CN106996393A - 具备轴流式风机的冷却塔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具备能够降低因空气流的剥离而导致的叶片的叶片背面的实际负压面面积的减少,并且能够提高静压值的轴流式风机的冷却塔。叶片的成为负压侧的叶片背面的凸形状形成为如下:从叶片的旋转方向上的前端距离叶片的宽度尺寸的20~45%的位置处形成有第一凸部,在从叶片的旋转方向上的前端距离叶片的宽度尺寸的65~85%的位置处形成第二凸部,在第一凸部与第二凸部之间的、从叶片的旋转方向上的前端距离叶片的宽度尺寸的45~65%的位置处形成有凹部,而且,与连接叶片的宽度方向上的两端的虚拟线正交的方向上的叶片的厚度和叶片宽度尺寸之比在第一凸部位置为6~20%,在第二凸部位置为2~10%。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备轴流式风机的冷却塔,尤其涉及一种具备将多个叶片配设于旋转轴而构成的轴流式风机的冷却塔,其中所述多个叶片的成为正压侧的叶片前表面形成为凹形状,成为负压侧的叶片背面形成为凸形状。
背景技术
以往,如图4所示,冷却塔1具备:填充材料2,由多个板材20并列设置而构成;供水槽4,从填充材料2的上方供给处理水;抽风机6,使外部空气从填充材料2的侧面进入填充材料2的板材20之间;及排水槽5,供在填充材料2内通过流入的空气而被冷却的处理水流入,在与填充材料2的上端相邻的缝隙,具体而言,在作为外部空气通路的填充材料2的上端与供水槽4之间的缝隙配设有空气密封材料3。
在配置有填充材料2的冷却塔1的框架10的作为外部空气进气口的侧面(与板材20正交的侧面)安装有使外部空气导入且防止供给到填充材料2的处理水向外部飞溅以及防止杂质侵入的百叶窗11。
并且,在框架10的上部,在填充材料2的上方配设有供水槽4,并且在対置配设的填充材料2、2之间的上方配设有轴流式风机6作为抽风机,在框架10的下部配设有通用于填充材料2、2的排水槽5(例如,参考专利文献1)。
专利文献1:日本特开2013-11400号公报
以往,如图5所示,作为用于冷却塔1的轴流式风机6,使用了将多个叶片61X配设于旋转轴60而构成的轴流式风机,其中,所述多个叶片的成为正压侧的叶片前表面61a形成为大致平面形状,成为负压侧的叶片背面61b形成为凸形状。
对该冷却塔1的轴流式风机6的叶片61X周围的空气流进行分析得知,在成为负压侧的叶片背面61b中,通过了叶片背面61b的凸形状的顶点位置后的空气流从叶片背面61b的表面剥离,并直接流向叶片背面61b的叶片61X的旋转方向上的后端部,从而在后端部的位置产生涡流而形成湍流。
若产生湍流,则叶片61X的叶片背面61b的实际负压面面积会减少,其成为轴流式风机6的静压下降的主要原因。
发明内容
本发明是鉴于上述在以往的冷却塔的轴流式风机中的空气流在叶片的成为负压侧的叶片背面剥离的现象而作出的,其目的在于提供一种具备能够降低因空气流的剥离而导致的叶片的叶片背面的实际负压面面积的减少,并且能够提高静压值的轴流式风机的冷却塔。
为了实现上述目的,本发明的冷却塔具备轴流式风机,该轴流式风机通过将多个叶片配设于旋转轴而构成,其中,该多个叶片的成为负压侧的叶片背面形成为凸形状,所述冷却塔的特征在于,所述叶片的成为负压侧的叶片背面的凸形状形成为如下:在从叶片的旋转方向上的前端距离叶片的宽度尺寸的20~45%的位置处形成有第一凸部,在从叶片的旋转方向上的前端距离叶片的宽度尺寸的65~85%的位置处形成有第二凸部,在第一凸部与第二凸部之间形成有凹部,而且,与连接叶片的宽度方向上的两端的虚拟线正交的方向上的叶片的厚度和叶片的宽度尺寸之比在第一凸部位置为6~20%,在第二凸部位置为2~10%。
