CN116608723A - 一种螺旋流道式冷却水塔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冷却塔领域，具体涉及一种螺旋流道式冷却水塔。其包括筒体、换热盘管、喷淋水管和收水器；换热盘管设置于筒体内部，热废水在换热盘管内循环流动；喷淋水管位于换热盘管的上方且能够向换热盘管喷洒冷却水；收水器用于阻碍筒体内部的至少部分水滴从筒体顶部的出风口排出。本发明通过设置进风结构，使外界风切向进入并在筒体内部螺旋流动，水蒸气和水滴在螺旋气流的离心作用下分层，至少部分水滴被螺旋气流产生的离心力甩至筒体的内侧壁面，然后沿筒体的内侧壁面直接滑落至集水仓，减少热风中裹挟的冷却水，进而减小从收水器出去的冷却水，提高冷却水的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及冷却塔领域，具体涉及一种螺旋流道式冷却水塔。
背景技术
冷却塔主要应用于空调冷却系统、冷冻、注塑、制革、发泡、发电、汽轮机、铝型材加工、空压机、工业水冷却等领域，应用最多的为空调冷却、冷冻、塑胶化工行业。冷却塔的作用是将携带废热的热废水在塔体内部与空气等介质进行热交换，使废热传输给空气并散入大气中。冷却塔是利用空气同水的直接或间接接触，以水为循环冷却剂，从系统中吸收热量并排放至大气中，从而降低塔内空气温度，使热废水循环利用的设备。
为保证热废水的净化程度，现有技术中采用闭式结构的冷却塔对热废水进行冷却，例如授权公告号为CN 111380375 B的中国专利文献就公开了一种闭式冷却塔，该冷却塔中热废水在盘管内传输，通过喷淋结构对盘管进行喷淋，冷却水和循环风共同对盘管进行冷却，最终饱和热风从出风口排出，冷却水在出风口被收水除雾器拦截，回流至集水箱收集，以此使得热废水不直接与冷却水或者空气直接接触，进而避免热废水二次污染。但是上述闭式冷却塔的方案中，收水除雾器对冷却水的拦截效率较低，导致过多的冷却水随饱和热风排出，造成冷却水的浪费，同时饱和热风中夹杂过多冷却水不利于排风，影响冷却效率。
发明内容
根据现有技术的不足之处，本发明提出了一种螺旋流道式冷却水塔，该螺旋流道式冷却水塔能够极大的提高冷却水的利用率且冷却效率高。
本发明的一种螺旋流道式冷却水塔采用如下技术方案：所述螺旋流道式冷却水塔包括：
筒体，筒体顶部具有出风口，筒体底部具有集水仓，筒体的侧壁设置有进风结构；外界风经进风结构切向进入筒体内部，并从出风口排出；
换热盘管，其设置于筒体内部，需要冷却的热废水从换热盘管的一端进入，冷却之后从换热盘管的另一端排出；
喷淋水管，其设置于筒体内部且位于换热盘管的上方，喷淋水管与集水仓连通且喷淋水管上设置有若干喷头，若干喷头能够向换热盘管喷洒冷却水；
收水器，其设置于筒体内部，收水器位于出风口下方且位于换热盘管和喷淋水管上方，收水器用于阻碍筒体内部的至少部分水滴从出风口排出。
可选地，换热盘管的下方设置有填料。
可选地，进风结构包括过滤板和导风板，过滤板垂直于筒体的侧壁，过滤板上具有若干滤孔以形成进风口，导风板呈弧形且向外拱起，导风板的一端与滤板远离筒体侧壁的一端连接、另一端与筒体的侧壁连接，筒体的侧壁设置有连通其内部以及进风结构的过风孔。
可选地，过滤板沿筒体的轴向从上至下其宽度逐渐增加。
可选地，收水器包括多个并列设置且相互连接的收水翅片，相邻两个收水翅片之间具有上下贯通的曲折通道。
可选地，换热盘管、喷淋水管和填料均倾斜设置于筒体内部，且倾斜方向为沿风的螺旋流向上端在前、下端在后。
可选地，换热盘管、喷淋水管和填料在筒体的圆周方向均布有多组。
可选地，筒体的外侧设置有喷淋水泵，喷淋水泵用于将集水仓内的水抽至喷淋水管。
可选地，筒体的顶部对应出风口处设置有风扇和电机，风扇与电机的输出轴连接以在电机的带动下转动。
可选地，集水仓上设置有补液口
本发明的有益效果是：本发明的一种螺旋流道式冷却水塔通过设置进风结构，使得外界风切向进入筒体内部，进而在筒体内部螺旋流动，水蒸气和水滴在螺旋气流的离心作用下分层，至少部分水滴被螺旋气流产生的离心力甩至筒体的内侧壁面，然后沿筒体的内侧壁面直接滑落至集水仓，减少热风中裹挟的冷却水，进而减小从收水器出去的冷却水，降低收水器的工作压力，提高冷却水的利用率，节约能源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
