CN114754604A - 一种横流式节水消雾冷却塔 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种横流式节水消雾冷却塔，属于冷却塔技术领域，包括设置在播水盆下方的呈间隔排列的填料，相邻填料之间的间隙构成湿热气流通道；所述填料的宽度大于播水盆的宽度；每片填料对折构成倒U型，对折面相互重叠贴合；所述对折面之间安装有用于控制对折面张开的铰链机构；所述对折面张开构成干冷气流通道；所述铰链机构包括分布于两侧的第一合页和第二合页；所述第一合页和第二合页上端与上安装轴铰接，下端与下安装轴铰接；所述上安装轴两端与固定杆连接；所述下安装轴两端与连杆连接；所述连杆两端连接升降驱动机构。本发明可消除冷却塔在低温环境运行发生的羽雾现象，具有节水效果，且成本较低，消雾效果好。

Description

一种横流式节水消雾冷却塔

技术领域

本发明属于冷却塔技术领域，具体为一种横流式节水消雾冷却塔。

背景技术

冷却塔运行时，进入冷却塔的空气与冷却水在塔内进行热湿交换，冷却水的温度降低，并由于蒸发现象丧失部分水分；空气温度升高并吸收蒸发的水蒸气，达到或接近饱和状态，排出到空气中，在冬季这种表象最明显，冷却塔发生羽雾现象。羽雾现象对人类生活的干扰，比如附近的环境被烟雾笼罩，周围地面结冰、周围空气的湿度。横流式冷却塔作为一般民用冷却塔，普遍应用于居民社区、医院、酒店、商场等，相对而言它是离人们的生活更近的一类冷却塔，论在环境改善方面任何一点点的进步对人们的生活都是很重要的。

在2018年由中国工程建设协会所颁布的《消雾节水型冷却塔验收测试规程》中规定：出塔空气掺混系数合格标准为不低于85％，目前横流式冷却塔的产品中，要实现消雾功能，结构较为复杂，与普通冷却塔相比而言成本是高昂的，因此在市场竞争中不具有较好的竞争力，严重阻碍行业的发展。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种横流式节水消雾冷却塔，它可消除冷却塔在低温环境运行发生的羽雾现象，具有节水效果，与现有的多种技术方案比较，本发明所采用的技术措施更加容易实现，成本较低，调节灵活，消雾效果好。

一种横流式节水消雾冷却塔，包括设置在播水盆下方的呈间隔排列的填料，相邻填料之间的间隙构成湿热气流通道；所述填料的宽度大于播水盆的宽度；每片填料对折构成倒U型，对折面相互重叠贴合；所述对折面之间安装有用于控制对折面张开的铰链机构；所述对折面张开构成干冷气流通道；所述铰链机构包括分布于两侧的第一合页和第二合页；所述第一合页和第二合页上端与上安装轴铰接，下端与下安装轴铰接；所述上安装轴两端与固定杆连接；所述下安装轴两端与连杆连接；所述连杆两端连接升降驱动机构。

作为上述技术方案的进一步改进：所述升降驱动机构为电动推杆或气缸或油缸或丝杠机构。

作为上述技术方案的进一步改进：所述对折面上设置有外凸结构，形成安装通道；所述铰链机构设置在安装通道内。

作为上述技术方案的进一步改进：所述湿热气流通道的出风口方向设置有随干冷气流通道的宽度变化而自动张合的导风装置；所述导风装置通过连杆的移动来控制开合度。

作为上述技术方案的进一步改进：所述导风装置包括U型架和竖直设置的安装轴；所述安装轴上设置有导风板；所述U型架的两端头分别与对应的导风板铰接；所述U型架尾部设置有滑轴，滑轴穿过安装杆上的滑孔设置，滑轴尾端设置滑轮；所述安装杆和安装轴的上下两端与塔体连接；所述连杆上设置有驱动滑轴移动的挤压块。

作为上述技术方案的进一步改进：所述U型架为弹性支架。

作为上述技术方案的进一步改进：所述挤压块上设置有斜面，所述滑轮在斜面上移动。

作为上述技术方案的进一步改进：所述斜面位于挤压块的外侧面；所述滑轴上设置有弹簧。

作为上述技术方案的进一步改进：所述挤压块为钩体状；所述斜面位于挤压块的钩体内侧面。

作为上述技术方案的进一步改进：所述填料上设置有朝向湿热气流通道方向的凸起；所述湿热气流通道两侧的凸起上下相互交错设置；所述凸起的上侧面为斜面或圆弧凹面。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、在本发明所采用的技术措施中，低湿度气流与高湿度气流是以薄片状在塔内相遇混合的，两股气流的渗混均匀程度更优异，本发明所采用的铰链机构，能根据不同的工况很方便的控制折叠填料的开合度，结构简单，易于实现，本发明所涉产品成本低，比较具有市场竞争力。

