja inconsistente com esta revelação. O ar flui para cima através dos espaços entre os rebaixos e dos espaços de fluxos de ar passante posicionados, de modo geral, acima de uma segunda borda superior dos rebaixos (ou seja, a borda superior que não compreende o defletor). As venezianas nos espaços de fluxo de ar minimizam a passagem de água através dos mesmos.

[008] Um ou mais ventiladores são posicionados acima (em um sistema de tiragem induzida) ou abaixo (em um sistema de tiragem forçada) do meio de preenchimento, para mover o ar para cima através do meio de preenchimento.

[009] De preferência, as pernas telescópicas estão dispostas em cada aresta da armação. As pernas podem ser entendidas e travadas em posição (por meio de pinos inseridos através de buracos ou quaisquer outros meios adequados) para elevar a torre de resfriamento conforme desejado para entrada de ar e/ou para produzir elevação suficiente para drenagem de água para outro equipamento. A extremidade inferior de cada perna, de preferência, compreende um encaixe de aresta ou bloco de aresta em conformidade com a ISO. Quando retraída (e travada em posição), a torre de resfriamento se transforma em uma caixa

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5/20 de modo geral, cujas dimensões se conformam àquelas de um Contêiner de Frete Intermodal padronizado (um contêiner para transporte em conformidade com a ISO).

[010] De preferência, externamente ao corpo principal da torre de resfriamento, mas dentro da armação esquelética, está uma plataforma de acesso de serviço. Essa plataforma é, de preferência, posicionada sobre a bacia de água fria (que também se estende além do corpo principal da torre de resfriamento, mas dentro da armação esquelética), para fácil acesso e serviço. Essa seção da unidade geral, dentro da armação esquelética, também compreende conexões de tubulação de água de entrada e saída, um painel de controle de ventilador, controle de preenchimento de água, peneiras de reservatório, portas de acesso e outros componentes.

Breve Descrição dos Desenhos [Oil] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de uma torre de resfriamento que incorpora os princípios da presente invenção.

[012] As Figuras 2A a 2D são vistas em perspectiva, superiores e laterais da armação esquelética da torre de resfriamento.

[013] A Figura 3 é uma vista em perspectiva da armação esquelética de torre de resfriamento, com laminação em posição nas laterais.

[014] A Figura 4 é uma vista da extremidade da torre de resfriamento em corte transversal parcial, com as pernas telescópicas estendidas.

[015] A Figura 5 é outra vista da extremidade da torre de resfriamento em corte transversal parcial, com as pernas telescópicas estendidas.

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6/20 [016] A Figura 6 é outra vista da extremidade da torre de resfriamento em corte transversal parcial, com as pernas telescópicas retraídas.

[017] A Figura 6A é uma um corte transversal parcial que mostra outra disposição de rebaixos.

[018] A Figura 7 é uma vista lateral da torre de resfriamento em corte transversal parcial, com as pernas telescópicas estendidas.

[019] A Figura 8 é outra vista lateral da torre de resfriamento em corte transversal parcial, com as pernas telescópicas estendidas e com certos elementos omitidos para clareza.

[020] A Figura 8A é uma vista de uma modalidade de tiragem forçada.

[021] A Figura 9 compreende várias vistas dos rebaixos de sistema de coleta de água, defletores, etc.

[022] A Figura 10 é uma vista em perspectiva do sistema de distribuição de água.

[023] A Figura 11 é uma vista da extremidade em corte transversal parcial, ilustrando a trajetória de fluxo de ar através da torre de resfriamento.

[024] A Figura 12 é uma vista da extremidade em corte transversal parcial, ilustrando a trajetória de fluxo de água através da torre de resfriamento.

[025] A Figura 13A ilustra uma disposição de bocais de água da técnica anterior.

[026] A Figura 13B ilustra uma disposição de bocais de água exemplificativas que incorpora os princípios da presente invenção.

[027] A Figura 14 é uma vista superior de uma

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7/20 única torre de resfriamento.

[028] A Figura 15 é uma vista da extremidade de diversas torres de resfriamento, com as pernas telescópicas retraídas, mostrando as torres empilhadas, por exemplo, para trânsito ou armazenamento em massa.

[029] A Figura 16 é uma vista superior de uma disposição de múltiplas torres de resfriamento posicionadas adjacentes umas às outras.

[030] A Figura 17 é uma vista superior de outra disposição de múltiplas torres de resfriamento posicionadas adjacentes umas às outras.

[031] A Figura 18 é uma vista da extremidade de duas torres de resfriamento empilhadas uma sobre a outra, também mostrando uma trajetória de fluxo de ar exemplif icativa.

