CN110470167A - 一种回收循环水的冷却塔 - Google Patents

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袁战伟
沈秋燕
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00—Component parts of trickle coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00—Component parts of trickle coolers
    • F28F2025/005—Liquid collection; Liquid treatment; Liquid recirculation; Addition of make-up liquid

Abstract

本发明公开了一种回收循环水的冷却塔，包括壳体和自上而下依次设置在壳体内的挡水器、气体电离装置、风力发电机、布水管和散热层；壳体上方设置有通风口，与壳体内部连通；挡水器采用金属制成；气体电离装置用于将水蒸汽带电；布水管上设置有若干朝向散热层的喷头，布水管连通用于供水的输水装置；散热层底部设置有用于回收冷凝水的水槽。实现了水资源的多次利用，从而节省冷凝循环运行成本，能够以较低的成本实现高效回收冷却塔中的水蒸汽。

Description

一种回收循环水的冷却塔
技术领域
本发明属于冷却设备领域，涉及一种回收循环水的冷却塔。
背景技术
随着冷却塔行业不断发展，越来越多的行业和企业运用到了冷却塔，也有很多企业进入到了冷却塔行业并发展，冷却塔是用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放至大气中，从而降低塔内循环水的温度，其冷是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量来散去工业上产生的余热来降低水温的蒸发散热装置，以保证系统的正常运行。在循环过程中，由于冷却水循环泵的流量非常大，导致了巨大的水资源浪费以及冷凝循环水在循环过程的能量浪费。
为了再次利用水资源以及回收冷凝循环水回流时携带的势能，冷却塔中都设有各种回收装置，但在现有技术中，水蒸汽回收效率很低，一般产生的蒸汽只有1％～3％在冷却塔的本体部中冷却后回收，其他的则从冷却塔顶部排空，这是水资源损耗的重大因素。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种回收循环水的冷却塔，以较低成本实现高效回收冷却塔中的水蒸汽，达到了可以大量产生冷却水转换的目的。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种回收循环水的冷却塔，包括壳体和自上而下依次设置在壳体内的挡水器、气体电离装置、风力发电机、布水管和散热层；
壳体上方设置有通风口，与壳体内部连通；挡水器采用金属制成；气体电离装置用于将水蒸汽带电；布水管上设置有若干朝向散热层的喷头，布水管连通用于供水的输水装置；散热层底部设置有用于回收冷凝水的水槽。
优选的，气体电离装置与输水装置之间设置有风力发电机，风力发电机的风扇朝向散热层，风力发电机的输出端与气体电离装置连接，给气体电离装置供电。
优选的，散热层和水槽间隙设置。
优选的，所述气体电离装置包括放电室以及内部的主阴极、筒形阳极和电磁线圈；所述放电室设有气孔用于通入惰性气体；所述主阴极和离子光学系统分别位于所述放电室的轴向两端；所述主阴极用于发射电子，位于放电室靠近挡水器的一侧；所述筒形阳极中间的区域构成气体放电区；所述电磁线圈位于筒形阳极外侧，用于产生高频电场；所述主阴极在阳极电场的作用下发射电子；进入气体放电区的惰性气体受电子轰击引发放电形成等离子体。
优选的，风力发电机的电力输出端通过变压器给气体电离装置供电。
优选的，散热层为散热材组成的框架结构。
进一步，散热材和布水管均采用热压成型的PVC薄膜材料制成。