图1为本发明一种螺旋流道式冷却水塔的整体结构示意图；
图2为本发明一种螺旋流道式冷却水塔的正视图；
图3为图2中A-A剖视图；
图4为本发明一种螺旋流道式冷却水塔的俯视图；
图5为图4中B-B剖视图；
图6为本发明一种螺旋流道式冷却水塔的剖切立体图。
图中：100、筒体；101、电机；102、罩壳；104、风扇；105、排气腔；106、导风板；107、过滤板；109、支撑脚；110、支撑板；111、集水仓；201、喷淋水泵；202、上水管；2021、上水分管；203、进水管；2031、进水分管；204、出水管；2041、出水分管；205、喷淋水管；2051、喷淋总管；2052、喷淋分管；206、喷头；207、换热盘管；2071、第一换热总管；2072、第二换热总管；2073、换热分管；208、填料；209、收水器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图6所示，本发明的一种螺旋流道式冷却水塔包括筒体100、换热盘管207、喷淋水管205和收水器209。
筒体100顶部具有出风口，筒体100底部具有集水仓111，筒体100的侧壁设置有进风结构，外界风经进风结构切向进入筒体100内部，并从出风口排出。需要说明的是，本发明优选的筒体100为中空的圆筒结构，采用圆筒结构的筒体100通风阻力小，能够减小散热死角，节省能耗。
换热盘管207设置于筒体100内部，需要冷却的热废水从换热盘管207的一端进入，冷却之后从换热盘管207的另一端排出。也就是说，换热盘管207与产热主体（例如空调冷却系统）连通形成循环管路，通过冷却水塔的冷却实现热废水的循环使用。
喷淋水管205设置于筒体100内部且位于换热盘管207的上方，喷淋水管205与集水仓111连通且喷淋水管205上设置有若干喷头206，若干喷头206能够向换热盘管207喷洒冷却水。收水器209设置于筒体100内部，收水器209位于出风口下方且位于换热盘管207和喷淋水管205上方，收水器209用于阻碍筒体100内部的至少部分水滴从出风口排出。
需要说明的是，筒体100的外侧设置有喷淋水泵201，喷淋水泵201通过上水管202连通喷淋水管205，筒体100的顶部对应出风口处设置有风扇104和电机101，风扇104与电机101的输出轴连接以在电机101的带动下转动。筒体100上设置有进水管203和出水管204，进水管203的一端连通换热盘管207的其中一端，出水管204的一端连通换热盘管207的另一端，进水管203和出水管204的另一端与产热主体连接以形成循环管路。
使用时，产热主体产生的热废水经进水管203进入换热盘管207，启动电机101和喷淋水泵201，电机101带动风扇104转动将气流向上吹动，使筒体100内部产生负压，进而外界风从进风结构进入筒体100内部，并在进风结构的引导作用下形成螺旋气流并向上流动，最终从出风口排出。喷淋水泵201将集水仓111内的冷却水抽至喷淋水管205，喷淋水管205上的喷头206向换热盘管207喷洒冷却水。经过换热盘管207后，冷却水和空气被加热，部分冷却水蒸发产生水蒸气被饱和热风带出筒体100（因风被加热，热空气的水蒸气饱和度更高，能带走更多的水蒸气，散热效果更好），另一部分冷却水随热风上升至收水器209处，被收水器209拦截，进而向下落入集水仓111，集水仓111内的冷却水再次被喷淋水泵201抽至喷淋水管205，以此循环。能够理解的是，收水器209在拦截热风中的冷却水时，并不能确保实现百分百拦截，仍然会有部分冷却水滴被热风带走，造成冷却水的浪费，不断地补水会影响冷却效果，同时热风中裹挟冷却水影响排风，也会影响冷却效率。而本发明中，水蒸气和水滴在螺旋气流的离心作用下分层，至少部分水滴被螺旋气流产生的离心力甩至筒体100的内侧壁面，然后沿筒体100的内侧壁面直接滑落至集水仓111，减少热风中裹挟的冷却水，提高冷却效率，同时减小从收水器209出去的冷却水，一方面降低了收水器209的工作压力，另一方面提高冷却水的利用率，节约能源。进一步的，被甩至筒体100内侧壁的冷却水在气流的作用下蒸发吸热，对筒体100侧壁进行降温，使筒体100外部空气温度较低。