此时,第一凸部与第二凸部之间的凹部位置的、与连接叶片的宽度方向上的两端的虚拟线正交的方向上的叶片的厚度和叶片的宽度尺寸之比为4~15%,且第一凸部与第二凸部之间的凹部位置的叶片的厚度薄于第一凸部位置的叶片的厚度且厚于第二凸部位置的叶片的厚度。
并且,所述叶片的横截面形状相同。
并且,所述叶片由FRP或铝制成。
并且,所述叶片形成为中空形状。
并且,在所述叶片的表面涂覆有耐磨性材料。
根据本发明的具备轴流式风机的冷却塔,配设于冷却塔的轴流式风机的旋转轴且成为负压侧的叶片背面形成为凸形状的多个叶片的叶片背面的凸形状形成为:在从叶片的旋转方向上的前端距离叶片的宽度尺寸的20~45%的位置处形成有第一凸部,在从叶片的旋转方向上的前端距离叶片的宽度尺寸的65~85%的位置处形成有第二凸部,在第一凸部与第二凸部之间形成有凹部,而且,第一凸部位置的、与连接叶片的宽度方向上的两端的虚拟线正交的方向上的叶片的厚度和叶片的宽度尺寸之比为6~20%,第二凸部位置的、与连接叶片的宽度方向上的两端的虚拟线正交的方向上的叶片的厚度和叶片的宽度尺寸之比为2~10%。由此,通过了叶片背面的第一凸形状的顶点位置后从叶片背面的表面剥离的空气流由于存在第二凸形状因而重新附着于叶片背面的表面,因此不会在叶片背面的叶片的旋转方向上的后端部位置产生涡流,能够防止成为湍流。由此,能够降低因空气流的剥离而导致的叶片的叶片背面的实际负压面面积的减少,能够提高静压值,并且与以往的叶片相比能够使扭转角度变缓或能够降低轴流式风机的转速,因此能够提供具备低能耗、低噪音的轴流式风机的冷却塔。
并且,通过将第一凸部与第二凸部之间的凹部位置的、与连接叶片的宽度方向上的两端的虚拟线正交的方向上的叶片的厚度和叶片的宽度尺寸之比设为4~15%,且使第一凸部与第二凸部之间的凹部位置的叶片的厚度薄于第一凸部位置的叶片的厚度且厚于第二凸部位置的叶片厚度,由此能够防止叶片两面的空气流成为湍流。
并且,由于所述叶片的横截面形状相同,因此能够通过拉挤成型法或挤压成型法而简单地制造出叶片,因此能够提供具备低成本的轴流式风机的冷却塔。
并且,通过由FRP或铝制作所述叶片,能够通过拉挤成型法或挤压成型法而简单地制造出轻便且强度较大的叶片。
并且,通过将所述叶片形成为中空形状,能够使叶片轻量化,因此能够提供具备低能耗的轴流式风机的冷却塔。
并且,通过在所述叶片的表面涂覆耐磨性材料,由此能够提供具备具有耐久性的轴流式风机的冷却塔。
附图说明
图1为表示本发明的在具备轴流式风机的冷却塔中使用的轴流式风机的一实施例的立体图。
图2为轴流式风机的叶片的横截面图。
图3为表示轴流式风机的叶片周围的空气流的示意图。
图4为具备轴流式风机的冷却塔的说明图。
图5为表示以往的轴流式风机的叶片周围的空气流的示意图。
图中:1-冷却塔,2-填充材料,20-板材,3-空气密封材料,4-供水槽,5-排水槽,6-轴流式风机(抽风机),60-旋转轴,60a-轴套部件,61-叶片,61a-叶片前表面,61b-叶片背面,62-端面板。
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的具备轴流式风机的冷却塔的实施方式进行说明。
在图1~图3中示出本发明的具备轴流式风机的冷却塔的一实施例。
与图4所示的以往的冷却塔1相同,本发明的冷却塔1在框架10的上部,更具体而言,在対置配设的填充材料2、2之间的上方配设有轴流式风机6作为抽风机。
该轴流式风机6构成为,多个(在本实施例中为4个)叶片61经由轴套部件60a配设在被电动机驱动而旋转的旋转轴60上。
关于叶片61,从叶片61的中心侧的端面向内部插入从轴套部件60a放射状延伸的轴部件(省略图示),并且利用螺纹部件60b固定该轴部件。
并且,在叶片61的外周侧的端面配设有稍大于叶片61的端面形状的端面板62。
通过配设该端面板62,能够防止空气向叶片61的外周侧流失,能够提高轴流式风机6的效率。
另外,在本实施例中,如图2所示,叶片61的截面形状形成为如下:成为正压侧的叶片前表面61a形成为凸形状和凹形状组合的形状,成为负压侧的叶片背面61b形成为凸形状。
