專利名稱：具有結合對板的填充疊板組件及方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及例如在熱交換塔中使用的填充疊板(fill packs)的結構。這種填充疊板由多個薄板制成，這些薄板被堆疊成填充疊板并且用在冷卻塔中的一些實例中以 冷卻工業(yè)用水。
背景技術：
熱交換塔在工業(yè)中得到了廣泛的應用。例如，這些熱交換塔包括多種已知的冷卻 塔，在一些實例中，這些冷卻塔可用于冷卻來自工業(yè)操作中的工業(yè)用水。這種冷卻塔通常涉 及在填充疊板上噴射相對溫暖的水。填充疊板通常包括平行相鄰的波紋板，以使得水往往 與環(huán)境空氣具有大的接觸表面積從而被環(huán)境空氣冷卻。填充疊板也可以簡單地用作使空氣 穿過填充疊板以在一個大氣路徑和另一個大氣路徑之間進行熱交換。在一些實例中，填充疊板由多個波紋板組成，波紋板通常彼此平行地延伸并且彼 此平行地放置。波紋板的波紋通常彼此偏移或者彼此成一角度從而在波紋板之間形成空 間。除了波紋之外或者代替波紋，波紋板也可以具有能夠彼此對準以便在板之間提供定位 和/或所需空間的其它的定位特征或校準的淺凹或者其它凹槽。彼此上下或彼此鄰接平放的簡單堆疊的波紋板可能具有以下缺點這種組裝的疊 板不是非常堅固，因此可能容易遭到破壞。此外，如果板僅僅彼此鄰接，則在板之間可能存 在產生一些間隔的趨勢。此外，不是以某種方式機械地彼此連接的板可能會遭受板脫落的 缺點，特別是由于在許多實例中板在最后的安裝中垂直定向。此外，大的冷卻塔安裝可能需要非常大體積的填充疊板材料。已知的是生產中等 尺寸的模塊，每個模塊具有大量的板，并且能夠在塔制造位置單獨地輸送和處理這些模塊。 理想的是在一些環(huán)境下為了便于所述處理和安裝這些模塊中的所有的板很好地連接在一 起。生產填充疊板模塊的許多方法是已知的。在該申請中，在填充疊板與水平層疊的 板組裝以后，將交替地使用多板填充疊板和多板填充疊板模塊的概念，但是然后其中的一 個與垂直定向的板安裝在一起。一種方法涉及第一單板和第二單板的供給，并且第一和第 二板使用熱結合或者使用粘合劑或溶劑材料結合在一起。之后，將第三單板放置到最初的 兩個板上，在它們之間還是使用粘合劑或結合材料。使用粘合劑或者結合材料將第四個單 板放置到上述三個板上等等。該方法已經證明是有效的，但可能是勞力和時間密集。另一 種生產填充疊板的方法是在沒有任何粘結的情況下組裝所有的板，并且使用固定物將它們 保持在一起，然后在堆疊板之前使用某種形式的溶劑，或者通過使溶劑流過或浸沒過板之 間的空間。之后，整個填充疊板被固化或者允許其結合并且能夠拆卸疊板。該方法也是成 功的，但是具有需要相對精密的固定物并且也需要使用溶劑的缺點，這可能出現環(huán)境或者 安全問題，諸如VOC發(fā)射或者燃燒危險。用于使疊板接觸點浸沒的大量的溶劑加劇了環(huán)境 或者安全問題。浸沒方法可能進一步具有在整個大塊疊板上不可靠地結合接觸點的缺點。理想的是具有與現有技術的方法相比，能夠成本效率高、簡單、方便和/或減少化學制品的使用的用于填充疊板的結構和方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明公開了一種填充疊板組件和使用整體結合的對板由單個的板組裝填充疊板的方法。每個對板為一對已經通過任意適當的結合方法結合在一起的兩個單個的相鄰的 填充板。之后多個這樣形成的對板能夠連接在一起以形成整個填充疊板或者填充疊板的一 部分。這種填充疊板在諸如工業(yè)冷卻塔的熱交換裝置中是有用的。