[032] A Figura 19 é uma vista lateral em corte transversal parcial de uma modalidade de torre de resfriamento que compreende tubos de resfriamento roteados através da torre de resfriamento, para resfriamento de fluidos que fluem através dos tubos.

[033] As Figuras 20 e 21 mostram uma disposição de controle de fluxo de água.

Descrição da Modalidade Presentemente Preferencial (ou Modalidades Presentemente Preferenciais) [034] Embora várias torres de resfriamento possam incorporar os princípios da presente invenção, em referência aos desenhos, algumas das modalidades presentemente preferenciais podem ser descritas.

[035] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma modalidade da torre de resfriamento 10 que incorpora os princípios da presente invenção. A torre de resfriamento 10

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8/20 compreende uma armação esquelética 20, de preferência, dimensionada para se conformar às dimensões do Contêiner de Frete Intermodal dentro da qual estão posicionados os vários elementos da torre de resfriamento. A armação 20 forma uma estrutura em conformidade com a ISO (Organização Internacional para Padronização) e satisfaz todos os requisitos de estrutura, material, fabricação e outros para tal certificação. A armação 20 compreende encaixes de aresta de contêiner em conformidade com a ISO 22 em cada aresta, para funções de preensão e levantamento. Em uma modalidade presentemente preferencial, as pernas telescópicas 24 estão dispostas nas quatro arestas, que podem ser estendidas até um comprimento desejado e preso com pino ou preso de outro modo em posição, então, retraídas quando desejado para trânsito, etc. Nessa modalidade, as extremidades inferiores das pernas 24 também compreendem encaixes de aresta de contêiner em conformidade com a ISO 22. Entende-se que a elevação desejada da torre de resfriamento 10 acima da superfície em que a mesma está posicionada é prontamente atingida estendendo-se as pernas 24 a uma distância desejada, então, travada em posição por meio de pinos ou outros meios adequados conhecidos na técnica. Quando as pernas 24 estão em sua posição retraída, a torre de resfriamento está em conformidade dimensional com os regulamentos de envio internacionais para Contêineres de Frete Intermodais. Entendese que todos os outros requisitos de certificação para conformidade com a ISO, relacionados à capacidade de sustentação de carga, processos de fabricação e pessoal, materiais, etc. são tendidos, de modo que a torre de resfriamento (ou a armação da mesma) satisfaça todos os requisitos de conformidade com a ISO. Como tal, a torre de

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9/20 resfriamento (ou a armação da mesma) pode portar uma etiqueta de conformidade.

[036] As Figuras 2A a 2D mostram as vistas superior, lateral e em perspectiva da armação 20, pernas 24, etc. com as pernas 24 estendidas e travadas em posição em um comprimento estendido desejado.

[037] A Figura 3 é uma vista em perspectiva da torre de resfriamento 10, particularmente, a armação 20 e as pernas 24 retraídas. O material laminar é também mostrado em posição em torno das laterais da torre de resfriamento, fechando o meio de preenchimento.

[038] A Figura 4 é uma vista de extremidade da torre de resfriamento 10, em corte transversal parcial, para mostrar uma vista interna de uma seção inferior da torre de resfriamento. Em particular, a Figura 4 mostra uma vista de extremidade dos rebaixos 30 (identificada como Rebaixo de Bacia de Água Fria) em que a água flui, conforme flui para fora do meio de preenchimento 60. Referindo-se às Figuras 4 e 5, a água flui a partir dos rebaixos 30 por gravidade para um reservatório ou bacia 40 (identificado como Reservatório de Bacia de Água Fria) e do mesmo flui para um sistema de coleta (que compreende tubulação, bombas, controles, etc.) para ser retornado ao sistema do qual veio. Os rebaixos 30 compreendem a primeira e a segunda bordas superiores. Os defletores 32 são fixados a uma primeira dentre as ditas bordas superiores e são angulados de modo que a água que cai para fora do meio de preenchimento 60 seja roteada para os rebaixos 30. O ar flui para a torre de resfriamento passando inicialmente entre os rebaixos 30, então, através de espaços de fluxo de ar 52 acima da segunda borda de rebaixo, então, para cima através do meio

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10/20 de preenchimento 60. Venezianas de ar de entrada 50 podem ser fornecidas para controlar direcionalmente o fluxo de ar e impedir que água passe através dos espaços de fluxo de ar e, assim, não entre nos rebaixos 30. São também mostrados na Figura 4 uma porta de acesso, que fornece acesso às partes internas da torre de resfriamento 10 para manutenção, etc.; a porta de painel elétrico, para serviço dos vários componentes elétricos; e o elevador de água quente 72, através do qual água quente (isto é, a água a ser resfriada pela torre de resfriamento) é bombeada até o sistema de distribuição de água 70 e para o meio de preenchimento 60. Uma plataforma de trabalho é posicionada em uma extremidade da torre de resfriamento 10 (observar guarda-corpos mostrados), descrita em mais detalhes adiante no presente documento.

