CN107462104A - 气液接触用填充板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种气液接触用填充板，该填充板包括至少一列沿纵向设置的起伏部，所述起伏部包括多个朝上的第一倾斜面和多个朝下的第二倾斜面，相邻的第一倾斜面与第二倾斜面的连接部位处形成所述起伏部的脊部或谷部，所述起伏部的脊部和/或谷部中的至少一部分设置成倒圆角。本发明的气液接触用填充板可以在不用大幅减少表面积的同时还能够减少空气阻力、增加空气量，从而能够提高换热效率，提高冷却能力。

Description

气液接触用填充板
技术领域
本发明涉及一种用于冷却塔的填充材料的气液接触用填充板。
背景技术
在现有技术中，如图3所示，冷却塔1具备：填充材料2，由多个薄板状的气液接触用填充板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的多个气液接触用填充板20之间；排水槽5，供经填充材料2内通过的空气冷却后的处理水流入；以及空气密封材料3，其设置在填充材料2的上端，具体而言，设置在填充材料2的上端与供水槽4之间的间隙处。
从冷却塔1的侧面(与气液接触用填充板20正交的侧面)将外部空气导入冷却塔1的内部，在该侧面安装有百叶挡板7以防止供给于填充材料2的处理水向外部飞散并防止外界异物进入冷却塔1。
参考专利文献1(日本特开2013-11400号)可知，填充材料2的上方设置有供水槽4，以及作为抽风机的轴流通风机6，填充材料2的下方设置有排水槽5。
参考专利文献2(日本实开昭55-31421号)可知，由于构成填充材料2的气液接触用填充板20是用于使处理水沿填充板的表面流下时与空气直接接触而进行换热，因此，为了进行高效换热，该专利文献中使用的是纵剖面呈锯齿状整体为波形的填充板。
通过将气液接触用填充板20设置为纵剖面呈锯齿状，整体为波形，能够降低处理水的流下速度，并在某种程度上能够提高换热效率。
但是，此时，由于处理水不受气液接触用填充板20的表面的任何阻力而流下，因此，为了提高换热效率，需要增大气液接触用填充板20的表面积，例如增大锯齿的谷部脊部的大小(即增加谷部脊部之间的高度差)，但若增大气液接触用填充板20的表面积，虽然处理水与空气的接触面积会增大，通过填充材料的填充板之间的空气流的阻力也会增大，若阻力增加，则同一动力下的空气量就会减少，会使得换热效率降低，对冷却能力产生不良影响。因此，增大气液接触用填充板20的表面积是有制约性的。
发明内容
鉴于以往的构成填充材料的气液接触用填充板所具有的问题，本发明目的在于提供一种在不用大幅减少气液接触用填充板的表面积的情形下能够减少空气阻力、并且可以增加空气量从而能够提高换热效率的气液接触用填充板。
为了实现上述目的，本发明提供了一种气液接触用填充板，该填充板包括至少一列沿纵向设置的起伏部，所述起伏部包括多个朝上的第一倾斜面和多个朝下的第二倾斜面，相邻的第一倾斜面与第二倾斜面的连接部位处形成所述起伏部的脊部或谷部，所述起伏部的脊部和/或谷部中的至少一部分设置成倒圆角。优选地，脊部的倒圆角的半径为0.5～2mm，谷部的倒圆角的半径为0.5～3mm。
优选地，所述填充板还具备至少一列沿纵向设置的连接部，所述连接部与所述起伏部并排连接。并且，所述起伏部与所述连接部之间的连接部位中的至少一部分设置成倒圆角。优选地，所述连接部连接在相邻的两列起伏部之间，并且相邻的两列起伏部的脊部或谷部彼此错开。
在本发明的一种优选实施方式中，连接部具备朝上的第三倾斜面和朝下的第四倾斜面，其中，第三倾斜面连接相邻的起伏部的第一倾斜面，第四倾斜面连接相邻的起伏部的第二倾斜面，相邻的第三倾斜面和第四倾斜面之间的连接部位中的至少一部分设置成倒圆角。