填充疊板組件使兩個單個的相鄰填充板整體地彼此結合以形成結合對板或者一 個以上的結合對板，并使兩個或更多的的結合對板彼此連接。該方法還提供了具有三維特 征的兩個單個的板，該方法排列兩個板以使它們在接觸位置彼此接觸，從而使板從結合對 板的相對側射頻(RF)焊接在一起，以形成結合對板。本發(fā)明進一步公開了一種用在環(huán)境熱交換組件中的填充疊板，其具有多個結合對 板，每個結合對板包括彼此結合的兩個板以及用于將多個結合對板彼此連接以形成填充疊 板的器件。為了更好地理解本發(fā)明的詳細說明，并且為了更好地理解對現有技術作出的貢 獻，已經相當廣泛地概述了本發(fā)明的特定實施例。當然，存在將在下文進行描述并形成所附 隨的權利要求的主題的本發(fā)明的附加的實施例。在這一點上，在詳細說明本發(fā)明的至少一個實施例之前，應該理解的是本發(fā)明在 其應用中不局限于下列描述中所闡述的或附圖中所圖示的結構細節(jié)以及元件排列。除了能 夠實例化為所描述那些實施例之外，本發(fā)明還能夠以各種方式實踐和實現。同樣，應該理解 的是，在此使用的措詞、術語以及摘要都是出于說明的目的，而不應該被認為是限制。同樣，本領域的技術人員應該理解的是，本公開所基于的構思可容易地用作設計 用于執(zhí)行本發(fā)明的幾個目的的其他結構、方法和系統(tǒng)的基礎。因此，重要的是，權利要求被 認為在不背離本發(fā)明的宗旨和范圍的范圍內包括所述等同結構。


圖1為使用四個結合對板的填充疊板的立體剖面圖。圖2為圖1中的細部區(qū)域A的詳細視圖。圖3為單個結合對板的頂視圖。圖4為單個結合對板的側視圖。圖5為具有兩個結合對板的填充疊板的立體剖面圖。圖6為使用橫向安裝管的本發(fā)明的實施例的頂視圖。圖7為圖6的實施例的端視圖。圖8為圖6的實施例的立體圖。圖9為能夠用于將對板保持在一起的安裝銷的頂視圖。圖10為圖9的安裝銷的側視圖。圖11為用于將板疊保持在一起以形成填充疊板的限制框架的立體圖。圖12為使用結合對板由板組裝填充疊板的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的一些實施例提供了使用結合的填充對板的填充疊板組件的裝置和方法。填充疊板組件和由單個的板組裝填充疊板的方法使用整體結合的對板。每個對板為一對 已經通過任意適當的結合方法結合在一起的兩個單個的相鄰的填充板。之后，多個這樣形 成的對板能夠連接在一起以形成整個填充疊板或填充疊板的一部分。這樣的填充疊板在諸 如工業(yè)冷卻塔的熱交換裝置中是有用的?，F在將結合附圖在下文中描述本發(fā)明的一些實施 例，其中相似的附圖標記始終表示相似的部件。在一些實施例中，使用下述方法構成填充疊板。首先，兩個相對的板彼此連接以形 成實質上統(tǒng)一的結合對板。在該申請中，術語“結合的(bonded) ”廣泛地用來覆蓋兩個板連 接成波紋狀的實質上統(tǒng)一的對的任意連接，從而包括但不局限于彼此之間的熱連接、粘合 劑連接和化學連接，以及一對單個板的聯鎖連接。用于將兩個板彼此連接以形成對板的連 接方法可包括多種方法，包括RF焊接、熱結合、雙板真空成形、在板上分層或者應用于兩個 板的接觸連接點的粘合劑、或者在兩個板之間的其它的化學或者熱結合方法。多個整體結 合的對板之后能夠組裝在一起以形成填充疊板。多個結合的對板能夠通過它們本身結合、 粘合或者焊接到彼此而保持彼此鄰接，或者能夠通過連接管、銷或者限制框架機械地保持 在一起。在一些實例中，一組三個或者更多個板能夠首先彼此連接以形成板群，之后所述多 個板群中的多個板能夠彼此連接，從而產生模塊化的組件處理。此處說明的布置的優(yōu)點在于，與單個的板相比，對板本身是十分堅固的。