[039] De preferência, os rebaixos 30 correm no sentido do comprimento (por exemplo, paralelos à dimensão longa da torre de resfriamento), substancialmente o comprimento inteiro do meio de preenchimento 60, de modo que toda a água drene em uma direção paralela à dimensão longa da torre de resfriamento sem canais cruzados. A água fria pode, então, ser drenada em um fluxo laminar contínuo, a uma velocidade relativamente alta, impedindo áreas de velocidade de fluxo muito baixa que permite a deposição de sólidos. Ademais, a bacia de coleta de água fria 40, de preferência, encontra-se completamente abaixo da torre de resfriamento, impedindo que a água fria seja exposta à luz solar.

[040] A Figura 5 é uma vista de extremidade em corte transversal que mostra vários atributos da torre de resfriamento em mais detalhes. Na Figura 5, as pernas 24 são entendidas e presas com pino ou fixadas de outro modo em

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11/20 posição a um comprimento desejado da torre de resfriamento 10, de modo a elevar a torre de resfriamento 10 conforme desejado. O meio de preenchimento 60 é posicionado, de modo geral, na parte central da torre de resfriamento 10 e pode compreender materiais de preenchimento de filme ou preenchimento de respingo, conforme conhecido na técnica relevante. Na modalidade preferencial, o peso do meio de preenchimento 60 é sustentado por membros estruturais internos, por exemplo, enxerto de suporte 62, que transfere o peso do meio de preenchimento 60 para a armação 20, em vez de sustentar o peso do meio de preenchimento 60 pelo sistema de coleta de água. Deve-se entender que, em algumas modalidades, o meio de preenchimento 60 é sustentado pelo sistema de coleta de água.

[041] Um meio para distribuir água através de uma superfície superior do dito meio de preenchimento é fornecido, que pode compreender um sistema de distribuição de água 70 posicionado acima do meio de preenchimento 60 e compreende uma pluralidade de bocais de aspersão 80 através dos quais a água a ser resfriada é aspergida no meio de preenchimento 60. A água flui através do meio de preenchimento 60 por gravidade, por fim saindo do meio de preenchimento 60, gotejando nos defletores 32 e, então, fluido para os rebaixos 30, conforme brevemente descrito acima e descrito em mais detalhes adiante no presente documento. A Figura 5 também mostra espaços de fluxo de ar 52 e venezianas de ar de entrada 50 posicionadas acima de uma borda dos rebaixos 30, também a serem descritos em mais detalhes. Os bocais de aspersão 80 são alimentados por um cabeçote de água quente 82, que é, de preferência, posicionado pelo menos parcialmente dentro de uma camada de eliminador de desvio 84. Uma pluralidade de laterais

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12/20 de água 81 se estende a partir do cabeçote 82, em que os bocais de aspersão 80 estão montados nas laterais 81. De preferência, os bocais de aspersão 80 de um projeto com orifícios fixos, formando uma baixa pressão, baixo perfil, sistema de fluxo variável, sem partes móveis. Os bocais 80 são, de preferência, montados apenas a uma curta distância acima da superfície superior do meio de preenchimento 60, por exemplo, dentro de uma faixa de cerca de 0,64 centímetro a 2,54 centímetros (0,25 polegada a 1,00 polegada). Entende-se que os bocais de aspersão 80 são posicionados dentro do espaço entre a superfície superior do meio de preenchimento 60 e a superfície inferior do eliminador de desvio 84. O projeto da torre de resfriamento da presente invenção permite uma distância relativamente pequena entre a superfície superior do meio de preenchimento 60 e a superfície inferior do eliminador de desvio 84; em uma modalidade presentemente preferencial, essa distância é, de modo geral, cerca de 25,4 centímetros (10 polegadas) ou menos, de modo geral, dentro da faixa de cerca de 20,32 centímetros a 25,4 centímetros (8 polegadas a 10 polegadas).

[042] É fornecido um meio para mover ar verticalmente para cima através do meio de preenchimento 60, que pode compreender uma pluralidade de ventiladores 90, de preferência, posicionados acima do sistema de distribuição de água 70, para puxar o ar através do sistema em uma distribuição de tiragem induzida, conforme conhecido na técnica relevante. Um anteparo de ventilador/gradeado para andar 92 é posicionado acima dos ventiladores 90. Entende-se que a presente invenção também compreende um sistema de tiragem forçada, com os ventiladores 90 posicionados acima do meio de preenchimento 60, conforme pode ser visto na Figura 8A.

