CN101435663A - 一种逆流传热漩流二次雾化引风冷却塔 - Google Patents
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Abstract
一种逆流传热漩流二次雾化引风冷却塔，塔体下端设有集水池，集水池上方设有均布风导流板，集水池底部中心位置设有冷水排水管，进水管设置在塔体上方，与水平布水管连接，水平布水管上连接有漩流引风雾化喷头，漩流雾化喷头下方设有二次雾化整流器，塔体上端设有排风筒，排风筒内设有引风机，排风筒底部和水平布水管之上，设置有收水器。由于采用了热水漩流雾化从冷却塔上方冷却下落，与空气的流动方向相反，使得该流动传热方式在相同的工况下具有比喷头向上喷射更大的传热温差。本发明冷却效果稳定，强化了传热传质的效果，低噪声，可提高冷却效率达30％以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种逆流传热漩流二次雾化引风冷却塔，具体涉及一种无填料、漩流雾化喷嘴由上向下喷射、并且通过二次雾化整流器强化雾化传热传质的冷却塔，应用于中央空调、化工以及电厂的水冷却设备。
背景技术
冷却塔作为一种排除废热的装置，广泛地应用于工业生产中和中央空调设备中，无论制冷或供热将产生大量无用废热，常采用各种型式的冷却塔将这部分废热排放到大气中。现有无填料冷却塔通常采用的是将雾化喷嘴布置在冷却塔底部，将热水通过底部布水管后喷射向上，使空气增热增湿带走热水的热量，以此达到热水降温目的。但是该种形式的冷却塔具有以下缺点：
1.通常从雾化喷嘴喷射出的热水粒径大小不一，从而影响到整体雾化水的比表面积；
2.由于是从冷却塔底部向上喷射，水滴的传热过程是首先与进塔空气顺流，当水滴到达顶部后通过重力作用下落，此时与空气方向逆流，该种先顺流后逆流的传热传质模式具有较长的雾滴行程，但是由于进塔的空气同时和向上和向下的水滴进行混流传热传质，焓差动力减弱影响整体的传热温差；
3.尤其是在高淋水密度时，从上面下落的已经被冷却水滴和刚从喷嘴喷出的水滴混和直接落入集水池，使得相当部分的热水没有经过热交换从而影响整体的冷却温差；
4.现有的无填料冷却塔中，通常存在着壁流较为严重，从而导致冷却塔整体的冷却效率的下降。
发明内容
本发明公开了一种逆流传热漩流二次雾化引风冷却塔，该冷却塔可通过二次雾化，以均匀水滴的直径，提高淋水的均匀性；克服现有技术雾化喷射出的热水粒径大小不一，混流传热传质影响整体传热温差和冷却温差，从而导致冷却塔整体冷却效率下降等弊端。本发明由于热水漩流雾化从冷却塔上方冷却下落，与空气的流动方向相反，在相同的工况下具有比喷头向上喷射更大的传热温差，且逆流传热整体冷却效果稳定，不仅低噪声，而且强化了传热传质的效果，提高了冷却塔的冷却效率。
一种逆流传热漩流二次雾化引风冷却塔，其特征在于：包括塔体，在塔体下端设有集水池，集水池上方设有均布风导流板，在集水池底部中心位置设有冷水排水管，进水管设置在塔体上方，与同时设置在塔体上方的水平布水管连接，在水平布水管上连接有漩流引风雾化喷头，在漩流引风雾化喷头下方设有二次雾化整流器，在塔体上端设有排风筒，在排风筒内设有引风机，在排风筒底部和水平布水管之上，设置有收水器。
所述的二次雾化整流器位于漩流引风雾化喷头下方100—500mm，采用厚度为10—30mm的不锈钢片、铝片或工程塑料，制成正四边形或正六边形镂空的蜂窝板。通过该二次雾化整流器进一步将雾化水滴粒径降低，增加比表面积，强化散热。