2、根据冷却塔运行的环境及需求，在冬季，冷却塔需要按消雾运行时，通过控制伺服电机转动，在连杆机构的带动下，穿插大折叠填料片之前的铰链机构下合叶转动，从而是把贴合在一起的折叠填料片挤压分开，分开后所形成的气流通道因上方是封闭的，冷却塔的喷淋水不会进入此通道，在风机的引风作用下，外界环境中的干冷气流则由此通过进入冷却塔内部，并且在通过的过程中，与填料另一侧的喷淋水以填料片为介质进行热交换，再与另一侧无水区的湿热气流以填料片为介质进行热交换，在出填料通道进入塔体内部时温度升高而绝对湿度不变，而此时填料另一侧的气流先直接与水接触，温度和湿都增加，现与另一侧的干温度低低的气流通以填料为介质进行热交换，部分水分被冷凝，再流出填料片，两股气在出填料后相遇、混合，我们可以理解为非消雾的冷却塔出填料后的气流为饱湿热气流，绝对湿度高和相对湿度高，此时引入了另一股绝对湿对和相对湿度远低于此的气流，从而稀释了饱和湿热气流量的单位体积含水量，降低了相对湿对，另外在湿热气流流出填料片的过程，部分水分被冷凝了，如此使冷却塔达到节水消雾的功效。

在本技术方案中采用的开合机构，除了使冷却达到消雾功效外，它还对可以根据不同环境工况进行调节，通过它调节填料的开合度，进而调节与水接触的气流和不与水接触的气流的量，相比其它技术更具优越性。

3、在湿热空气通道的出风口方向对应设置的导风装置在张开后形成V型导风板，可以使得湿热空气通道的湿热空气向两侧流动与干冷空气加快混合，从而提高混合均匀性，进一步降低相对湿度，提高消雾效果。且导风板的张开度可以随着连杆的移动距离而变化的，随着干冷气流通道的宽度增加，导风板的张开度自动增加，随着干冷气流通道的宽度变窄时，导风板的张开度自动缩小，实现对湿热空气的自动适量导流，确保达到最佳消雾效果。当干冷空气通道合拢后，导风板收拢，不会影响非消雾工况下的通风量。

4、在冷却塔夏季正常运行工况，通过伺服电机的调整，使穿插在折叠填料片之间的合叶片均在垂直状态，对其左右两侧的填料无施加的挤压力，在冷却塔运行时，喷淋水淋在对折填料的外侧面形成水膜，水膜重量作用下使用填料受向下的拉力而保持垂直，填料两折叠面贴合在一起，此时即为普通冷却塔工况。