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13/20 [043] Conforme será entendido por aqueles que são versados na técnica relevante, a disposição de torre de resfriamento que incorpora os princípios da presente invenção permite uma dimensão materialmente reduzida do nível na bacia 40 ao sistema de distribuição de água 70, denominada dimensão X na Figura 5, resultando em uma distância reduzida que a água quente precisa ser bombeada verticalmente até o sistema de distribuição de água quente (valor de cabeça reduzido). Isso resulta em uma necessidade de potência de bomba diminuída, portanto, custos operacionais mais baixos (isto é, custos de energia mais baixos para bombeamento de água quente). Esse aspecto dimensional é atingido por diversos elementos estruturais:

• uma disposição de bocais de fluxo que permite um espaçamento grandemente diminuído entre a superfície superior do meio de preenchimento 60 e a superfície inferior do eliminador de desvio 84 • um sistema de coleta de água que compreende os rebaixos, defletores e espaços de fluxo de ar separados, eliminando a necessidade de uma bomba de água subjacente, em vez de compreender uma bacia 40 disposta na extremidade dos rebaixos.

[044] A Figura 6 mostra a mesma vista gue a Figura 5, mas com as pernas 24 retraídas e presas em posição, para trânsito, etc.

[045] A Figura 6A é um corte transversal parcial da torre de resfriamento 10, mostrando vários elementos da mesma, com outra disposição de rebaixos 30.

[046] A Figura 7 é uma vista em corte transversal, que mostra diversos dos mesmos elementos

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14/20 estruturais conforme vistos nas Figuras 5 e 6 e descritos acima. Observa-se que a Figura 7 também mostra o posicionamento de tubos de garfo para uso por uma empilhadeira ou aparelho similar para mover a torre de resfriamento. O elevador de água quente 72 fornece água quente ao sistema de distribuição de água 70, mais especificamente, o cabeçote de água quente 82.

[047] A Figura 8 é outra vista lateral em corte

transversal parcial	. 0 elevador	de	água	quente	72,	o	cabeçote
de água quente 82	e a bacia	de	água	fria	40	são vistos
claramente.
[048]	A Figura 8A	é	uma modalidade	de	tiragem

forçada, com ventiladores subjacentes ao meio de preenchimento .

[049] A Figura 9 compreende diversas vistas de rebaixos 30 e defletores 32, desmontados do restante da torre de resfriamento. Em uma modalidade presentemente preferencial, os rebaixos 30, de modo geral, se estende pelo comprimento da torre de resfriamento 10; ou seja, substancialmente pelo comprimento do meio de preenchimento 60. Deve-se entender que, em outras modalidades, os rebaixos 30 pode se estender pela largura (isto é, a dimensão mais curta) da torre de resfriamento 10. Observa-se que os defletores 32 não são necessários para rotear a água para o rebaixo central (identificado), devido à disposição dos outros elementos do sistema.

[050] A Figura 10 é uma vista detalhada do sistema de distribuição de água 70 separado dos outros componentes. A água é bombeada da fonte de água quente para o elevador (ou elevadores) de água quente 72, para o cabeçote de água quente 82, através das laterais 83, então, para os bocais

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15/20 de aspersão 80 e para fora na superfície superior do meio de preenchimento 60. É mostrado um eliminador de desvio 84 que reduz a quantidade de gotículas de água que são transportadas para fora da torre de resfriamento pelo fluxo de ar ascendente.

[051] A Figura 11 mostra trajetórias de fluxo de ar típicas através da torre de resfriamento 10, conforme o ar está sendo puxado através do sistema por ventiladores 90, em uma disposição de tiragem induzida. Observa-se que certos números de elemento são omitidos para maior clareza. O ar, de modo geral, entra a partir do fundo da torre de resfriamento 10, fluindo verticalmente para cima entre os rebaixos 30, através dos espaços de fluxo de ar 52 e venezianas de ar de entrada 50 e, então, para cima através do meio de preenchimento 60. O ar sai do meio de preenchimento 60, fluindo para cima através do eliminador de desvio 84, através dos ventiladores 90 e anteparo de ventilador/gradeado para andar 92, então, saindo da torre de resfriamento 10. Entende-se que a disposição mostrada na Figura 11, e nas outras figuras, é apenas uma disposição possível; uma disposição de tiragem forçada também é possível, tendo ventiladores posicionados abaixo dos rebaixos e outros componentes e, assim, empurrando o ar através do meio de preenchimento e outros componentes do sistema; é feita novamente referência à Figura 8A.