在进一步的实施例中，参照图5和图6，换热盘管207的下方设置有填料208，被加热的空气和水通过填料208并在填料208处水蒸发吸热，设置填料208能够增加散热量，延长冷却水停留时间，增加换热面积，增加换热量，提高冷却效率。在本实施例中，填料208采用石棉制成，在其他实施例中，填料208还可以采用水泥网格、塑料、玻璃钢、陶瓷等材料制成。
在进一步的实施例中，填料208包括多个并排连接的波纹板，相邻两个波纹板反向设置，进而使得两者相互靠近的波峰和波谷相接实现链接，相互远离的波峰和波谷之间形成通孔，通孔的延伸方向与喷头206的喷淋方向相同。在其他的实施例中，填料208还可以设置为六角蜂窝形（也就是填料208的通孔的截面形状为六边形）或其他形式的结构。
在进一步的实施例中，参照图1和图3，进风结构包括过滤板107和导风板106，过滤板107垂直于筒体100的侧壁，过滤板107上具有若干滤孔以形成进风口，导风板106呈弧形且向外拱起，导风板106的一端与滤板远离筒体100侧壁的一端连接、另一端与筒体100的侧壁连接，筒体100的侧壁设置有连通其内部以及进风结构的过风孔。在风扇104的作用下，外界风经过滤板107的滤孔进入，在导风板106的导向作用下经切向穿过过风孔，进入筒体100内部。因导风板106为弧形结构，进入筒体100内部的空气更加靠近筒体100的侧壁，也就是说进入筒体100内部的空气为筒体100侧壁周围的空气，而筒体100侧壁被螺旋气流甩至其上的水滴冷却，筒体100侧壁周围的空气被筒体100的侧壁冷却，因此使进入筒体100内部的空气温度更低，增加了散热效率。
在进一步的实施例中，参考图2，过滤板107沿筒体100的轴向从上至下其宽度逐渐增加，进而使得进风口下部的进风量大于其上部的进风量，由于下方的空气从下至上行程长，所以增加下方进风口的进风量，能够使得其带走更多的热量，进一步提高冷却效率。
在进一步的实施例中，参照图6，收水器209包括多个并列设置且相互连接的收水翅片，相邻两个收水翅片之间具有上下贯通的曲折通道，水蒸气经曲折通道排出，冷却水滴被收水翅片拦截，进而对水蒸气中混杂的冷却水进行收集。进一步的，收水器209还包括框架，框架包括外边框和设置于外边框内部的多个连接杆，收水翅片的两端与外边框连接，中间穿过连接杆以加强支撑，外边框与筒体100的内周壁连接以将收水器209固定于筒体100内部。
在进一步的实施例中，参照图5和图6，换热盘管207、喷淋水管205以及填料208均倾斜设置于筒体100内部，且倾斜方向为沿风的螺旋流向上端在前、下端在后，喷淋水管205和填料208均与换热盘管207平行设置，喷头206垂直指向换热盘管207。将换热盘管207、喷淋水管205和填料208以与外界风的进风向相同的方向倾斜设置，使得冷却水的喷洒方向与气流的螺旋方向相同，避免带有热量的水蒸气再次接触换热盘管207，增加散热效率。
在进一步的实施例中，换热盘管207、喷淋水管205和填料208在筒体100的圆周方向均布有多组，每一组中的换热盘管207均与进水管203和出水管204连通，每一组中的喷淋水管205均与上水管202连通；设置多组换热盘管207、喷淋水管205和填料208，可以提高冷却水塔的工作效率。
具体的，进水管203和出水管204环绕筒体100的外周壁设置，进水管203沿筒体100的圆周方向设置有多个进水分管2031，出水管204沿筒体100的圆周方向设置有多个出水分管2041，对应设置的一个进水分管2031和一个出水分管2041为一组且与相应的换热盘管207连通。
上水管202包括一段竖直管和与竖直管连通的绕设于筒体100外周壁的环形管，环形管上沿筒体100的圆周方向设置有多个上水分管2021，每一个上水分管2021与相应的喷淋水管205连通。
在进一步的实施例中，如图5所示，为使得本发明的螺旋流道式冷却水塔的结构排布更加紧凑合理，冷却效率更高，喷淋水管205包括喷淋总管2051和连通喷淋总管2051的喷淋分管2052，喷淋分管2052有多根且沿喷淋总管2051的延伸方向并排间隔设置，每一个喷淋分管2052上沿其延伸方向设置有多个喷头206，喷淋总管2051连通对应的上水分管2021。在其他的实施例中，喷淋水管205也可以采用单根水管多次弯折、一体成型的结构。