更加具体而言,叶片61的成为负压侧的叶片背面61b的凸形状形成为如下:自叶片61的旋转方向上的前端距离叶片61的宽度尺寸W的20~45%,更优选25~35%(本实施例中为约30%)(L1/W)的位置(指顶点位置;本说明书中相同)处形成有第一凸部,自叶片61的旋转方向上的前端距离叶片61的宽度尺寸W的65~85%,更优选70~80%(本实施例中为约75%)(L3/W)的位置(指顶点位置;本说明书中相同)处形成有第二凸部,第一凸部与第二凸部之间的自叶片61的旋转方向上的前端距离叶片61的宽度尺寸W的45~65%,更优选50~60%(本实施例中为约55%)(L2/W)的位置(指底点的位置;本说明书中相同)形成有凹部;与连接叶片61的宽度方向上的两端的虚拟线L正交的方向上的叶片61的厚度和叶片61的宽度尺寸W之比在第一凸部位置为6~20%,更优选10~15%(本实施例中为约14%)(T1/W),在第二凸部位置为2~10%,更优选4~8%(本实施例中为约7%)(T3/W),在凹部位置为4~15%,更优选6~10%(本实施例中为约8%)(T2/W)。
此时,将第一凸部与第二凸部之间的凹部位置处的、与连接叶片61的宽度方向上的两端的虚拟线L正交的方向上的叶片61的厚度和叶片61的宽度尺寸W之比设为小于第一凸部位置处(T1/W>T2/W)且大于第二凸部位置处(T2/W>T3/W)。
并且,在与连接叶片61的宽度方向上的两端的虚拟线L正交的方向上从虚拟线L至叶片61的叶片前表面61a的距离和叶片61的宽度尺寸W之比在第一凸部位置为2~10%(本实施例中为约5%)(Da1/W),在第二凸部位置为-2~0%(本実施例中为约-1%)(Da3/W),在凹部位置为0~5%(本实施例中为约2%)(Da2/W),并且从虚拟线L至叶片背面61b的距离与叶片61的宽度尺寸W之比在第一凸部位置为5~20%(本实施例中为约10%)(Db1/W),在第二凸部位置为3~12%(本实施例中为约7%)(Db3/W),在凹部位置为4~15%(本実施例中为约6%)(Db2/W)。
图3中示出该冷却塔1的轴流式风机6的叶片61周围的空气流的分析结果。
从图3中明确可知,通过了叶片61的叶片背面61b的第一凸形状的顶点位置后从叶片背面61b的表面剥离的空气流由于存在第二凸形状因而重新附着于叶片背面61b的表面,因此,不会像图5所示的以往的叶片61X那样在叶片背面61b的叶片61的旋转方向上的后端部位置产生涡流,能够防止产生湍流。
由此,能够降低因空气流的剥离而导致的叶片61的叶片背面61b的实际负压面面积的减少,能够提高静压值,与以往的叶片61X相比能够使扭转角度变缓或能够降低轴流式风机6的转速,因此能够降低能耗、降低噪音。
并且,通过将第一凸部与第二凸部之间的凹部位置的、与连接叶片61的宽度方向上的两端的虚拟线L正交的方向上的叶片61的厚度和叶片61的宽度尺寸W之比设为4~15%(T2/W),且使第一凸部与第二凸部之间的凹部位置的叶片的厚度薄于第一凸部位置(T1/W>T2/W)的叶片的厚度且厚于第二凸部位置(T2/W>T3/W)的叶片的厚度,由此能够防止叶片61两面的空气流成为湍流。
而且,可以将叶片61制造成气横截面形状相同。
由此,能够通过拉挤成型法(FRP制)或挤压成型法(铝制(包括铝合金制;本说明书中相同))简单地制造出叶片61,因此能够实现轴流式风机6的低成本化。
拉挤成型法(FRP制)为如下方法:使以玻璃纤维无捻粗纱等作为主体的增强纤维基体材料通过树脂槽(存储有液体状的不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂的槽)从而进行浸渍工序,接着将多余的树脂挤压、脱泡之后,将其导入模具并在模具中进行加热从而使热固性树脂固化,然后用拉拔装置拔出从而得到形成为规定形状的成型品。