因為對板 本身比單個的板硬很多，這使得整個的填充疊板結構非常堅固，還使得在將對板彼此組裝 的過程中易于處理。如果群多于一對，例如三個板群，則會增加這種效果。轉到圖1-5，示出了使用整體結合對板的填充疊板結構的實例。圖1示出了具有四 個對板12的填充疊板10的分解圖。每個對板12由上板14和下板16組成。在圖示的實 例中，板14和板16彼此相同，但是在相對于彼此的方向上是相反的，從而使它們呈相交的 波紋狀。也就是說，板14上的對角波紋與板16的對角波紋呈對角布置。轉到圖2，將會看到，上板14具有峰20和谷22。相似地，下板16具有峰24和谷 26。當兩個板14和16在彼此的頂部放置時，峰和谷在接觸點30相遇。在圖2所示的實例 中，峰和谷具有扁平的水平輪廓。即，峰和谷不是成角度突出，也不是呈圓角。相反，它們形 成為具有平面并且這些平面在其對角線交點30處是齊平的。這產生了平行四邊形的接觸 區(qū)30。在該接觸區(qū)30中，兩個板能夠彼此結合或者連接以形成對板。將這些對角的峰和谷 彼此結合或者連接的一種方法是通過使用射頻(RF)焊接機來實現。這種RF焊接機可以具 有大致上呈峰和谷的寬度的金屬棒，當通過金屬棒供電時，金屬棒將放置在相對的峰和谷 中。隨著電供給到金屬棒，在接觸區(qū)30處形成熱結合。然后通過使金屬桿或棒的組件從對 板的兩側靠近對板，這種方法的對板的RF焊接將會典型地實現。根據板的波紋結構和其它 特征，能夠以這種方式將三個或三個以上的板焊接在一起以形成板群。盡管圖示了對角相交波紋對板，應該意識到的是，板可具有設置在其上的任意特 征因而適用于橫流填充、逆流填充、相交波紋填充、不相交波紋填充和其它的介質。此外，盡 管圖示的實施例示出了結合或者焊接在一起的填充之間的大多數或者所有的接觸點，但是 其它的諸如嵌套法等的定位特征也可以用在對板之間的各種接觸點。如圖3-5所示，除了 接觸點30之外，可能存在將兩個板彼此結合為對板的另外的位置。
圖3圖示了具有縱向安裝部32的對板12?？v向安裝部32包括具有連接微凹34的相對扁平帶(flat strip)。在該實例中，縱向安裝部32通過使相交波紋改變方向為共線 以產生蜂巢狀圖案而產生。當板以相交波紋的方式排列時，在每個板上的交替的相對微凹 34彼此對準并彼此接觸，并設置附加的接觸點30。散布的交替微凹35從對板向外突出，從而能夠提供用于將一個對板安裝到相鄰對板上的連接位置。此外，設置了具有交替微凹38 和39的外邊界帶36。微凹38在對板中彼此接觸，并且當形成對板時能夠結合，并且間隔的 交替微凹39在對板的兩側上面向外以在需要時為相鄰對板之間的結合作準備。參見圖3的實施例，應該意識到的是，能夠以多種方式實現一對的兩個板進一步整體結合。也就是說，除了沿對角峰和谷在結合點30結合之外，微凹34能夠通過RF 焊接裝置，或者通過另一種點焊技術或者使用溶劑或粘合劑彼此結合。這樣，如圖4所示， 板14和板16能夠連接在一起以形成對板12。圖5為表示彼此連接的兩個對板12的剖面圖。并示出了第一對板組的結合位置30和34。應該意識到的是，如果兩個對板彼此層疊，能夠使用RF焊接設備的閉合指夾具將 向外突出的微凹39(圖5中未圖示)容易地彼此結合，這僅需要板之間的小范圍的接觸， 大致上圖3中所示的微凹39的尺寸。如圖5所示，執(zhí)行該操作使兩個對板12彼此安裝在一起。與單個板相比，每個對板12堅固得多。此外，盡管在該實例中對板12僅繞其周邊彼 此結合，相對微凹位置39的四邊或兩邊，產生的雙對板結構產生了具有所需硬度的四個疊 板。