附图说明

图1为本发明的冷却塔结构示意图。

图2为图1中局部B放大结构示意图。

图3为图1中局部C放大结构示意图。

图4为本发明中填料的结构示意图。

图5为图4中局部A放大结构示意图。

图6为铰链机构的端面结构示意图。

图7为铰链机构在安装通道内张开时的结构示意图。

图8为填料上设置有凸起的结构示意图。

图9为填料的出风口方向设置有收拢的导风装置的俯视示意图。

图10为图9中局部D放大结构示意图。

图11为图10中的导风装置收拢状态的侧面结构示意图。

图12为填料的出风口方向设置有张开的导风装置的俯视示意图。

图13为图12中局部E放大结构示意图。

图14为图13中的导风装置张开状态的侧面结构示意图。

图15为另一种实施例结构的导风装置收拢时侧面结构示意图。

图16为图15中的导风装置张开时侧面结构示意图。

图17为为消雾节水过程焓湿图。

图中：1、塔体；2、播水盆；3、填料；31、外凸结构；32、安装通道；33、凸起；34、湿热气流通道；35、干冷气流通道；4、铰链机构；41、上安装轴；42、第一合页；43、第二合页；44、下安装轴；5、升降驱动机构；6、固定杆；7、导风装置；71、导风板；72、安装轴；73、U型架；74、滑轴；75、滑轮支架；76、滑轮；77、斜面；78、弹簧；8、挤压块；9、安装杆；10、连杆；11、集水盆。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-16所示，作为本发明优选的一个实施例，一种横流式节水消雾冷却塔，包括设置在播水盆2下方的呈间隔排列的填料3，相邻填料3之间的间隙构成湿热气流通道34；所述填料3的宽度大于播水盆2的宽度；每片填料3对折构成倒U型，对折面相互重叠贴合；所述对折面之间安装有用于控制对折面张开的铰链机构4；所述对折面张开构成干冷气流通道35；所述铰链机构4包括分布于两侧的第一合页42和第二合页43；所述第一合页42和第二合页43上端与上安装轴41铰接，下端与下安装轴44铰接；所述上安装轴41两端与固定杆6连接；所述下安装轴44两端与连杆10连接；所述连杆10两端连接升降驱动机构5。

通常，每片填料3个体在冷却塔进风面上以18-40mm的间隔排列安装，填料3的宽度大于播水盆2的宽度，一般超出部分范围为500mm-1000mm，填料超播水盆宽度的部分在冷却塔内部方向上。

其中，填料3分布在塔体1的两侧，在填料3的上方设置有播水盆2，在塔体1底部设置有集水盆11，填料3位于播水盆2下方。播水盆2内的喷淋水通过喷头均匀喷洒到填料3上方，然后进入到湿热气流通道34内，在填料3上进行冷却后再流入到集水盆11内。每片填料3上设置有不少于2个的铰链机构4，确保填料3的对折面张开后形成的干冷气流通道稳定性。

在上述实施例的基础上进一步优化：所述升降驱动机构5为电动推杆或气缸或油缸或丝杠机构。如图2所示，电动推杆竖直安装在塔体1外壁上，电动推杆伸缩时，带动连杆10上下升降。

在上述实施例的基础上进一步优化：所述对折面上设置有外凸结构31，形成安装通道32；所述铰链机构4设置在安装通道32内。如图4-5所示，填料3的两个对折面上对称设置有外凸结构31，使得对折面之间形成安装通道32，将铰链机构4穿插在安装通道32内，当铰链机构4收拢时，确保两个对折面贴合在一起；当铰链机构4张开时，两个对折面张开，形成干冷气流通道。

在上述实施例的基础上进一步优化：所述湿热气流通道34的出风口方向设置有随干冷气流通道35的宽度变化而自动张合的导风装置7；所述导风装置7通过连杆10的移动来控制开合度。导风装置7用于对从湿热气流通道34中出来的湿热气流进行导向作用，将湿热气流导向到与干冷气流发生碰撞混合。连杆10既能控制导风装置7的张开角度，同时又能控制填料对折面的张开宽度。

在上述实施例的基础上进一步优化：所述导风装置7包括U型架73和竖直设置的安装轴72；所述安装轴72上设置有导风板71；所述U型架73的两端头分别与对应的导风板71铰接；所述U型架73尾部设置有滑轴74，滑轴74穿过安装杆9上的滑孔设置，滑轴74尾端设置滑轮76；所述安装杆9和安装轴72的上下两端与塔体1连接；所述连杆10上设置有驱动滑轴74移动的挤压块8。

如图9-16所示，安装轴72竖直安装在湿热气流通道34的出风口方向，两片导风板71铰接设置在同一根安装轴72上；或者每个湿热气流通道34出风口方向竖直设置有两根安装轴72，每根安装轴72上铰接设置有一片导风板71；U型架73两端头与对应导风板71外壁铰接相连；当U型架73前后移动时，带动两片导风板71张开合拢运动；U型架73尾端的滑轴74插入在安装杆9上的滑孔内，安装杆9上下两端与塔体1固定；连杆10上均匀安装有挤压块8，挤压块8数量与导风装置7数量一致。

在上述实施例的基础上进一步优化：所述U型架73为弹性支架。U型支架73采用弹性材料，可以使得U型架73的两端头张开后能够复位；确保两块导风板71能够稳定的张开和收拢。

在上述实施例的基础上进一步优化：所述挤压块8上设置有斜面77，所述滑轮76在斜面77上移动。如图9-16所示，通过斜面77的上下升降运动，来推动滑轮76在水平面内前后移动，从而驱动U型架73在水平面内前后移动，从而驱动两片导风板71张开与合拢。

