[发明专利]填充片材和相关的填充物包装组件

说明书

一种填充物包装包括第一填充片材，所述第一填充片材限定进气边缘、排气边缘和在所述进气边缘和所述排气边缘之间延伸的气流轴线。所述第一填充片材限定了第一瓦楞段，所述第一瓦楞段具有第一入口端、第一出口端和在所述第一入口端和所述第一出口端之间延伸的第一峰。所述第二填充片材限定了第二瓦楞段，所述第二瓦楞段具有第二入口端、第二出口端和在所述第二入口端和所述第二出口端之间延伸的第二峰。所述第一峰相对于所述第二峰延伸，使得由所述第一瓦楞段和所述第二瓦楞段限定的第一瓦楞部分具有在所述第一入口端和所述第二入口端以及所述第一出口端和所述第二出口端之间变化的横截面形状。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年11月27日提交的标题为“Fill Sheets and Related FillPack Assemblies(填充片材和相关的填充物包装组件)”的美国临时专利申请号62/771,858的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

冷却塔市场已经稳定地转向高效且成本有效的填充介质。填充介质、填充物、填充物包装或挡板通常由聚合物片材的组件构成，在连接的或大致平行布置的片材之间形成流动通道或瓦楞，空气和水在冷却塔中流动通过所述流动通道或瓦楞。填充介质增加冷却塔的流动的水和空气的表面积暴露，从而驱动冷却塔中的空气和水之间的显著接触和相互作用，并且因此提高热传递。这种相互作用主要通过空气和水之间的质量传递来实现水的冷却效果，但可能会有一些明显的热传递。由于填充介质是冷却塔的关键部件，因此实体努力具有带有高塔性能的成本有效的产品，以在冷却塔和填充市场上保持竞争力。

通常，可以通过针对给定的冷却塔应用创建具有足够热性能的填充介质产品来降低填充介质的成本，所述冷却塔应用由构成填充介质组件的较少的单独片材组成。每单位填充体积的片材的减少节省材料，并降低填充物包装的成型和组装时间，从而降低整体产品成本。

冷却塔的性能通常由塔在指定设计条件下可以将其冷却至指定工作温度的水的量来测量。这种冷却的大部分发生在填充介质中，流过填充介质的水与流过填充介质的空气混合。从水到周围空气的热传递的主要形式是通过蒸发。少量水从塔中的整体水中蒸发。水的这种蒸发物质携带的能量等于来自整体水的蒸发的热量，从而引起剩余的水冷却。通常理解的是，在填充介质内具有较大的表面积会增加蒸发速率。因此，与每单位体积具有较小表面积的填充介质或填充物包装相比，每单位体积具有较大表面积的填充物通常在流过填充介质或填充物包装的冷却水方面更有效。

水向空气中的蒸发受到空气的湿气携带能力的限制。随着水蒸气使空气更加饱和，蒸发速率降低。这意味着为了保持较高的蒸发速率或蒸发程度，需要通过塔和填充介质的空气的高质量流率。在冷却塔中，这通常是通过风扇的帮助或通过强迫空气通过填充介质或填充物包装来完成的，尽管自然通风系统是基于塔内和塔外的空气密度的差异而产生气流的。由于强迫空气流过填充介质或填充物包装内的空间或通道，典型的塔中由风扇驱动的空气对其运动经受阻力。随着空气从填充介质的入口侧流向填充介质的出口侧，该阻力的特征可以在于所得的整个填充介质上的压降。与较适度的压降相比，克服填充介质中相对较大的压降通常需要使用功率更高的风扇。有效的填充物包装的工作是在尽可能小的压降下实现指定的冷却效果。换句话说，优选的包装在空气入口侧和空气出口侧之间具有高的热性能和低的压降值。

填充介质或填充物包装通常由被连接以形成填充介质或填充物包装的波纹片的组件组成。波纹片中的较大的主要皱褶被称为“瓦楞”或宏观结构。片材中的瓦楞增加水可以在其上形成膜的片材的表面积，从而增加暴露于流过皱褶或瓦楞的空气中的水的表面积。瓦楞还形成用于空气的通道，所述空气沿着瓦楞从填充介质或填充物包装的进气端到出口端流过填充物包装。例如，与进气端和出口端之间的笔直流动方向成三十度(30°)的角度的瓦楞(所述笔直流动方向通常在交叉瓦楞的填充物包装中可以是填充介质或填充物包装的竖直方向/轴线)会导致空气大致在与瓦楞相同的方向上流动或者在瓦楞的引导下大致沿着并穿过瓦楞。这意味着瓦楞的几何形状影响空气流过包装的方式。瓦楞的这个特征不仅可以用于将空气引导到需要的地方，而且可以增加一对瓦楞内和填充物包装内的气流的混合，从而避免空气的分层或窜流。