根據整個波紋結構，還能夠開發(fā)一種工具，該工具進一步到達每個對板12的內部并且在填充的平面圖內的其它點將任意兩個相鄰對板的相鄰板焊接在一起。能夠重復關于圖5的上述方法，以使疊板對12在彼此上設立并且能夠容易地構造具有任意數目的對的疊板(因而使單個板的數目加倍)。這樣，至少在某種程度上，實現了 所有板與相鄰板的結合并且產生了堅固的填充疊板。圖6至圖8示出了產生填充疊板的選擇性實施例。在該實施例中，如上所述構成 對板而不是將對板結合在一起，并且對板機械地彼此連接。每個單個的板具有安裝孔40，安 裝管42穿過安裝孔40。設置蓋46以將填充疊板保持在一起。圖7通過分解圖描述了相對 于多對組12B的對12A。在填充疊板結構的最后安裝過程中，將添加更多對以填充安裝管 42的整個長度。圖9和圖10描述了用于將結合對板彼此連接的另一種結構。在該實例中具有安裝銷50，安裝銷50具有頭部52和錐形尖端54。可以設置鋸齒部56和58以便安裝銷50 刺穿多個對板并將它們彼此相鄰的保持在一起。鋸齒可沿著鋸齒部56和58之間的整個長度延伸。圖11示出了將多個結合對板彼此安裝以形成填充疊板的另一個選擇性實施例。 在該實例中，限制框架60被設置為具有端壁62和整體框架組件64，整體框架組件64實質 上形成為具有上框架和下框架以將填充對板保持在一起的盒子。在以上描述中，與本發(fā)明的各種實施例保持一致，可以使用任意適當的方法形成單個板。例如，可以對每個板使用熱熔沖壓或者真空成形以單獨地生產每個板。然而，由于對板能夠廣泛地用在一些實施例中，雙板真空成形也可以用來同時形成兩個板，甚至在雙 板真空成形器中以實質上一個步驟產生兩個板的結合對。圖12描述了根據本發(fā)明的方法一個實例。在步驟110中，具有一些形式的相對或直線特征的的兩個板成對布置。在步驟112中，兩個板結合成實質上整體的結合對。在步 驟114中，重復形成結合對板的過程直到出現至少兩個或更多的對板。在步驟116中，兩個 對板彼此連接。兩個或更多的對板彼此對準，并且機械地保持、固定到彼此，或者熱結合、化 學地或者以其它方式彼此連接。盡管這是指將對板彼此連接，但是應該意識到的是，對板可 簡單地機械地保持在一起或者以適當的結構限制在一起。在步驟118中，繼續(xù)將對板彼此連接的過程，使用所需數目的對板直到認定填充 疊板完成。在這點上，在步驟120中，填充疊板能夠被運輸、處理、安裝和/或者裝配到其它 的填充疊板上，并且最終用在最后的安裝中。如上所述，盡管本申請圖示為對板概念的實施 例，之后每個對板單獨地放置在一起以形成相鄰對并形成填充疊板，但是實際上單個板可結合在一起成為諸如三重板或者甚至更高數目的層群，并且在這些三重板中，其它多個板 組件能夠如上所述組裝在一起。從詳細的說明中，本發(fā)明的許多特征和優(yōu)點是明顯的，并因此意圖通過隨附的權 利要求覆蓋在本發(fā)明的實際宗旨和范圍內的本發(fā)明的所有特征和優(yōu)點。此外，由于許多修 改和變化是本領域技術人員容易想到的，因此不希望將本發(fā)明局限于所圖示和描述的準確 結構和操作，并且相應地，所有適當的改進和等同替換可以被認為是落入本發(fā)明的范圍內。
權利要求
一種由單個的填充板組裝填充疊板的方法，包括使兩個單個的相鄰的填充板整體地彼此結合以形成結合對板；重復所述結合步驟以形成一個以上的結合對板；以及使兩個或更多的結合對板彼此連接。
2.根據權利要求1所述的方法，進一步包括重復由兩個板形成結合對板的所述步驟， 并且重復使結合對板彼此連接的所述步驟。
3.根據權利要求1所述的方法，其中將兩個單個的板結合在一起以形成結合對板的所 述步驟包括射頻(RF)焊接。