在本发明的另一优选实施方式中，连接部具备朝上的多个第三倾斜面和多个第五倾斜面、以及朝下的多个第四倾斜面和多个第六倾斜面，其中，第三倾斜面连接相邻的起伏部的第一倾斜面，第四倾斜面连接相邻的起伏部的第二倾斜面，第五倾斜面连接第一倾斜面和第四倾斜面，第六倾斜面连接第二倾斜面和第三倾斜面，并且第五倾斜面与第六倾斜面相连接，相邻的第三倾斜面和第六倾斜面之间、第四倾斜面和第五倾斜面之间的连接部位中的至少一部分设置成倒圆角。同时，相邻的第五倾斜面和第六倾斜面之间的连接部位中的至少一部分也设置成倒圆角。
本发明相对于现有技术具有如下有益技术效果：
通过将填充板的起伏部的脊部和/或谷部中的至少一部分设置成倒圆角，可以在保证气液接触用填充板的表面积没有明显减小的情况下还能够减少空气阻力，增加同一动力下通过填充板的空气量，从而能够提高冷却能力、提高换热效率。
在相邻的两列起伏部之间设置连接部，同时相邻的两列起伏部的脊部或谷部彼此错开，可以使空气经过气液接触用填充板的表面时与处理水的接触，同时增加了气液接触用填充板的处理水保有量。通过增加起伏部与连接部之间的连接部位设置成倒圆角，可以减小空气阻力，增加同一动力下通过填充板的空气量，提高冷却能力。
另外，通过将连接部的倾斜面之间的连接部位处设置成倒圆角，也可以进一步减小空气阻力，增加同一动力下通过填充板的空气量。
本发明的气液接触用填充板由于具有在保证表面积没有明显减小的情况下能够减少空气阻力、增加空气量的特性，因此，能够适合用于气冷式冷却塔、板式冷却塔等的填充材料。
附图说明
图1a是根据本发明一种实施方式的气液接触用填充板的主视图，图1b是沿图1a中X-X线的剖面图。
图2是根据本发明另一种实施方式的气液接触用填充板的主视图。
图3是冷却塔的示意图。
图中：1-冷却塔，2-填充材料，20-气液接触用填充板，21/21’-起伏部，21a-朝上的第一倾斜面，21b-朝下的第二倾斜面，22-连接部，22a-上的第三倾斜面，22b-朝下的第四倾斜面，22c-朝上的第五倾斜面，22d-朝下的第六倾斜面，3-空气密封材料，4-供水槽，5-排水槽，6-抽风机，7-百叶挡板。
具体实施方式
以下基于图片对本发明的气液接触用填充板的实施方式进行说明。
第一实施方式
本实施方式提供一种用于冷却塔的气液接触用填充板。
图1a是根据本发明一种实施方式的气液接触用填充板的主视图，图1b是沿图1a中X-X线的剖面图。
该气液接触用填充板20用于使处理水沿薄板状的填充板的表面流下的同时，与空气直接接触以进行换热。如图1a所示，该填充板20包括多列沿纵向设置的起伏部21，起伏部21包括多个朝上的第一倾斜面21a(图1a中用浅色表示)和多个朝下的第二倾斜面21b(图1a中用深色表示)，其纵截面形成为波浪形，相邻的第一倾斜面21a与第二倾斜面21b的连接部位处形成起伏部21的脊部⑥或谷部⑦。由于气液接触用填充板20通常构成为处理水从其表面流下，因此，朝上的倾斜面的相反面构成为朝下的倾斜面，朝下的倾斜面的相反面构成为朝上的倾斜面。在本发明的实施方式中，根据从一侧观察时填充板的形状，表示为起伏部21的“朝上的第一倾斜面21a”、“朝下的第二倾斜面21b”。朝上的第一倾斜面21a及朝下的第二倾斜面21b在纵向方向上反复形成，相邻的第一倾斜面21a与第二倾斜面21b的连接部位处形成脊部⑥或谷部⑦。
填充板20还具备多列沿纵向设置的连接部22，该连接部连接在相邻的两列起伏部21之间，并且相邻的两列起伏部的脊部或谷部彼此错开，例如，起伏部21的脊部与起伏部21’的谷部大致对齐，连接部22在横向方向上的宽度约为起伏部21的宽度的1/2。连接部22与起伏部21的宽度比也可以是其他比例，连接部22与起伏部21也可以宽度相同，或者连接部22的宽度可以小于起伏部21的宽度，或者连接部22的宽度可以大于起伏部21的宽度。
连接部22具备朝上的多个第三倾斜面22a(图1a中用浅色表示)和多个第五倾斜面22c(图1a中用浅色表示)、以及朝下的多个第四倾斜面22b(图1a中用深色表示)和多个第六倾斜面22d(图1a中用深色表示)，其中，第三倾斜面22a连接相邻的起伏部21的第一倾斜面21a，第四倾斜面22b连接相邻的起伏部的第二倾斜面21b，第五倾斜面22c连接第一倾斜面21a和第四倾斜面22b，第六倾斜面22d连接第二倾斜面21b和第三倾斜面22a，并且第五倾斜面22c与第六倾斜面22d相连接。