[052] A Figura 12 mostra trajetórias de figura de água típicas através do sistema. Certos números de elemento são omitidos para maior clareza. A água quente sai dos bocais de fluxo 80 para a superfície mais superior do meio de preenchimento 60. A água flui por gravidade através do meio de preenchimento 60, saindo do meio de preenchimento 60 como água fria e, por fim, fluindo para os rebaixos 30, fluindo nos

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16/20 defletores 32 e, então, para os rebaixos 30 ou diretamente para os rebaixos 30. A água fria flui por gravidade para uma bacia 40 (consultar a Figura 8), então, para um sistema (tipicamente que compreende bombas, tubulação, etc.) para retornar a mesma a um sistema a ser resfriado, por exemplo, um sistema de aquecimento/ventilação/condicionamento de ar (HVAC), um sistema de resfriamento de motor de combustão interna ou qualquer outro sistema conforme conhecido na técnica relevante. Conforme observado acima, a presente invenção pode também compreender um sistema de coleta de água similar àquele revelado no documento n£ USP 8535024, de propriedade do Depositante do presente documento; a revelação dessa patente está incorporada ao presente documento até o ponto que não seja inconsistente com esta revelação.

[053] As Figuras 13A e 13B mostram a disposição de bocais de fluxo de acordo com a técnica anterior (13 A) e a presente invenção (13B). Conforme pode ser visto na Figura 13 A, os sistemas da técnica anterior de modo geral usavam menos bocais por unidade de área, tipicamente exigindo um afastamento mais alto (isto é, distância do bocal até a superfície do meio de preenchimento) para fornecer a cobertura necessária. A título de exemplo, os sistemas da técnica anterior conhecidos podem empregar quatro bocais em uma área de 1,83 metro por 1,83 metro (6 pés por 6 pés) (isto é, 4 bocais em 3,34 metros quadrados (36 pés quadrados)) . Em contrapartida, uma disposição de bocais de fluxo que incorpora os princípios da presente invenção, conforme visto na Figura 13B, compreende um número maior de bocais por unidade de área, a saber, múltiplos bocais de baixa pressão, que aspergem/dispersam a água mais horizontalmente. A título de

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17/20 exemplo, uma disposição preferencial da presente invenção pode compreender cinco bocais em uma área de 1,22 metro x 1,22 metro (4 pés x 4 pés) (isto é, 5 bocais em 1,49 metro quadrado (16 pés quadrados)). Essas características do presente sistema permitem um afastamento mais baixo dos bocais de fluxo acima do meio de preenchimento, portanto, o uso de menos espaço vertical do que nos sistemas da técnica anterior, a saber, uma distância grandemente reduzida da superfície superior do meio de preenchimento 60 até a descarga do bocal de fluxo 80 e, consequentemente, até a superfície inferior do eliminador de desvio 84. Adicionalmente, o número maior de bocais por unidade de área atinge melhor cobertura do meio de preenchimento quando pressão/fluxo são variados.

[054] A Figura 14 é uma vista superior da torre de resfriamento 10. A plataforma de trabalho 26 é vista em uma extremidade da torre de resfriamento 10, fora da área de meio de preenchimento 60, mas dentro da armação 20. De preferência, a bacia 40 é subjacente à plataforma de trabalho 26, permitindo fácil acesso para serviço, etc. Adicionalmente, posicionar a bacia 40 abaixo da plataforma de trabalho 26 e/ou outros elementos estruturais da torre de resfriamento 10 projete a água dentro da bacia 40 contra a luz solar, evitando, assim, aumentos de temperatura devido à exposição solar.

[055] A Figura 15 mostra diversas torres de resfriamento 10 com pernas 24 retraídas e empilhadas para trânsito. Pode ser prontamente percebido que com as dimensões de armação 20 em conformidade com as dimensões de Contêiner de Frete Intermodal padrão, as torres de resfriamento 10 podem ser prontamente manuseadas e transportadas e empilhadas para trânsito e armazenamento em passa. Conforme conhecido na

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18/20 técnica relevante, os encaixes de aresta 22 permitem que as torres de resfriamento 10 sejam conectadas umas às outras. Como com os elementos restantes da armação 20, os encaixes de aresta 22 são encaixes de aresta de contêiner em conformidade com a ISO, atendendo os requisitos da ISO para contêineres de transporte.

[056] Conforme anteriormente descrito, o ar entra na torre de resfriamento 10 a partir do fundo, em vez dos lados, portanto, as torres de resfriamento 10 da presente invenção podem ser posicionadas adjacentes e contíguas umas às outras, sem perda de efetividade. Não há necessidade de posicionar as torres de resfriamento 10 separadas umas das outras para permitir o fluxo de ar. Tal posicionamento permite densidade de torres de resfriamento grandemente aumentada, isto é, capacidade de resfriamento por unidade de área de terreno. Várias configurações de posicionamento são possíveis. Uma configuração é mostrada na Figura 16, com dois conjuntos de três torres de resfriamento 10 contíguas umas às outras, com as extremidades de plataforma de trabalho juntas. A Figura 17 mostra uma disposição alternativa de posicionamento de torre de resfriamento 10. Deve-se entender que qualquer disposição das torres de resfriamento 10 é possível; por exemplo, qualquer extremidade de uma dada torre de resfriamento ser contígua a qualquer extremidade de outra torre de resfriamento 10.