所述的均布风导流板至少设置两层，每层均布风导流板由塔内遮板和塔外斜板组成，塔外斜板的长度由下而上每一层增加10—30mm，塔外斜板的进风角由水平夹角00开始，由下而上每一层增加150，塔内遮板长度从上而下依次增加10—20mm。
所述的漩流引风雾化喷头其结构为：漩流腔自上而下依次与漩流收缩腔、渐缩喷管、喷嘴出口连通，喷嘴出口与渐扩喷管连接，喷嘴出口四周设有喷嘴引风孔和遮水沿；漩流进水管与漩流腔的侧壁，呈切线方向连接。
所述的漩流引风雾化喷头为左漩流引风雾化喷头与右漩流引风雾化喷头交替布置。
本发明由于在水平布水管上交替布置有左漩流引风雾化喷头和右漩流引风雾化喷头，消除了局部的空气“空洞”，防止空气的短路现象，所设计的漩流引风雾化喷头，具有良好的雾化效果，由于采用了热水漩流雾化从冷却塔上方冷却下落，与空气的流动方向相反，使得该流动传热方式在相同的工况下具有比喷头向上喷射更大的传热温差。本发明逆流传热整体冷却效果稳定，强化了传热传质的效果，低噪声，提高了冷却塔的冷却效率达30％以上，在淋水密度10t/m3时，冷却效率可以达到70％以上。
附图说明
图1为一种逆流传热漩流二次雾化引风冷却塔结构示意图；
图2为左漩流引风雾化喷头结构示意图；
图3为二次雾化整流器止六边形镂空状结构示意图；
图4为二次雾化整流器正四边形镂空状结构示意图。
1.冷水排水管，2.集水池，3.均布风导流板，4.塔体，5.二次雾化整流器，6.漩流引风雾化喷头，7.水平布水管，8.进水管，9.收水器，10.引风机，11.排风筒，12.漩流腔，13.漩流收缩腔，14.渐缩喷管，15.喷嘴出口，16.渐扩喷管，17.喷嘴引风孔，18.遮水沿，19.漩流进水管。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明相似的结构变化，均应列入本发明的保护范围。
一种逆流传热漩流二次雾化引风冷却塔，其结构如图1所示，由冷水排水管1、集水池2、均布风导流板3、塔体4、二次雾化整流器5、漩流引风雾化喷头6、水平布水管7、进水管8、收水器9、引风机10和排风筒11组成。
在塔体4下端设有集水池2，集水池上方设有均布风导流板3，在集水池2底部中心位置设有冷水排水管1，进水管8设置在塔体上方，与同时设置在塔体上方的水平布水管7连接，在水平布水管7上连接有漩流引风雾化喷头6，在漩流雾化喷头下方设有二次雾化整流器5，在塔体4上端设有排风筒11，在排风筒11内设有引风机10，在排风筒11底部和水平布水管7之上，设置有收水器9。在降低整体冷却塔空气阻力的同时，降低失水率；收水器9采用三维立体收水器。
本实施例均布风导流板3设置四层，每层均布风导流板由塔内遮板和塔外斜板组成，塔外斜板的长度由下而上每一层增加10—30mm，塔外斜板的进风角由水平夹角00开始，由下而上每一层增加150，塔内遮板长度从上而下依次增加10—20mm。
二次雾化整流器5位于漩流引风雾化喷头6下方100—500mm，采用厚度为10—30mm的不锈钢片、铝片或工程塑料，可制成正六边形镂空的蜂窝板，如图3所示；也可制成正四边形镂空的蜂窝板，如图4所示；通过该二次雾化整流器5进一步将雾化水滴粒径降低，增加比表面积，强化散热。
漩流引风雾化喷头6其结构如图2所示：漩流腔12自上而下依次与漩流收缩腔13、渐缩喷管14、喷嘴出口15连通，喷嘴出口15与渐扩喷管16连接，喷嘴出口15四周设有喷嘴引风孔17和遮水沿18；喷嘴引风孔17直径为1—3mm，数量为12—60个，引风流动方向与喷嘴水流喷出方向垂直，用以保证雾化均匀性防止喷嘴的中空现象发生，遮水沿18高度为3—10mm以对应不同的扩散角度，其扩散角度为0—200以对应不同的雾化二次引入空气量，喷嘴出口15与喷嘴引风孔17和遮水沿18组合控制扩散角度和淋水均匀性，对应不同的水质；漩流引风雾化喷头6材料采用工程塑料或者不锈钢。