4.根據權利要求1所述的方法，其中將兩個單個的板結合在一起以形成結合對板的所 述步驟包括成雙板真空成形。
5.根據權利要求1所述的方法，其中將兩個或更多的結合對板彼此連接的所述步驟包 括射頻(RF)焊接。
6.根據權利要求1所述的方法，其中將兩個或更多的結合對板連接在一起的所述步驟 包括使用安裝管將它們保持在一起，所述安裝管穿過所述結合對板中的孔并具有加帽端。
7.根據權利要求1所述的方法，其中將兩個或更多的結合對板連接在一起的所述步驟 包括將至少一個安裝銷插入所述結合對板。
8.根據權利要求1所述的方法，其中將兩個或更多的結合對板連接在一起的所述步驟 包括將所述結合對板限制在限制框架內。
9.根據權利要求1所述的方法，其中將兩個或更多的結合對板連接在一起的所述步驟 包括在所述結合對板之間提供粘合劑。
10.一種生產用于填充疊板的結合對板的方法，包括 設置具有三維特征的兩個單個的板；排列所述兩個對板以使它們在接觸位置彼此接觸；以及將所述板從所述結合對板的相對側射頻(RF)焊接在一起，以形成結合對板。
11.一種形成填充疊板的方法，包括 設置多個預制的結合對板；以及將所述多個彼此相鄰的結合對板連接以形成填充疊板。
12.—種用在環(huán)境熱交換組件中的填充疊板，包括多個結合對板，每個所述結合對板包括彼此結合的兩個板；以及 用于使所述多個結合對板彼此連接以形成填充疊板的器件。
13.根據權利要求12所述的填充疊板，其中所述連接器件包括射頻(RF)焊接。
14.根據權利要求12所述的填充疊板，其中所述連接器件包括穿過所述結合對板并具 有加帽端的安裝管。
15.根據權利要求12所述的填充疊板，其中所述連接器件包括至少一個插入所述對板 的安裝銷。
16.根據權利要求12所述的填充疊板，其中所述連接器件包括將所述結合對板保持在 一起的限制框架。
17.根據權利要求12所述的填充疊板，其中所述連接器件包括在所述結合對板之間的 粘合劑。
18.—種在環(huán)境熱交換組件中使用的填充疊板，包括多個結合對板，每個所述結合對板包括彼此結合的兩個板；以及 使多個所述結合對板彼此保持以形成填充疊板的裝置。
19.根據權利要求18所述的填充疊板，其中所述裝置包括射頻(RF)焊接。
20.根據權利要求18所述的填充疊板，其中所述裝置包括穿過所述結合對板并具有加 帽端的安裝管。
21.根據權利要求18所述的填充疊板，其中所述裝置包括至少一個插入所述對板的安 裝銷。
22.根據權利要求18所述的填充疊板，其中所述裝置包括將所述結合對板保持在一起 的限制框架。
23.根據權利要求18所述的填充疊板，其中所述裝置包括在所述結合對板之間的粘合劑。
24.一種由單個的填充板組裝填充疊板的方法，包括 將三個單個的相鄰填充板整體地彼此結合以形成結合板群； 重復所述結合步驟以形成一個以上的結合板群；以及 將兩個或更多的的結合板群彼此連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種填充疊板組件和使用整體結合的對板由單個板組裝填充疊板的方法。每個對板為一對已經經由任意適當的結合方法結合在一起的兩個單個的相鄰填充板。之后多個這樣形成的對板能夠連接在一起以形成整個填充疊板或者填充疊板的一部分。這種填充疊板在諸如工業(yè)冷卻塔的熱交換裝置中是有用的。
文檔編號B23K101/16GK101797668SQ200910261330
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權日2008年12月19日
發(fā)明者埃爾登·F·莫克瑞, 奧勒·L·金尼, 格倫·S·布倫克內, 肯尼思·P·莫藤森 申請人:Spx冷卻技術有限公司