[057] A Figura 18 é ainda outro posicionamento possível das torres de resfriamento 10 tornado possível pelos princípios da presente invenção. A mesma mostra duas torres de resfriamento 10 posicionadas uma sobre a outra. O fluxo de ar através de cada uma é indicado pelas linhas com seta. Observase que uma partição 100 é, de preferência, posicionada abaixo

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19/20 da torre de resfriamento superior 10, que desvia o ar quente que sai da torre de resfriamento inferior 10 para um lado e fornece ar de resfriamento para entrada na torre de resfriamento superior 10 a partir de um lado. A capacidade de empilhar torres de resfriamento 10 é de valor em ambientes em que um espaço relativamente alto, mas estreito, está disponível.

[058] A Figura 19 ilustra ainda outra modalidade da torre de resfriamento 10 que incorpora os princípios da presente invenção. Nessa modalidade, o objetivo do sistema é resfriar fluidos que fluem através das bobinas 110, enquanto ao mesmo tempo (se for desejado) resfria a água quente a ser aspergida em um meio de preenchimento 60 e/ou bobinas 110. As bobinas 110 são posicionadas na porção central da torre de resfriamento 10, em que o meio de preenchimento 60 podería normalmente estar, e são, assim, expostas à a água fria em cascata de cima para baixo; é entendido que a água é bombeada através do sistema, de modo geral, conforme descrito em conexão com as modalidades anteriores. O calor é, portanto, transferido dos fluidos que fluem através das bobinas 110 até a superfície da bobina 110, então, para a água fria que flui nas/pelas bobinas, resfriando, assim, os fluidos que fluem através das bobinas 110. É entendido que as bobinas 110 podem ser efetivamente embutidas dentro do meio de preenchimento 60.

[059] As Figuras 20 e 21 mostram uma disposição de controle de fluxo de água, para controlar o fluxo de água individualmente para cada lateral 83 a partir do cabeçote 82. Uma seção tubular 200 é disposta através do cabeçote 82, estendendo-se pela largura do cabeçote 82. A seção tubular 200 compreende um furo 210 através da parede da mesma, através do

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20/20 qual a água pode fluir a partir do cabeçote 82. A seção tubular 200 é conectada de modo fluido às laterais 83. A seção tubular 200 é montada de modo giratório, em relação tanto ao cabeçote 82 quanto às laterais 83 (ou seja, a seção tubular 200 pode ser girada sem rotação do cabeçote 82 e das laterais 83). As vedações 202 fornecem uma vedação fluida entre a seção tubular 200 e o cabeçote 82 e entre a seção tubular 200 e as laterais 82. Por rotação da seção tubular 200, a taxa de fluxo de água do cabeçote 82 para as laterais 83 pode ser ajustada para cada lateral 83, permitindo, assim, o equilíbrio de taxa de fluxo de água através de cada lateral 83 (de modo a equalizar o fluxo em cada lateral) .

[060] É entendido que bombas, controles, válvulas, processadores digitais (isto é, computadores), componentes elétricos, calibradores e outros componentes, conforme conhecidos de modo geral na técnica relevante, são também parte da torre de resfriamento 10.

Conclusão [061] Embora a descrição anterior contenha muitas especificidades, deve ser entendido que as mesmas são apresentadas apenas para descrever algumas das modalidades presentemente preferenciais da invenção, e não a título de limitação. Alterações podem ser feitas a vários aspectos da invenção, sem se afastar do escopo da mesma.

[062] Por conseguinte, o escopo da invenção deve ser determinado não pelos exemplos ilustrativos apresentados acima, mas pelas reivindicações anexas e os seus equivalentes legais.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. TORRE DE RESFRIAMENTO EVAPORATIVO PARA O RESFRIAMENTO DE ÁGUA, caracterizada por compreender:

uma estrutura que forma um contêiner para transporte em conformidade com a ISO (Organização Internacional para Padronização), que tem um comprimento, uma largura, uma altura e quatro arestas superiores e inferiores e que compreende encaixes de aresta de contêiner em conformidade com a ISO em cada uma das ditas arestas superiores e inferiores, em que os encaixes de aresta são adaptados para prender o dito contêiner em conformidade com a ISO a uma superfície ou a outro contêiner em conformidade com a ISO; e que compreende, posicionado dentro da dita estrutura:

um volume de meio de preenchimento, para passagem de água para baixo através do mesmo;

um meio para mover ar verticalmente para cima através do dito meio de preenchimento;

um meio para distribuir água através de uma superfície superior do dito meio de preenchimento;

um sistema de coleta de água posicionado abaixo do dito meio de preenchimento, em que o dito sistema de coleta de água compreende trajetórias de fluxo de ar através do mesmo, de modo que ar possa entrar na dita torre de resfriamento a partir de sua superfície de fundo e passar para cima através do dito sistema de coleta de água, enquanto a água que flui para baixo e para fora do dito meio de preenchimento é coletada pelo dito sistema de coleta de água.
2. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dito sistema de coleta de água compreender uma pluralidade de rebaixos separados, em que