优选的，挡水器采用金属网，至少将通风口底端覆盖。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在布水管的上方设置了气体电离装置，布水管上的喷头将冷却水喷洒到散热层上散热，大部分循环水变成水蒸汽蒸发掉，剩余的自由掉进下方的水槽中可循环利用，蒸发的水蒸汽进入了气体电离装置中，使阳离子通过水蒸汽，水蒸汽带了电，带电的水蒸汽就会大量的吸附到由金属细网构成的挡水器上，从而迅速凝结成水，落入下方的水槽中，实现了水资源的多次利用，从而节省冷凝循环运行成本，能够以较低的成本实现高效回收冷却塔中的水蒸汽。
进一步，在气体电离装置下方设置风力发电机，由于在含有大量水蒸汽的条件下，水蒸汽在向上流动的过程中带动了风力发电机，由其将机械能转化成的电能供给了上方的气体电离装置，这充分利用了该过程中水蒸汽提供的势能，降低了能耗，还促进了水资源的回收。
进一步，散热层和水槽间隙设置，这样有利于增加空气循环流通，更方便水对散热层的冷却。
进一步，挡水器采用金属网，网状结构能够更高效的将带电的水蒸汽进行捕获，将通风口底端覆盖，能够有效防止水蒸汽从通风口流出。
附图说明
图1为本发明的冷却塔的结构示意图；
图2为本发明的气体电离装置的结构示意图；
图3为本发明的风力发电机的结构示意图。
其中：1、通风口；2、挡水器；3、气体电离装置；4、风力发电机；5、变压器；6、输水装置；7、布水管；8、喷头；9、散热层；10、空气入口；11、水槽；12、壳体；13、冷水出口；14、电气控制；15、发电机；16、齿轮箱；17、机舱；18、旋转叶片；19、轮毂和变桨系统；20、制动器；21、机架；22、风力风向传感系统；23、放电室；24、主阴极；25、气孔；26、筒形阳极；27、电磁线圈；28、加速栅；29、等离子体；30、屏栅。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明提供一种高效回收循环水的冷却塔，所述冷却塔包括：壳体12、挡水器2、气体电离装置3、风力发电机4、变压器5、输水装置6、布水管7、喷头8、散热层9、空气入口10、水槽11和冷水出口13，挡水器2、气体电离装置3、风力发电机4、布水管7和散热层9沿着竖直方向自上而下依次设置于所述壳体12中，产生的待冷却的循环水及其水蒸汽容纳在壳体12内。
通风口1与壳体12内部连通；挡水器2采用金属网制成，至少将通风口1底端覆盖。
气体电离装置3用于将水蒸汽带电，气体电离装置3将壳体12内横截面覆盖；风力发电机4的风扇朝向散热层9，风力发电机4的输出端与气体电离装置3连接，给气体电离装置3供电。
布水管7上设置有若干朝向散热层9的喷头8，布水管7连通用于供水的输水装置6；散热层9底部设置有用于回收冷凝水的水槽11。
散热层9为散热材组成的框架结构，散热层9和水槽11间隙设置，作为空气入口10。
散热材和布水管7均采用热压成型的PVC薄膜材料制成。
该冷却塔顶部设有通风口1，有利于散热，促进冷却塔上层的空气循环；底部设有空气入口10，这样有利于增加空气循环流通，更方便水的冷却，且输水装置6朝向散热层9，散热层9提供了更大的接触面，通过水与空气的接触，达到换热效果，由输水装置6将循环的冷却水喷洒到散热层9上散热，大部分循环水变成水蒸汽蒸发掉，剩余的自由掉进下方的水槽11中可循环利用，蒸发的水蒸汽在向上流动的过程中带动了风力发电机4，由于在含有大量水蒸汽的条件下，风力发电机4的旋转叶片18用玻璃纤维强化塑料制造，由其将机械能转化成的电能供给了上方的气体电离装置3，这充分利用了该过程中水蒸汽提供的势能，降低了能耗，还促进了水资源的回收，因为通过风力发电机4的水蒸汽进入了气体电离装置3中带了电，带电的蒸汽就会大量的吸附到由金属细网构成的挡水器2上，如此，只有极少部分的水蒸汽从上方的通风口1溢出。
参考图2，为根据本发明优选实施例的离子源中气体电离装置3的具体结构示意图。所述气体电离装置3包括：放电室23、主阴极24、气孔25、筒形阳极26、电磁线圈27、加速栅28、等离子体29和屏栅30。放电室23为圆筒形，其上设有气孔25用于通入惰性气体，惰性气体可以是氩气、氪气、氙气、氦气或氖气。屏栅30和加速栅28组成离子光学系统，两者在同一中心线上轴向间隔设置。主阴极24和离子光学系统分别位于放电室23的轴向两端。所述主阴极24用于发射电子，位于放电室23靠近挡水器2的一侧；筒形阳极26中间的区域构成气体放电区。电磁线圈27位于筒形阳极26外侧，用于产生高频电场，所述主阴极24在阳极电场的作用下发射电子；进入气体放电区的惰性气体受电子轰击引发放电形成等离子体29。
