CN1131986C - 无填料流力冷却塔 - Google Patents

Abstract

一种无填料流力冷却塔，包括塔体，塔体顶端为空气排放口，下方周侧为冷空气入口；塔体内部设置多组对称的扩散器，扩散器包括一上段的渐阔部、一中段的喉部、一下段的渐窄部，每组扩散器下方，位于冷空气入口处设有一喷流管，喷流管上方设有数个V形喷嘴；一除水器设在塔体空气排放口前；塔体底面设有一集液盘。本发明可提高冷却塔的散热性能。且由于取消习用结构的散热器装置，以降低空气流动阻力，相对提高进入塔体的冷却空气量。

Description

无填料流力冷却塔

技术领域

本发明涉及一种热交换设备，尤其涉及一种可提高冷却塔的散热性能的无填料流力冷却塔。

背景技术

请参阅图1A及图1B所示，本创作人曾于1995年11月22日在台湾提出一种立式流力冷却塔(证书号第117483号，以下简称前案)，该种结构是使热液体从喷流管向上以连续幕状高速喷出，并喷入扩散器的喉部上方，使扩散器喉部下方形成负压，由塔体下方空气入口吸入大量的外界冷却空气形成空气流向上流动，使同向流动的空气流与流体在扩散器内呈液气态混合及接触，以进行热交换。热空气向上经除水器使液气分离除水后，热空气由塔顶的空气排放口快速排出；分离后的冷却液体则自然落下，该冷却液体在落下途中不断地与流入的冷却空气进行热交换，而再次被冷却，直到离开扩散器，再进入散热器进行二次散热后落下，冷却液体经消音装置消除水声与滤除杂物后，流入塔体底面集液盘，再利用泵抽出供循环应用。

但是，散热器由片状散热材所构成，使用一段时间后片状散热材上会产生结垢阻塞现象，因而降低冷却塔的散热性能，因此在散热材上所产生的结垢需要予以清除。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种无填料流力冷却塔，其是在扩散器的上方及扩散器的渐窄部上设有数个挡板，使其改变液体流向，可提高冷却塔的散热性能。

本发明的次要目的在于，提供一种无填料流力冷却塔，可取消上述前案的散热器装置，以降低空气流动阻力，相对提高进入塔体的冷却空气量，及大幅降低塔体高度。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

一种无填料流力冷却塔，包括一塔体；其特征在于：所述塔体顶端为空气排放口，下方周侧为冷空气入口；该塔体内部设置有多组对称的扩散器，该扩散器包括一上段的渐阔部、一中段的喉部、及一下段的渐窄部，每组扩散器的下方，位于冷空气入口处设有一喷流管，该喷流管的上方设有数个V形喷嘴；一除水器设置在塔体空气排放口前；该塔体的底面设有一集液盘。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的无填料流力冷却塔，其中该扩散器与除水器间设有多排挡板。可使沿扩散器外壁面往上冲的高速流体经由挡板而产生转向，转向后的液体与空气进行热交换，以增加此区流体与空气的混合冷却效果。

前述的无填料流力冷却塔，其中该渐窄部的外壁面上设有数个挡板。可使沿扩散器外壁面折返的热液体被引导至渐窄部，并利用该挡板使壁流均匀溅散，再次与进入的冷空气混合做热交换。

前述的无填料流力冷却塔，其中该挡板为一长条体。

前述的无填料流力冷却塔，其中该挡板为凸状。

前述的无填料流力冷却塔，其中该数个挡板是呈交错排列。

本发明可提高冷却塔的散热性能。且由于取消习用结构的散热器装置，以降低空气流动阻力，故相对提高进入塔体的冷却空气量，且大幅降低塔体高度。

为能进一步了解本发明的技术内容、特点及功效，兹例举以下较佳实施例，并配合附图详细说明如下：

附图说明

图1A、1B分别是习用流力冷却塔的主视、侧视图。

图2是本发明无填料流力冷却塔的主视部分剖面图。

图3是本发明无填料流力冷却塔的侧视图。

图3A是本发明喷流管结合在塔体的剖面图。

图4A是本发明扩散器的部分放大示意图。

图4B是图4A所示扩散器的侧视图。

图5A是位于扩散器与除水器间挡板的部分放大示意图。

图5B是图5A所示挡板的侧视图。

图6是本发明无散热器装置的第二实施例示意图。

具体实施方式

请参阅图2、3所示，本发明无填料流力冷却塔10包括一塔体11，其是由塑性材料或钢板制成的结构体，该塔体11的顶端具有热空气排放口12。靠近塔体11的底端周侧设有冷空气入口13，使外界冷空气由此进入，冷空气入口13是由百叶式(LOUVERS)叶片14组成，该叶片14是由外向内倾斜设置以导入冷空气42。在百叶式叶片14间设置一板件32。