如图1b所示，起伏部21的脊部和/或谷部中的至少一部分设置成倒圆角，例如，可以是脊部全部设置成倒圆角，或者谷部全部设置成倒圆角，或者脊部和谷部全部设置成倒圆角，或者一部分脊部和/或谷部设置成倒圆角。优选地，脊部⑥(见图1a)的倒圆角的半径为0.5～2mm，谷部⑦(见图1a)的倒圆角的半径为0.5～3mm。
起伏部21与连接部22之间的连接部位中的至少一部分设置成倒圆角。例如，起伏部21的第二倾斜面21b与连接部22的第六倾斜面22d之间的连接部位(见图1a中的连接部位②)可设置成倒圆角，其倒圆角的半径可优选为1～5mm，起伏部21的第二倾斜面21b与连接部22的第四倾斜面22b之间的连接部位(见图1a的连接部位③)可设置成倒圆角，其倒圆角的半径可优选为1～5mm；起伏部21的第一倾斜面21a与连接部22的第三倾斜面22a之间的连接部位也可设置成倒圆角；起伏部21的第一倾斜面21a与连接部22的第五倾斜面22c之间的连接部位也可设置成倒圆角。此外，起伏部21与连接部22之间的六个斜面相交汇处也可设置成倒圆角，例如图1a中的连接部位④(即六个斜面相交汇的凹陷处)处的倒圆角的半径可优选为1～5mm；起伏部21与连接部22之间的四个面即第一斜面21a、第二斜面21b、第五倾斜面22c和第六倾斜面22d的相交汇处也可设置成倒圆角，例如图1a中的连接部位⑤(即第一斜面21a、第二斜面21b、第五倾斜面22c和第六倾斜面22d相交汇的凸起处)处的倒圆角的半径可优选为0.5～3mm；起伏部21与连接部22之间的四个面即第一斜面21a、第二斜面21b、第三倾斜面22a和第六倾斜面22d的相交汇处也可设置成倒圆角；起伏部21与连接部22之间的四个面即第一斜面21a、第二斜面21b、第五倾斜面22c和第四倾斜面22b的相交汇处也可设置成倒圆角。例如，以上部位可均设置成倒圆角，或部分设置成倒圆角。
相邻的第三倾斜面22a和第六倾斜面22d之间、第四倾斜面22b和第五倾斜面22c之间的连接部位中的至少一部分设置成倒圆角。例如，可以是第三倾斜面22a和第六倾斜面22d之间的凸出的脊部设置成倒圆角、第四倾斜面22b和第五倾斜面22c之间的凸出的脊部设置成倒圆角，或者是第三倾斜面22a和第六倾斜面22d之间的凹陷的谷部设置成倒圆角、第四倾斜面22b和第五倾斜面22c之间的凹陷的谷部设置成倒圆角，或者是第三倾斜面22a和第六倾斜面22d之间的脊部和谷部均设置成倒圆角、第四倾斜面22b和第五倾斜面22c之间的脊部和谷部均设置成倒圆角。
同时，相邻的第五倾斜面22c和第六倾斜面22d之间的连接部位中的至少一部分也设置成倒圆角。例如，可以是第五倾斜面22c和第六倾斜面22d之间的凸出的脊部设置成倒圆角，或者是凹陷的谷部设置成倒圆角，或者是脊部和谷部均设置成倒圆角。优选地，第五倾斜面22c和第六倾斜面22d之间的凸出的脊部处①(见图1a)的倒圆角的半径为0.5～3mm。
通过设置倒圆角，能够减小空气阻力，增加空气量，从而提高换热效率，提高冷却能力。
表1表示使用本实施方式中设置有倒圆角时的空气量和空气阻力。
此处，表1表示当气液接触用填充板的起伏部的脊部和谷部均设置有倒圆角时及起伏部的脊部和谷部均未设置有倒圆角时的通过填充板的空气量和空气阻力、将未设置有倒圆角时的空气量和空气阻力均设为1.00，用比来表示。
【表1】
无倒圆角 有倒圆角
空气量 1.00 1.08
空气阻力 1.00 0.94
从表1可知，设置有倒圆角的气液接触用填充板能够减小空气阻力，增加空气量，从而提高换热效率，提高冷却能力。
同时，如图1b所示，起伏部的大小(谷部脊部之间的高度差)H形成为6～12mm，优选7～10mm(本实施方式中为9.1mm)。
另外，气液接触用填充板20可以通过例如真空成形等加工法将薄板状的平坦板材(例如由热可塑性树脂制成的板材)压制成形。