漩流进水管19与漩流腔12的侧壁，呈切线方向连接。漩流引风雾化喷头6为左漩流引风雾化喷头与右漩流引风雾化喷头交替布置。所述的左漩流引风雾化喷头是指漩流进水管19从漩流腔12的左侧壁与漩流腔呈切线方向连接，俯视水流为顺时针方向旋转，所述的右漩流引风雾化喷头是指漩流进水管19从漩流腔12的右侧壁与漩流腔呈切线方向连接，俯视水流为逆时针方向旋转，两种喷头交替安装，以消除局部的空气“空洞”，防止空气的短路现象。
工作时，热水通过进水管8、水平布水管7经漩流进水管19进入左旋或右旋漩流引风雾化喷头6，在漩流进水管的热水沿切线方向进入漩流腔12后，进口处的热水具有较大的曲率半径，随着热水向漩流腔12的中心流动，根据角动量守恒原理，半径越小，其切线速度越大，在进入渐缩喷管14、渐扩喷管16时具有较高的旋转速度，较高的切线旋转速度有利于水滴克服表面张力形成较小的雾化粒径。在喷管的出口形成负压区，下端设计了喷嘴引风孔17，通过下部的补风，强化水滴的雾化，引风机10的风使雾化的水滴快速冷却，同时由于喷嘴引风孔17的空气流动方向是向中心引风，与出水方向相交，一方面强化传热交换，另一方面使得部分水滴落在中心区域，缓解了雾化喷嘴中空现象。均布风导流板3增强了冷却塔中心部位的空气流量，使得冷却塔中心区域和四周区域的风量更加均衡，强化了传热传质的效果，提高了冷却效率。为了更为有效地控制热水的扩散角度和气水比，在喷嘴出口的四周布置了遮水沿18，通过遮水沿18可以控制雾化角度，并且可以减少了壁流现象的发生。
Claims (5)
1.一种逆流传热漩流二次雾化引风冷却塔，其特征在于：在塔体(4)下端设有集水池(2)，集水池上方设有均布风导流板(3)，在集水池(2)底部中心位置设有冷水排水管(1)，进水管(8)设置在塔体上方，与同时设置在塔体上方的水平布水管(7)连接，在水平布水管(7)上连接有漩流引风雾化喷头(6)，在漩流雾化喷头下方设置有二次雾化整流器(5)，在塔体(4)上端设置有排风筒(11)，在排风筒(11)内设置有引风机(10)，在排风筒(11)底部和水平布水管(7)之上，设置有收水器(9)。
2.根据权利要求1所述的一种逆流传热漩流二次雾化引风冷却塔，其特征在于：所述的二次雾化整流器(5)位于漩流引风雾化喷头(6)下方100—500mm之间，采用厚度为10—30mm的不锈钢片、铝片或工程塑料，制成正四边形或正六边形镂空的蜂窝板。
3.根据权利要求1所述的一种逆流传热漩流二次雾化引风冷却塔，其特征在于：所述的均布风导流板(2)至少设置两层，每层均布风导流板由塔内遮板和塔外斜板组成，塔外斜板的长度由下而上每一层增加10—30mm，塔外斜板的进风角由水平夹角0°开始，由下而上每一层增加15°，塔内遮板长度从上而下依次增加10—20mm。
4.根据权利要求1所述的一种逆流传热漩流二次雾化引风冷却塔，其特征在于：所述的漩流引风雾化喷头(6)其结构为：漩流腔(12)自上而下依次与漩流收缩腔(13)、渐缩喷管(14)、喷嘴出口(15)连通，喷嘴出口(15)与渐扩喷管(16)连接，喷嘴出口(15)四周设有喷嘴引风孔(17)和遮水沿(18)；漩流进水管(19)与漩流腔(12)的侧壁，呈切线方向连接。
5.根据权利要求1所述的一种逆流传热漩流二次雾化引风冷却塔，其特征在于：所述的漩流引风雾化喷头(6)为左漩流引风雾化喷头与右漩流引风雾化喷头交替布置。
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