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2/8 um ou mais dentre os ditos rebaixos abrange substancialmente o comprimento do dito meio de preenchimento da torre de resfriamento, em que um ou mais dentre os ditos rebaixos compreendem a primeira e a segunda bordas superiores, em que um ou mais dentre os ditos rebaixos compreende um defletor angulado que se estende a partir da dita primeira borda superior e um espaço de fluxo de ar acima da dita segunda borda, de modo que a água que flui para baixo a partir do dito meio de preenchimento flua no dito defletor e para dentro do dito rebaixo, e em que o fluxo de ar flui através dos espaços entre os ditos rebaixos e através do dito espaço de fluxo de ar acima da dita segunda borda do dito pelo menos um rebaixo.
3. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por compreender, ainda, venezianas dispostas nos ditos espaços de fluxo de ar.
4. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelos ditos meios para mover o ar verticalmente para cima através do dito meio de preenchimento compreenderem um ou mais ventiladores posicionados acima do dito meio de preenchimento.
5. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por compreender, ainda, um eliminador de desvio posicionado acima do dito meio de preenchimento, e em que os ditos meios para distribuir água através de uma superfície superior do dito meio de preenchimento compreendem uma pluralidade de bocais de distribuição de água que não têm partes móveis, posicionado entre a dita superfície superior do dito meio de preenchimento e uma superfície inferior do dito eliminador de desvio, em que os ditos bocais estão posicionados dentro de uma faixa de cerca

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3/8 de 0,64 centímetro (0,25 polegada) a 2,54 centímetros (1,0 polegada) acima da dita superfície superior do dito meio de preenchimento, e em que uma distância entre a dita superfície superior do dito meio de preenchimento e a dita superfície inferior do dito eliminador de desvio é menor que 25,4 centímetros (10 polegadas).
6. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pela água que flui para dentro dos ditos rebaixos fluir a partir dos ditos rebaixos para dentro de uma bacia disposta em uma extremidade dos ditos rebaixos dentro do dito contêiner em conformidade com a ISO.
7. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por compreender, ainda, um sistema de tubulação e bombas, disposto dentro do dito contêiner em conformidade com a ISO, que recebe água da dita bacia e bombeia a mesma para um sistema a ser resfriado.
8. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por compreender, ainda, pernas telescópicas verticalmente dispostas em cada aresta da dita armação, em que uma extremidade inferior de cada uma das ditas pernas compreende um encaixe de aresta de contêiner em conformidade com a ISO, e em que cada uma das ditas pernas pode ser encurtada a e fixada em um comprimento desejado estendido a partir do dito contêiner em conformidade com a ISO.
9. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender, ainda, pernas telescópicas verticalmente dispostas em cada aresta da dita armação, em que uma extremidade inferior de cada uma das ditas pernas compreende um encaixe de aresta de contêiner em

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4/8 conformidade com a ISO, e em que cada uma das ditas pernas pode ser encurtada a e fixada em um comprimento desejado estendido a partir do dito contêiner em conformidade com a ISO.
10. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por compreender, ainda, pernas telescópicas verticalmente dispostas em cada aresta da dita armação, em que uma extremidade inferior de cada uma das ditas pernas compreende um encaixe de aresta de contêiner em conformidade com a ISO, e em que cada uma das ditas pernas pode ser encurtada a e fixada em um comprimento desejado estendido a partir do dito contêiner em conformidade com a ISO.
11. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por compreender, ainda, pernas telescópicas verticalmente dispostas em cada aresta da dita armação, em que uma extremidade inferior de cada uma das ditas pernas compreende um encaixe de aresta de contêiner em conformidade com a ISO, e em que cada uma das ditas pernas pode ser encurtada a e fixada em um comprimento desejado estendido a partir do dito contêiner em conformidade com a ISO.
12. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo dito meio de preenchimento ser sustentado por um gradeado que abrange substancialmente o comprimento e largura do dito meio de preenchimento.
13. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por uma velocidade da água que flui pelo comprimento dos ditos rebaixos ser suficiente para minimizar o acúmulo de sedimentos dentro dos ditos rebaixos.

