CN100416212C - 龙卷板式空冷器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种龙卷板式空冷器，包括箱体、喷淋装置、风机和板束，两组板束立在箱体两侧，风机设置于箱体顶部，在箱体腔内下部有龙卷导流装置，龙卷导流装置具有多个弧形扰流叶片，这些扰流叶片呈环形均匀间隔布置，构成一个旋流器。气体横向通过板束进入旋流器产生龙卷性旋流在环形流道内自由地以螺旋线的轨迹向上运动，诱发底部形成龙卷风效应，使箱体底部与箱体外的气压差增大，整个流通板束间的空气上、下压力差相对均匀，消除下部死区。从而使空气与工艺介质的传热效率提高，同时也降低能量消耗。本发明将板式换热器与传统空冷器两者优点集于一体，适用于炼油工业产品冷却。主要采用空气冷却，占地面积小，结构紧凑，特别适合于缺水的地方。

Description

龙卷板式空冷器

一、技术领域

本发明属于热交换技术领域，具体涉及一种板式空冷器。

二、背景技术

目前使用的空冷器，大多是将板束、管束水平或垂直放置。当板束、管束水平放置时，工艺介质水平流动，引风机置于板束或管束下方，这就使设备的占地面积较大，不易自然对流，也会对传热效率有影响，操作费用增高。而当板束垂直放置并在侧面放置引风机，空气水平流过板束换热时，由于风机吸入口为圆形，板束箱体为方形，使通过板束的气流不均匀，在其上、下部位易形成死区。并且这种引风方式没有利用到空气加热后的浮升力来增进流动。即使有的设计人员把风机放在顶部，两侧进风，由于风在箱体中的流动上部流速快，下部流速慢，就容易在箱体下部产生死区，不利于传热效率的提高。

三、发明内容

为了解决目前的板式空冷器上、下气流流动不均匀，箱体下部易形成死区这一问题，本发明提供一种龙卷板式空冷器，它包括箱体、喷淋装置、风机和板束。将两组板束立在箱体两侧，风机置于箱体顶部引风，充分利用自然对流增进流动，减小占地面积。为克服通过板束上部的气流受引风机作用较大，下部较小，造成流过板束上部压差大，下部压差小，而形成下部死区，在箱体腔内下部设置有龙卷导流装置，龙卷导流装置具有多个弧形扰流叶片，这些扰流叶片呈环形均匀间隔布置，构成一个旋流器。气体横向通过板束进入旋流器产生龙卷性旋流在环形流道内自由地以螺旋线的轨迹向上运动，诱发底部形成龙卷风效应，使箱体底部与箱体外的气压差增大，整个流通板束间的空气上、下压力差相对均匀，消除下部死区。从而使空气与工艺介质的传热效率提高，同时也降低能量消耗。

本发明将板式换热器与传统空冷器两者优点集于一体，适用于炼油工业产品冷却。主要采用空气冷却，占地面积小，结构紧凑，特别适合于缺水的地方。

四、附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为安装底部固定式龙卷导流装置空冷器的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为自旋式龙卷导流装置的结构示意图；

图5为安装于箱体腔内下部的自旋式龙卷导流装置的俯视图；

图6为箱体底部安装电机驱动龙卷导流装置空冷器的结构示意图；

图7为电机驱动龙卷导流装置的俯视图。

五、具体实施方式

图1是龙卷板式空冷器的结构示意图，风机4安置在箱体1上方引风，两组板束9安置于箱体1两侧，板束9的上端有物料入口5、下端有物料出口8，板束9的外侧安置喷淋通风设备除雾器2、集水槽7、和百叶窗3。在箱体的内部安置龙卷导流装置10，龙卷导流装置10可以根据不同的工作条件、生产要求来选择。在一般情况下选用图2、图3所示的底部固定式龙卷导流装置或图4、图5所示的自旋式龙卷导流装置，其占地面积小、操作方便、结构紧凑。如果板式空冷器大型化，选择图6、图7所示的电机驱动龙卷导流装置，其换热功率大，物料出口温度可精确调节。改变底部电机15转速，调节板束9下部的气体流速从而达到调节物料出口温度。龙卷板式空冷器的工作过程为：气流6通过百叶窗3进入集水槽7，如果温度过高可喷淋，喷淋产生的水雾由除雾器2消除。百叶窗3用于进风量大小的调节，另外还能保护板束不受日光直照及冰雹击打。随后空气横流于板束9之间，物料从物料入口5进入板束9与板束9外的空气进行热传递。而空气的动力来源于风机4，板束9上部的气体直接流过风机4，板束9下部的气体进入龙卷导流装置10，气体进入旋流器产生龙卷性旋流，在环形流道内自由地以螺旋线的轨迹向上运动，从风机4流出，这样就使下部的气流死区消除。物料被冷却后经过物料出口8流出。