进一步，根据本发明的实施例，主阴极24在阳极电场的作用下发射电子，进入气体放电区的惰性气体受电子轰击引发放电形成等离子体29。屏栅30用于从等离子体29中抽取离子束，并经加速栅28加速。经过加速的离子体进入到刚经过风力发电机4的水蒸汽，使得水蒸汽带了电，继续流向了上方的金属细网被冷凝成水，掉进最下方的水槽11。
参考图3，是根据本发明优选实施例的风力发电机4的具体结构示意图。所述风力发电机4包括发电机15、电气控制14、制动器20、齿轮箱16、机舱17、旋转叶片18、轮毂和变桨系统19、风力风向传感系统22和机架21。旋转叶片18用玻璃纤维强化塑料制造，用于扑获水蒸汽，并将力传送到转子轴心。机舱17包括齿轮箱16和发电机15；所述齿轮箱16是将高速轴的转速提高至低速轴的50倍；所述发电机15将机械能转化成电能，通过变压器5将电能传输给气体电离装置3，给气体电离装置3供电。
根据目前的风力发电机4技术，大约是每秒三公尺的微风速度，便可以发电，由于冷却水循环泵的流量非常大，因此，所产生的水蒸汽能够发电且足够气体电离装置3使用，该装置利用水蒸汽带动叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促动发电机15发电。该装置利用冷凝水循环过程或对外供能，实现了冷凝水势能的回收。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种回收循环水的冷却塔，其特征在于，包括壳体(12)和自上而下依次设置在壳体(12)内的挡水器(2)、气体电离装置(3)、风力发电机(4)、布水管(7)和散热层(9)；
壳体(12)上方设置有通风口(1)，与壳体(12)内部连通；挡水器(2)采用金属制成；气体电离装置(3)用于将水蒸汽带电；布水管(7)上设置有若干朝向散热层(9)的喷头(8)，布水管(7)连通用于供水的输水装置(6)；散热层(9)底部设置有用于回收冷凝水的水槽(11)。
2.根据权利要求1所述的一种回收循环水的冷却塔，其特征在于，气体电离装置(3)与输水装置(6)之间设置有风力发电机(4)，风力发电机(4)的风扇朝向散热层(9)，风力发电机(4)的输出端与气体电离装置(3)连接，给气体电离装置(3)供电。
3.根据权利要求1所述的一种回收循环水的冷却塔，其特征在于，散热层(9)和水槽(11)间隙设置。
4.根据权利要求1所述的一种回收循环水的冷却塔，其特征在于，所述气体电离装置(3)包括放电室(23)以及内部的主阴极(24)、筒形阳极(26)和电磁线圈(27)；所述放电室(23)设有气孔(25)用于通入惰性气体；所述主阴极(24)和离子光学系统分别位于所述放电室(23)的轴向两端；所述主阴极(24)用于发射电子，位于放电室(23)靠近挡水器(2)的一侧；所述筒形阳极(26)中间的区域构成气体放电区；所述电磁线圈(27)位于筒形阳极(26)外侧，用于产生高频电场；所述主阴极(24)在阳极电场的作用下发射电子；进入气体放电区的惰性气体受电子轰击引发放电形成等离子体(29)。
5.根据权利要求1所述的一种回收循环水的冷却塔，其特征在于，风力发电机(4)的电力输出端通过变压器(5)给气体电离装置(3)供电。
6.根据权利要求1所述的一种回收循环水的冷却塔，其特征在于，散热层(9)为散热材组成的框架结构。
7.根据权利要求6所述的一种回收循环水的冷却塔，其特征在于，散热材和布水管(7)均采用热压成型的PVC薄膜材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种回收循环水的冷却塔，其特征在于，挡水器(2)采用金属网，至少将通风口(1)底端覆盖。
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