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14. TORRE DE RESFRIAMENTO EVAPORATIVO caracterizada por compreender:

um volume de meio de preenchimento para passagem de água para baixo através do mesmo;

um meio para mover ar verticalmente para cima através do dito meio de preenchimento;

um meio para distribuir água através de uma superfície superior do dito meio de preenchimento;

um sistema de coleta de água posicionado abaixo do dito meio de preenchimento, em que o dito sistema de coleta de água compreende trajetórias de fluxo de ar através do mesmo, de modo que ar possa passar para cima através do dito sistema de coleta de água enquanto a água que flui para baixo e para fora do dito meio de preenchimento é coletada e flui para uma bacia, e em que o dito sistema de coleta de água compreende uma pluralidade de rebaixos separados, em que um ou mais dentre os ditos rebaixos abrange substancialmente o comprimento do dito meio de preenchimento da torre de resfriamento, em que cada um dos ditos rebaixos compreende um par de bordas superiores, um ou mais dentre os ditos rebaixos compreende um defletor angulado que se estende a partir de uma dentre as ditas bordas superiores, e um espaço de fluxo de ar acima da outra borda, de modo que a água que flui para baixo a partir do dito meio de preenchimento flua para o dito defletor e para dentro do dito rebaixo, e em que o fluxo de ar flui através de espaços entre os ditos rebaixos e através do dito espaço de fluxo de ar acima da dita borda dos ditos rebaixos.
15. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada por compreender, ainda, venezianas dispostas nos ditos espaços de fluxo de ar.

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16. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada por compreender, ainda, uma bacia disposta em uma extremidade dos ditos rebaixos, de modo que a água flua a partir dos ditos rebaixos para dentro da dita bacia.
17. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelos ditos meios para mover ar verticalmente para cima através do dito meio de preenchimento compreenderem um ou mais ventiladores posicionados acima do dito meio de preenchimento.
18. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pela dita torre de resfriamento estar contida e montada dentro de uma armação que forma um único contêiner de transporte em conformidade com a ISO.
19. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada por compreender, ainda, pernas telescópicas verticalmente dispostas posicionadas em cada aresta da dita armação, em que uma extremidade inferior de cada uma das ditas pernas compreende um encaixe de aresta em conformidade com a ISO, e em que cada uma das ditas pernas pode ser encurtada a e fixada em um comprimento desejado.
20. TORRE DE RESFRIAMENTO EVAPORATIVO, caracterizada por compreender:

um volume de meio de preenchimento para passagem de água para baixo através do mesmo;

um meio para mover ar verticalmente para cima através do dito meio de preenchimento;

um meio para distribuir água através de uma superfície superior do dito meio de preenchimento, que

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7/8 compreende um eliminador de desvio posicionado acima do dito meio de preenchimento e uma pluralidade de bocais de distribuição de água que não têm partes móveis, posicionado entre uma superfície superior do dito meio de preenchimento e uma superfície inferior do dito eliminador de desvio, em que os ditos bocais estão posicionados dentro de uma faixa de cerca de 0,64 centímetro (0,25 polegada) a 2,54 centímetros (1,0 polegada) acima da dita superfície superior do dito meio de preenchimento, e em que uma distância entre a dita superfície superior do dito meio de preenchimento e a dita superfície inferior do dito eliminador de desvio é menor que 25,4 centímetros (10 polegadas); e um sistema de coleta de água posicionado abaixo do dito meio de preenchimento, em que o dito sistema de coleta de água compreende trajetórias de fluxo de ar através do mesmo, de modo que ar possa entrar na dita torre de resfriamento a partir de sua superfície de fundo e passar para cima através do dito sistema de coleta de água, enquanto a água que flui para baixo e para fora do dito meio de preenchimento é coletada pelo dito sistema de coleta de água.
21. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizada pelo dito meio para distribuir água através de uma superfície superior do dito meio de preenchimento compreender um cano coletor que percorre substancialmente um comprimento do dito meio de preenchimento, e uma ou mais linhas laterais que se estendem para fora a partir do dito cano coletor, em que os ditos bocais estão fixados às ditas linhas laterais, em que cada uma das ditas linhas laterais está conectada de modo fluido ao dito cano coletor por seções tubulares dispostas de modo giratório no

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8/8 dito cano coletor, em que cada uma das ditas seções tubulares compreende um furo em uma parede da mesma, em que o dito furo está posicionado dentro de um orifício do dito cano coletor e desse modo a água pode entrar no orifício da dita seção tubular.
22. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pela rotação da dita seção tubular alterar a taxa de fluxo de água através da dita seção tubular e da dita linha lateral conectada à mesma.
23. TORRE DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizada por compreender, ainda, bobinas de fluido posicionadas dentro do dito meio de preenchimento, através das quais os fluidos a serem resfriados fluem.