塔体11的内部，位于冷空气入口13上方设有多组对称的扩散器20(DIFFUSER)，每组扩散器20下方设有一喷流管30，喷流管30的径向外壁上设有数个等距排列的V形喷嘴31，使流入喷流管30内的热液体由V形喷嘴31喷出。喷流管30的一端是穿出塔体11外，在穿出塔体11外的部分管体上套设有一法兰34(如图3A所示)，并用数个螺丝将法兰34固定在板件32上，再将热水集水管接至法兰上，使热液体引入喷流管30中；喷流管30的另一端为一闭合端35，以紧迫方式将封塞36塞入形成一封闭状态，封塞36的中央具有一螺杆37并穿出板件32外，再用一螺帽38与螺杆37结合使其固定在板件32上。

扩散器20包括有上段的渐阔部21、中段的喉部22、及下段的渐窄部23。渐窄部23的外壁面设有数个呈交错排列的挡板(BAFFLE)24(如图4A、图4B所示)，该挡板24可使沿扩散器20外壁面折返的热液体40被引导至渐窄部23，并利用该凸形挡板24使壁流均匀溅散，再次与进入的冷空气混合做热交换。

喉部22内的水幕状高速流体41，因经V形喷嘴31将流体的压力转变为运动能，压力聚降使喉部22前形成负压区，对外界冷空气42形成强力喷射引入(JESTSUCTION INLET)；在喉部22的冷空气和高速流体41的液滴相互接触时，将形成液气态扰动混合(TURBULENT MIXING)；而在渐阔部21的冷空气与雾状液滴形成液气态的混合流体，其运动能因截面积渐增，逐渐变成压力能，因此具有很高的混合冷却效果，并对混合流体具有升压作用，同时提高热空气43的排出压力。完全应用热空气自然上升原理与流体流动产生升压作用等自然现象。

该混合液气态流体中的热空气43经由塔体11顶端的除水器(MISTELIMINATOR)15排出，该除水器15是由曲折通道的板件所组成，其可将空气中所含的液体分离，使分离后的热空气43直接从空气排放口12快速排出，而冷却液体受到除水器15分离而自然落下。

塔体11的内部且位于扩散器20与除水器15之间设有数个呈轴向排列的挡板(BAFFLE)16(如图5A、图5B所示)，可使沿扩散器20外壁面往上冲的高速流体41经由挡板16而产生转向。转向后的热流体45除增加有效动能外，亦与冷空气进行热交换，以增加此区流体与空气的混合冷却效果。

经喷嘴31喷出的高速流体41向上经由除水器15使液气分离，除水后的热空气43由空气排放口12快速排出，分离后的冷却液体则自然落下，冷却液体在落下途中不断与再进入的冷空气42进行热交换，使其再次冷却，最后经由消音装置50消除水声与滤除杂物后，流入塔体底部的集液盘51，再利用泵由液体出口52抽出循环使用。

部分沿着扩散器20外壁面折返的流体44将被引导至渐窄部23，并经由挡板24使壁流均匀溅散，再次与进入的冷空气42混合做热交换后落至消音装置50中。

本发明是根据热力学定律，使热水经过冷却塔，其放出的热量相等于冷空气由入口至出口路径所吸收的热量下进行改进，在下列热平衡式左边的循环水量温度为不减的原则下，取消上述前案塔内的散热器，但提高右边冷空气风量(G)，使其乘积相同。

Lx(t₂-t₁)＝Gx(h₂-h₁)

L：循环水量           G：风量

t₂：热水温度         h₂：出风口空气热焓

t₁：冷水温度         h₁：入风口空气热焓

另，由于本发明具有挡板的设计，其可加强水与空气的混合冷却效果，进而调整出风口的空气热焓值(h₂)，相对改变(h₂-h₁)值，以确保改进后的冷却塔热性能不减。

请参阅图6所示，本发明取除上述前案散热器的设计，并将冷空气入口13提升至扩散器20下缘，除可优化流场增加20％冷却空气量外，塔高在冷空气入口13以上部分亦可大幅降低34％，对降低成本及使用空间颇有助益。又因无散热器，故不会使片状散热材产生结垢阻塞现象而影响热性能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1、一种无填料流力冷却塔，包括一塔体；其特征在于：所述塔体顶端为空气排放口，下方周侧为冷空气入口；该塔体内部设置有多组对称的扩散器，该扩散器包括一上段的渐阔部、一中段的喉部、及一下段的渐窄部，每组扩散器的下方，位于冷空气入口处设有一喷流管，该喷流管的上方设有数个V形喷嘴；一除水器设置在塔体空气排放口前；该塔体的底面设有一集液盘。

2、根据权利要求1所述的无填料流力冷却塔，其特征在于，所述扩散器与除水器间设有多排挡板，可使沿扩散器外壁面往上冲的高速流体经由挡板而产生转向，转向后的液体与空气进行热交换，以增加此区流体与空气的混合冷却效果。

3、根据权利要求1所述的无填料流力冷却塔，其特征在于，所述渐窄部的外壁面上设有数个挡板，可使沿扩散器外壁面折返的热液体被引导至渐窄部，并利用该挡板使壁流均匀溅散，再次与进入的冷空气混合做热交换。

4、根据权利要求2所述的无填料流力冷却塔，其特征在于，所述挡板为一长条体。

5、根据权利要求2、3所述的无填料流力冷却塔，其特征在于，所述挡板为凸状。

6、根据权利要求3所述的无填料流力冷却塔，其特征在于，所述数个挡板是呈交错排列。

Images