在上述实施例的基础上进一步优化：所述斜面77位于挤压块8的外侧面；所述滑轴74上设置有弹簧78。

如图15所示，为导风装置7的一种实施例结构，连杆10处于下降状态时，滑轮76受挤压块8的挤压，推动滑轴74往前移动，从而带动两片导风板收拢。

如图16所示，当连杆10上升时，挤压块8上升，滑轴74在弹簧78的弹力作用下往后移动，U型架73拉动两片导风板71张开。

在上述实施例的基础上进一步优化：所述挤压块8为钩体状；所述斜面77位于挤压块8的钩体内侧面。

如图10-14所示，为导风装置的另一种实施例结构，连杆10处于下降状态时，挤压块8下降，滑轮76在斜面77上往前移动，使得滑轴74往前移动，U型架73推动两片导风板收拢。

当连杆10上升时，挤压块8上升，滑轮76受到斜面77的挤压力移动，使得滑轴74往后移动，U型架73拉动两片导风板张开。

在上述实施例的基础上进一步优化：所述填料3上设置有朝向湿热气流通道34方向的凸起33；所述湿热气流通道34两侧的凸起33上下相互交错设置；所述凸起33的上侧面为斜面或圆弧凹面。

凸起33可以使得进入湿热气流通道34内的湿热水流沿着填料3往下流动时，可以自动跳到对面的填料片上，因此，使得湿热水流在湿热气流通道34内往复的在填料片上跳动，从而提高湿热水流的冷却效果。

本发明具体工作原理：

通过对冷却填料的特殊设计，使该填料能对折重叠，且本技术采用的填料宽度远大于播水盆宽度，即冷却塔运行时总是有部分填料超出淋水范围的，安装时填料对折边在上，填料超播水盆宽度的部分在冷却塔内部方向上。

本发明的产品设计有铰链机构，可以通过控制该机构，进而使对折重叠的填料按需求张开或闭合，冬季需消雾节水工况运行时，控制铰链机构，使其张开，因对折边在上，填料上方喷淋下的循环水不会流到对折填料内侧面，故在对折填重叠填料张开时，外界环境的干冷气流通过张开的所形成的通道而不与冷却塔喷淋水接触，但该气流以填料片为介质与另一侧的喷淋水、湿热气流先后发生热交换，该股气流在此过种温度升高，绝对湿度不发生改变，因填料宽度大于播水盆宽度，与喷淋水接触的气流通过播水盆淋水范围后，仍然还在填料区域内时与另一侧的气流以填料为介质发生热交换，湿热气流被降温冷凝，进而达到消节水的功效。两股气流通过填料流出后相遇，进而混合，混合气流的相对湿度和绝对湿度都比所述湿热气流要低的，达到消雾的功效。

消雾模式：通过升降驱动机构5控制下安装轴44上升，从而使得第一合页42和第二合页43分别向两侧凸起，使得每块填料3的两个对折面张开形成干冷气流通道35；外界环境中的干冷气流由此通过进入冷却塔内部，在通过的过程中，干冷气流与相邻湿热气流通道34内的湿热气流以填料3为介质进行热交换，降低了相对湿度，达到消雾目的。

两个对折面同时向两侧张开，使得湿热气流通道形成上宽下窄的结构，因此喷淋水在沿着填料表面向下流动时，流速会相对变慢，进而可以延长喷淋水与填料片的热交换时间，提高冷却效果的同时，进一步提高消雾效果。

如图17所示，气流151为外界干冷空气状态,气流222为外界干冷空气通过填料有水通道且处于播水盆下方的有喷淋水区域后的状态，在图示上可看到它是接近100％的饱和状态，气流192为外界干冷空气通过填料无水通道且处于播水盆下方区域后的状态，干冷空气在通过填料无水通道处于播水盆下方区域的过程中发生了热交换，温度升高，绝对湿度不变，相对温度降低。气流222通过播水盆正下方以外的区域时，气流192也同时通过播水盆正下方以外的区域。两股气流在通过此区域的过程中，以填料为介质发生热交换。气流222通过后变为气流233，气流192通过后变为气流203。气流233与气流203在冷却塔内部混合为气流244。气流244排出冷却塔外与外界干冷气流151相遇，混合为气流255。在此过程中，气流222转变为233状态时，发生了冷凝，实现节水的功效。气流244为非饱和状态，其温度、相对湿度、绝对温度均低于气流222及233，与外界干冷空气混合时不会达到饱和状态，进而达到消雾的目的。