在第一实施方式的变形例中，气液接触用填充板20也可仅包括一列沿纵向设置的起伏部21，该起伏部21包括多个朝上的第一倾斜面21a和多个朝下的第二倾斜面21b，其纵截面形成为波浪形，相邻的第一倾斜面21a与第二倾斜面21b的连接部位处形成起伏部21的脊部或谷部，并且起伏部21的脊部和/或谷部中的至少一部分设置成倒圆角。
在其他变形例中，气液接触用填充板20也可包括并排设置的一列起伏部21和一列连接部22。起伏部21和连接部22的列数不受限定，也可以是并排设置的n列起伏部21和n-1列连接部22，或n列起伏部21和n列连接部22，或n列起伏部21和n+1列连接部22。
第二实施方式
本实施方式提供另一种用于冷却塔的气液接触用填充板。
图2是根据本发明另一种实施方式的气液接触用填充板的主视图。
如图2所示，该气液接触用填充板的结构与第一实施方式中的气液接触用填充板的结构大致相同，区别在于连接部22的图案设计。
在该实施方式中，连接部22具备朝上的第三倾斜面22a(图2a中用浅色表示)和朝下的第四倾斜面22b(图2a中用深色表示)，其中，第三倾斜面22a连接相邻的起伏部21的第一倾斜面21a，第四倾斜面22b连接相邻的起伏部的第二倾斜面21b。
相邻的第三倾斜面22a和第四倾斜面22b之间的连接部位中的至少一部分设置成倒圆角。例如，可以是第三倾斜面22a和第四倾斜面22b之间的凸出的脊部设置成倒圆角，或者是凹陷的谷部设置成倒圆角，或者是脊部和谷部均设置成倒圆角。
上述不同的实施方式中，相同的结构标注相同的符号，并省略对该结构以及作用效果的说明。
尽管本发明说明书中结合具体实施方式对本发明进行说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，本发明的具体实施方式仅仅是用于举例说明，对本发明不构成任何限定，在不脱离本发明实质的前提下，可以对技术方案进行各种修改或者等同变换，任何修改或等同变换仍落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种气液接触用填充板，其特征在于：
所述填充板包括至少一列沿纵向设置的起伏部，所述起伏部包括多个朝上的第一倾斜面和多个朝下的第二倾斜面，相邻的第一倾斜面与第二倾斜面的连接部位处形成所述起伏部的脊部或谷部，所述起伏部的脊部和/或谷部中的至少一部分设置成倒圆角。
2.如权利要求1所述的气液接触用填充板，其特征在于，所述填充板还具备至少一列沿纵向设置的连接部，所述连接部与所述起伏部并排连接。
3.如权利要求2所述的气液接触用填充板，其特征在于，所述起伏部与所述连接部之间的连接部位中的至少一部分设置成倒圆角。
4.如权利要求3所述的气液接触用填充板，其特征在于，所述连接部连接在相邻的两列起伏部之间，并且相邻的两列起伏部的脊部或谷部彼此错开。
5.如权利要求4所述的气液接触用填充板，其特征在于，连接部具备朝上的第三倾斜面和朝下的第四倾斜面，其中，第三倾斜面连接相邻的起伏部的第一倾斜面，第四倾斜面连接相邻的起伏部的第二倾斜面，相邻的第三倾斜面和第四倾斜面之间的连接部位中的至少一部分设置成倒圆角。
6.如权利要求4所述的气液接触用填充板，其特征在于，连接部具备朝上的多个第三倾斜面和多个第五倾斜面、以及朝下的多个第四倾斜面和多个第六倾斜面，其中，第三倾斜面连接相邻的起伏部的第一倾斜面，第四倾斜面连接相邻的起伏部的第二倾斜面，第五倾斜面连接第一倾斜面和第四倾斜面，第六倾斜面连接第二倾斜面和第三倾斜面，并且第五倾斜面与第六倾斜面相连接，相邻的第三倾斜面和第六倾斜面之间、第四倾斜面和第五倾斜面之间的连接部位中的至少一部分设置成倒圆角。
7.如权利要求6所述的气液接触用填充板，其特征在于，相邻的第五倾斜面和第六倾斜面之间的连接部位中的至少一部分设置成倒圆角。
8.如权利要求1至7任意一项所述的气液接触用填充板，其特征在于，脊部的倒圆角的半径为0.5～2mm。
9.如权利要求1至7任意一项所述的气液接触用填充板，其特征在于，谷部的倒圆角的半径为0.5～3mm。
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