在底部固定式龙卷导流装置中，扰流叶片12的作用是形成螺旋上升气流11。箱体1底部气流经过板束9后流入扰流叶片12，利用龙卷风的形成原理，气流沿弧线流动，箱体1上下压差悬殊，越靠近箱体1下部，上下压差越大，这样箱体1上面的气流急速，下面经换热的空气猛烈上升。上升气流与左右流进的沿扰流叶片12弧线流动的气流6相切，产生旋转作用，形成许多小涡旋。这些小涡旋逐渐扩大，由于箱体1上部空气在风机4的抽动下流出箱体1外，扰流装置就需从箱体1底部吸气，形成上下气流连续流动，并绕竖直轴旋转，最终形成龙卷风效应。

自旋式龙卷导流装置与底部固定式龙卷导流装置不同点就在于扰流装置在气体流动过程中可以自行转动，也可以在转轴14上安上固定销让它固定工作，同时根据不同工况还可以调整扰流叶轮13的位置，使扰流叶轮13可沿转轴14上、下串动来进行工作。其龙卷螺旋气流11的形成原理与底部固定式龙卷导流装置的原理一样，气流6进入箱体1，上升气流与左右流进的沿扰流叶片12弧线流动的气流相切，产生旋转作用，扰流叶轮13在气流流动力的作用下绕转轴14自动旋转，加快了龙卷效应的形成。

电机驱动龙卷导流装置主要是为大型板式空冷器服务，能使物料更充分冷却，提高换热效率，改变电机15的转速还有调节物料出口温度的功效。其工作过程是气流进入板束9后分两路流动，上升气流16直接流向风机4，下降气流17在扰流叶轮13产生的吸力下流入龙卷导流装置，扰流叶轮13经转轴14连接电机15，电机15驱动扰流叶轮13的转速控制下降气流17的流量。其龙卷形成原理与底部固定式龙卷导流装置的原理一致。扰流叶片12的弧线型设计让吸入气体11螺旋线形上升，因为有电机15的驱动力，使龙卷效应更强，箱体1的上下气流流动更均匀。

Claims (6)

1. 一种龙卷板式空冷器，包括箱体(1)、喷淋装置、风机(4)、和板束(9)，其特征是：两组板束(9)立在箱体(1)两侧，风机(4)设置于箱体(1)顶部，在箱体(1)腔内下部有龙卷导流装置(10)，龙卷导流装置(10)具有多个弧形扰流叶片(12)，这些扰流叶片(12)呈环形均匀间隔布置。

2. 根据权利要求1所述的龙卷板式空冷器，其特征是：所述的龙卷导流装置(10)的扰流叶片(12)固定在箱体(1)底部。

3. 根据权利要求1所述的龙卷板式空冷器，其特征是：所述的龙卷导流装置(10)的扰流叶片(12)安装在一个绕转轴(14)旋转的扰流叶轮(13)上。

4. 根据权利要求3所述的龙卷板式空冷器，其特征是：在转轴(14)上安固定销。

5. 根据权利要求3所述的龙卷板式空冷器，其特征是：扰流叶轮(13)可沿转轴(14)上、下串动。

6. 根据权利要求1所述的龙卷板式空冷器，其特征是：所述的龙卷导流装置(10)的扰流叶片(12)装在一个绕转轴(14)旋转的扰流叶轮(13)上，该扰流叶轮(13)由电机(15)驱动。

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