消雾效果调节：通过升降驱动机构5控制下安装轴44上升的距离，从而控制填料3的两个对折面张开的角度，进而调节与水接触的气流和不与水接触的气流的量。

消雾与非消雾的交替运行：持续升降驱动机构5上下运动，从而使得干冷气流通道35持续的张开合拢。

非消雾模式：通过升降驱动机构5控制下安装轴44下降，从而使得第一合页42和第二合页43向中间收拢，使得填料3的对折面处于合拢状态，喷淋水淋在对折填料的外侧面形成水膜，水膜重量作用下使用填料受向下的拉力而保持垂直，填料两对折面贴合在一起。

在湿热空气通道的出风口方向对应设置的导风板装置在张开后形成V型导风板，可以使得湿热空气通道的湿热空气向两侧流动与干冷空气加快混合，从而提高混合均匀性，进一步降低相对湿度，提高消雾效果。且导风板的张开度可以随着连杆的上下移动高度而变化，随着干冷气流通道的宽度增加，导风板的张开度自动增加，随着干冷气流通道的宽度变窄时，导风板的张开度自动缩小，实现对湿热空气的自动适量导流，确保达到最佳消雾效果。当干冷空气通道合拢后，导风板收拢，不会影响非消雾工况下的通风量。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种横流式节水消雾冷却塔，包括设置在播水盆(2)下方的呈间隔排列的填料(3)，相邻填料(3)之间的间隙构成湿热气流通道(34)；其特征在于，所述填料(3)的宽度大于播水盆(2)的宽度；每片填料(3)对折构成倒U型，对折面相互重叠贴合；所述对折面之间安装有用于控制对折面张开的铰链机构(4)；所述对折面张开构成干冷气流通道(35)；所述铰链机构(4)包括分布于两侧的第一合页(42)和第二合页(43)；所述第一合页(42)和第二合页(43)上端与上安装轴(41)铰接，下端与下安装轴(44)铰接；所述上安装轴(41)两端与固定杆(6)连接；所述下安装轴(44)两端与连杆(10)连接；所述连杆(10)两端连接升降驱动机构(5)。

2.根据权利要求1所述的一种横流式节水消雾冷却塔，其特征在于，所述升降驱动机构(5)为电动推杆或气缸或油缸或丝杠机构。

3.根据权利要求1所述的一种横流式节水消雾冷却塔，其特征在于，所述对折面上设置有外凸结构(31)，形成安装通道(32)；所述铰链机构(4)设置在安装通道(32)内。

4.根据权利要求1所述的一种横流式节水消雾冷却塔，其特征在于，所述湿热气流通道(34)的出风口方向设置有随干冷气流通道(35)的宽度变化而自动张合的导风装置(7)；所述导风装置(7)通过连杆(10)的移动来控制开合度。

5.根据权利要求4所述的一种横流式节水消雾冷却塔，其特征在于，所述导风装置(7)包括U型架(73)和竖直设置的安装轴(72)；所述安装轴(72)上设置有导风板(71)；所述U型架(73)的两端头分别与对应的导风板(71)铰接；所述U型架(73)尾部设置有滑轴(74)，滑轴(74)穿过安装杆(9)上的滑孔设置，滑轴(74)尾端设置滑轮(76)；所述安装杆(9)和安装轴(72)的上下两端与塔体(1)连接；所述连杆(10)上设置有驱动滑轴(74)移动的挤压块(8)。

6.根据权利要求5所述的一种横流式节水消雾冷却塔，其特征在于，所述U型架(73)为弹性支架。

7.根据权利要求5所述的一种横流式节水消雾冷却塔，其特征在于，所述挤压块(8)上设置有斜面(77)，所述滑轮(76)在斜面(77)上移动。

8.根据权利要求7所述的一种横流式节水消雾冷却塔，其特征在于，所述斜面(77)位于挤压块(8)的外侧面；所述滑轴(74)上设置有弹簧(78)。

9.根据权利要求7所述的一种横流式节水消雾冷却塔，其特征在于，所述挤压块(8)为钩体状；所述斜面(77)位于挤压块(8)的钩体内侧面。

10.根据权利要求1所述的一种横流式节水消雾冷却塔，其特征在于，所述填料(3)上设置有朝向湿热气流通道(34)方向的凸起(33)；所述湿热气流通道(34)两侧的凸起(33)上下相互交错设置；所述凸起(33)的上侧面为斜面或圆弧凹面。

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