由于成型品连续不断地成型而被拔出,因此可以将成型品切割为适当的长度从而制造出成品。
另外,由FRP制成的叶片61也可以利用除了拉挤成型法以外的方法进行制造,例如手工积层法(少量且多品种生产的情况)、喷射成型法等。
挤压成型法(铝制)为,向模具(dice)施加压力而使铝基体材料通过模槽而被挤出,从而得到形成为规定形状的成型品的方法。
由于成型品连续不断地成型而被挤出,因此可以将成型品切割为适当的长度从而制造出成品。
另外,由铝制成的叶片61还可以利用除了挤压成型法以外的方法进行制造,例如金属型铸造法等。
并且,通过由FRP或铝制成叶片61,能够得到轻便且强度较大的叶片。
并且,通过利用拉挤成型法(FRP制)或挤压成型法(铝制(包括铝合金制))等制造叶片61,能够使叶片61的内部形成为中空形状。此时,除了加固目的之外,还为了支撑和固定从轴套部件60a放射状延伸的轴部件或端面板62,可以根据需要形成加强筋或厚壁部。
由此,能够使叶片61轻量化,因此能够实现轴流式风机6的低能耗化。
并且,还可以用耐磨性材料涂覆叶片61的表面。
在由FRP制成的叶片61的情况下,涂覆的耐磨性材料可以优选使用例如含有白色氧化铝(WA(Al2O3))、绿色碳化硅(GC(SiC))的胶衣材料。
由此,能够提高耐磨性(耐腐蚀性),从而能够提高耐久性。
以上,基于实施例对本发明的具备轴流式风机的冷却塔进行了说明,但本发明并不限定于上述实施例中所记载的结构,在不脱离其宗旨的范围内可以适当改变其结构。
本发明的具备轴流式风机的冷却塔具有能够降低因空气流的剥离而导致叶片的叶片背面的实际负压面面积的减少、能够提高静压值的特性,因此可以适用于具备轴流式风机的冷却塔。
Claims (7)
1.一种具备轴流式风机的冷却塔,该轴流式风机通过将多个叶片配设于旋转轴而构成,其中,该多个叶片的成为负压侧的叶片背面形成为凸形状,所述具备轴流式风机的冷却塔的特征在于,
所述叶片的成为负压侧的叶片背面的凸形状形成为如下:在从叶片的旋转方向上的前端距离叶片的宽度尺寸的20~45%的位置处形成有第一凸部,在从叶片的旋转方向上的前端距离叶片的宽度尺寸的65~85%的位置处形成有第二凸部,在第一凸部与第二凸部之间形成有凹部,而且,与连接叶片的宽度方向上的两端的虚拟线正交的方向上的叶片的厚度和叶片的宽度尺寸之比在第一凸部位置为6~20%,在第二凸部位置为2~10%。
2.根据权利要求1所述的具备轴流式风机的冷却塔,其特征在于,
第一凸部与第二凸部之间的凹部位置的、与连接叶片的宽度方向上的两端的虚拟线正交的方向上的叶片的厚度和叶片的宽度尺寸之比为4~15%,且第一凸部与第二凸部之间的凹部位置的叶片的厚度薄于第一凸部位置的叶片的厚度且厚于第二凸部位置的叶片的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的具备轴流式风机的冷却塔,其特征在于,
所述叶片的横截面形状相同。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的具备轴流式风机的冷却塔,其特征在于,
所述叶片由FRP制成。
5.根据权利要求1~3中的任一项所述的具备轴流式风机的冷却塔,其特征在于,
所述叶片由铝制成。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的具备轴流式风机的冷却塔,其特征在于,
所述叶片形成为中空形状。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的具备轴流式风机的冷却塔,其特征在于,
在所述叶片的表面涂覆有耐磨性材料。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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