换热盘管207包括第一换热总管2071、第二换热总管2072以及换热分管2073，换热分管2073的两端分别连通第一换热总管2071和第二换热总管2072，换热分管2073有多根且沿第一换热总管2071和第二换热总管2072的延伸方向并排间隔设置，每个换热分管2073均曲线弯折，以延长流通路径，节约空间，第一换热总管2071和第二换热总管2072分别连通相应的一组进水分管2031和出水分管2041。在其他的实施例中，换热盘管207也可以采用单根水管多次弯折、一体成型的结构。
在进一步的实施例中，参照图6，筒体100的外周壁设置有支撑板110，支撑板110用于对进水管203、出水管204以及上水管202进行支撑。
在进一步的实施例中，为便于电机101的安装，筒体100的顶部设置有罩壳102，罩壳102为镂空结构以形成出风口，电机101安装于罩壳102的顶部中心，电机101的输出轴延伸至筒体100内部并于风扇104连接，为使得气体的流动更加的顺畅，筒体100安装风扇104的部分缩口设置形成排气腔105，便于筒体100内部的气体加速流出。
在进一步的实施例中，筒体100的下部连接有支撑脚109，支撑脚109用于将筒体100支撑于地面。
在进一步的实施例中，集水仓111上设置有补液口（图中未示出），补液口用于想集水仓111补充冷却水。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种螺旋流道式冷却水塔，其特征在于，所述螺旋流道式冷却水塔包括：
筒体，筒体顶部具有出风口，筒体底部具有集水仓，筒体的侧壁设置有进风结构；外界风经进风结构切向进入筒体内部，并从出风口排出；
换热盘管，其设置于筒体内部，需要冷却的热废水从换热盘管的一端进入，冷却之后从换热盘管的另一端排出；
喷淋水管，其设置于筒体内部且位于换热盘管的上方，喷淋水管与集水仓连通且喷淋水管上设置有若干喷头，若干喷头能够向换热盘管喷洒冷却水；
收水器，其设置于筒体内部，收水器位于出风口下方且位于换热盘管和喷淋水管上方，收水器用于阻碍筒体内部的至少部分水滴从出风口排出。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋流道式冷却水塔，其特征在于，换热盘管的下方设置有填料。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋流道式冷却水塔，其特征在于，进风结构包括过滤板和导风板，过滤板垂直于筒体的侧壁，过滤板上具有若干滤孔以形成进风口，导风板呈弧形且向外拱起，导风板的一端与滤板远离筒体侧壁的一端连接、另一端与筒体的侧壁连接，筒体的侧壁设置有连通其内部以及进风结构的过风孔。
4.根据权利要求3所述的一种螺旋流道式冷却水塔，其特征在于，过滤板沿筒体的轴向从上至下其宽度逐渐增加。
5.根据权利要求1所述的一种螺旋流道式冷却水塔，其特征在于，收水器包括多个并列设置且相互连接的收水翅片，相邻两个收水翅片之间具有上下贯通的曲折通道。
6.根据权利要求2所述的一种螺旋流道式冷却水塔，其特征在于，换热盘管、喷淋水管和填料均倾斜设置于筒体内部，且倾斜方向为沿风的螺旋流向上端在前、下端在后。
7.根据权利要求2所述的一种螺旋流道式冷却水塔，其特征在于，换热盘管、喷淋水管和填料在筒体的圆周方向均布有多组。
8.根据权利要求1所述的一种螺旋流道式冷却水塔，其特征在于，筒体的外侧设置有喷淋水泵，喷淋水泵用于将集水仓内的水抽至喷淋水管。
9.根据权利要求1所述的一种螺旋流道式冷却水塔，其特征在于，筒体的顶部对应出风口处设置有风扇和电机，风扇与电机的输出轴连接以在电机的带动下转动。
10.根据权利要求1所述的一种螺旋流道式冷却水塔，其特征在于，集水仓上设置有补液口。
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2023
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