Результат интеллектуальной деятельности: Вытяжная башня градирни

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при сооружении градирен башенного типа.

Известна вытяжная башня градирни, содержащая железобетонную гиперболическую оболочку с круглыми поперечными сечениями и защитным экраном из рулонного материала (см. патент РФ на изобретение №2181422, МПК Е04Н 5/12, 2002 г.).

Недостатками этой конструкции вытяжной башни градирни являются относительно ограниченная устойчивость при сейсмических воздействиях и ветровых порывах и ограниченная обтекаемость воздушными ветровыми потоками.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому техническому решению - прототипом - является вытяжная башня градирни, содержащая железобетонную гиперболическую оболочку с круглыми поперечными сечениями (см. Байков В.Н. Железобетонные конструкции. Специальный курс. М., Стройиздат, 1981, с. 466-471).

Недостатками конструкции прототипа являются относительно ограниченная устойчивость при сейсмических воздействиях и ветровых порывах и ограниченная обтекаемость воздушными ветровыми потоками.

Задачей изобретения является повышение устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции вытяжной башни градирни.

Для решения поставленной задачи в вытяжной башне градирни, содержащей железобетонную гиперболическую оболочку с поперечными сечениями в форме фигуры постоянной ширины, оболочка вытяжной башни градирни имеет поперечные сечения в форме треугольника Рело, причем вытяжная башня градирни установлена в плане одним из углов оболочки напротив направления основного вектора розы ветров.

Сущность изобретения заключается в том, что оболочка вытяжной башни градирни имеет поперечные сечения в форме треугольника Рело, причем вытяжная башня градирни установлена в плане одним из углов оболочки напротив направления основного вектора розы ветров. Такой новый признак, как выполнение поперечных сечений гиперболической железобетонной оболочки вытяжной башни градирни в форме треугольника Рело, позволяет предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в том, что у оболочки вытяжной башни градирни повышаются внешняя боковая и внутренняя поверхности, а также у вытяжной башни повышается прочность. Второй новый признак, заключающийся в установке вытяжной башни градирни в плане одним из углов оболочки напротив направления основного вектора розы ветров, позволяет предложенному техническому решению достигнуть нового свойства, заключающегося в заметном уменьшении сопротивления конструкции вытяжной башни градирни движению ветровых воздушных потоков.

Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть эффектов, заключающихся в повышении устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции вытяжной башни градирни. Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "существенное отличие".

На фиг. 1 показан общий вид вытяжной башни градирни.

На фиг. 2 показано сечение А-А на фиг. 1.

На фиг. 3 показано сечение В-В на фиг. 1.

Гиперболическая оболочка железобетонной вытяжной башни 1 градирни установлена на опорную колоннаду 2 и имеет сечения в форме треугольника Рело. Вытяжная башня 1 градирни установлена в плане одним из углов 3 напротив направления основного вектора розы ветров 4.

Треугольник Рело представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса а, центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а.

У круга ширина в любом направлении одна и та же - она равна диаметру круга. К фигурам, имеющим постоянную ширину, относится также треугольник Рело.

Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Рело обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна а, то его площадь равна . Следовательно, при равных площадях, треугольник Рело имеет большую ширину по сравнению с кругом. По сравнению с вытяжной башней градирни с поперечными сечениями оболочки в форме круга вытяжная башня градирни с поперечными сечениями оболочки в форме треугольника Рело имеет большие суммарные периметры (внешние плюс внутренние), а следовательно, большую суммарную поверхность в целом для конструкции вытяжной башни, что имеет существенное значение для более эффективного рассеивания поверхностных механических и температурных напряжений и повышения трещиностойкости.

Поверхности (внешняя плюс внутренняя) оболочки вытяжной башни градирни с поперечными сечениями в форме треугольника Рело, по сравнению с оболочкой вытяжной башни градирни с поперечными сечениями в форме круга, увеличиваются более чем на 5%.

У треугольника Рело, по сравнению с кругом той же площади, диаметр практически во всех направлениях, проходящих через центр тяжести фигуры, больше на 5%, за исключением нескольких направлений, где они равны. Следовательно, жесткость сечений оболочки вытяжной башни градирни, выполненной в форме треугольника Рело, увеличивается.

Одним из углов 3 релообразная гиперболическая оболочка вытяжной башни 1 градирни устанавливается напротив направления основного вектора розы ветров 4, установленной для территории возведения градирни.

Углы при вершинах 3 треугольника Рело равны 120°, это более чем на 30% меньше угла, образованного касательными пересекающимися линиями, куда может вписаться круг. Естественно, обтекаемость вытяжной башни 1 градирни с сечениями в форме треугольника Рело, при установке ее одним из углов 3 оболочки напротив ветрового воздушного потока, будет заметно лучше обтекаемости оболочки вытяжной башни градирни с круглыми сечениями.

Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, заключается в повышении устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции вытяжной башни градирни.