專利名稱：噴霧冷卻裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于消除水的熱污染的噴霧冷卻裝置。
當前用于消除水的熱污染的水冷卻方式，有分隔式和直接式。直接式冷卻裝置主要有噴淋冷卻池(冷卻室或冷卻塔)和玻璃鋼冷卻塔兩種。噴淋冷卻池是通過噴淋將水變成小水滴狀，增大水與冷卻介質(空氣)的接觸面積來冷卻處理，在溫差較小時，冷卻效果好，但冷卻池占地大，造價高。玻璃鋼冷卻塔是水流經過具有較大表面積的波紋填料表面，形成水膜，以增大水與冷卻介質的接觸表面積，使水冷卻，并利用風扇使氣流吹過填料層，加快冷卻速度。因此冷卻效果較好，但耗能高，特別是用于污水冷卻時，會因污物堵塞填料而影響冷卻效果，而適用于冷卻處理的玻璃鋼冷卻塔造價高昂。
本發(fā)明的目的是設計一種利用水直接式冷卻原理，使少量的水霧化并氣化作為水冷卻的主要方式的噴霧冷卻裝置，該裝置具有造價低、占地小、耗能少、結構緊湊、又能適用于不含焦油等粘滯性物質的污水冷卻處理等特點。
本發(fā)明的噴霧冷卻裝置(見圖1)，主要有導風壁1、導風罩2、出風口3，進風口4和噴霧系統組成。噴霧系統包括泵5，噴頭7，噴管8和噴管架9組成。噴管8在保證相互間留有氣體通道的前提下排列密集，為改善冷卻條件，噴管架9在縱垂面可以呈等腰三角形布置，夾角A為90°～180°，噴管架9用鋼管制成，噴管8與鋼管聯通，噴管8頭部裝噴頭7。噴管架9鋼管的進水口與水泵5聯通。噴霧系統四周圍有一定高度的導風壁1，導風壁1的頂部蓋有導風罩2，導風罩上方敞開，裝有出風口3，導風罩2可以根據需要制成拱形，罩頂與水平面的夾角B為0～90°。導風壁1下部四周裝有進風口4，為防止經冷卻后下落的水滴外濺進風口4呈倒斜角布置，進風口4向上，進風口4的中心線與導風壁的夾角C為15°～60°。本發(fā)明的噴霧冷卻裝置可直接置于水池上，冷卻處理后的水直接下落池中，也可通過集水器回收后流回水池。需冷卻處理的熱污水，在水泵5的作用下，經噴管架鋼管、噴管8，最后從噴頭7噴出，噴頭7(見圖3、圖5)主要由壁夾角夾角B為30°～90°，下端裝有壓板13，壓板13為園形導板，外徑與旋流槽6外徑D2相等，通過螺釘15與噴頭芯12一起固定在噴頭前蓋11上。噴頭芯12錐孔小端直徑d可根據式(1)計算，噴頭套10內孔長L4可根據式(2)計算(1)d=10004Qπμ2gH]]>式中d－－噴頭芯錐孔小端直徑(mm)Q－－噴頭出口流量(m3／S)μ－－系數為0.5～0.8g－－自由落體加速度(9.8m／S)H－－噴頭出口壓力(以水柱高度m表示)(2) L4＝COS( (r)/2 )· (d1)/2 －h(huán)式中 L4－－噴頭套內孔長度(mm)r－－噴霧錐角(°)d1－－噴頭套內徑(mm)h＝3～4(mm)噴頭7也可以由噴頭上套16，噴頭芯17，旋流芯18和噴頭下套19組成(見圖5)。噴頭芯17前端為錐孔，錐孔小端直徑d可以根據式(1)計算，下端為園柱孔，園柱孔長L2和錐孔長L3的關系為L2／L3＝0～2.5，旋流芯18(見圖6)為雙矩形螺柱，螺旋角為20°～45°，螺紋槽寬W等于噴頭芯17錐孔小端直徑d，旋流芯外徑D2等于噴頭芯17的外徑，旋流芯18的高度L5等于(0.5～1)t(t為螺距)。噴頭上套前端內孔的長L4可根據式(2)計算。
當噴管8中的低壓(0.1～0.25MP)水，進入噴頭7后，在旋流槽6及噴口錐角的作用下，使低壓水旋轉著從噴頭7噴出，噴柱為細液滴，其中部分液滴呈霧狀，一出噴頭就很快氣化，由于噴出的噴柱具有較小的錐角，所以噴頭排列密集時，噴柱間仍留有狹窄的氣體通道，以增大氣體過流速度和冷卻效果。密集布置的小錐角噴柱中的細小水滴高速向上運動時，與空氣摩擦，高溫水滴對其周圍空氣放熱，使空氣比重變輕，與水霧化、氣化所產生的熱蒸氣一起形成上升氣流。由于噴頭四周圍有一定高度的導風壁1、導風罩2上有出風口3，導風壁底有倒置的進風口4，在氣流上升的過程中，產生撥風作用，補充冷空氣進入和熱空氣排出，同時還能起到盡量延長冷空氣在裝置內的運行路線，提高了冷卻處理的效率，冷卻處理后的下落水，經收集后繼續(xù)使用。
本發(fā)明的噴霧冷卻裝置由于采用水直接式冷卻原理，將少量的水霧化并氣化來作為水冷卻的主要方式，利用水的氣化潛熱大和強迫對流的特點，達到高效冷卻的目的，同時通過對噴頭進行特殊的設計，使噴出的水在保證噴霧錐角的前提下產生旋轉，在噴柱中產生一定的真空度，使水流和風流產生劇烈的摩擦，加快水的蒸發(fā)，提高冷卻效果。因此本發(fā)明的噴霧冷卻裝置與現有技術相比具有占地面積小、結構緊湊，耗能低等特點，同時由于噴頭噴口直徑較大，能適用于不含焦油等粘滯性物體的污水的冷卻處理。


圖1－－噴霧冷卻裝置結構原理圖；圖2－－噴霧冷卻裝置俯視圖；
圖3－－噴頭剖面圖；圖4－－噴頭A－A剖面圖；圖5－－噴頭剖面圖；圖6－－旋流芯主視圖；圖中1.導風壁、2.導風罩、3.出風口、4.進風口、5.水泵、6.旋流槽、7.噴頭、8.噴管、9.噴頭架、10.噴頭套、11.噴頭前蓋、12.噴頭芯、13.壓板、14.噴頭后蓋、15.螺釘、16.噴頭上套、17.噴頭芯、18.旋流芯、19.噴頭下套。
實施例本發(fā)明的噴霧冷卻裝置(見圖1)、噴頭架9縱垂面呈等腰三角形，夾角α為120°，噴頭架用鍍鋅鋼管焊接而成，噴頭架同時用于輸水，進水口與水泵5相聯通，噴管8與噴管架9聯通，噴管8頭部裝噴頭7，噴管8呈網格狀垂直密集布置，噴管8之間的間距為 1000mm(見圖2)，噴霧系統平面為矩形，置于建筑物頂，底層為集水器，四周圍有導風壁1，壁高7M，集水器與導風壁連成一體，無導風罩2，導風壁1上面敞口即為出風口3，導風壁1下部四周裝有進風口4(見圖2)，進風口4呈倒斜角布置，進風口向上，進風口中心線與導風壁夾角B＝30°，噴頭7(見圖6)，由噴頭上套16、噴頭芯17、旋流芯18、噴頭下套19組成，噴頭芯17錐孔小端孔徑d為4.5mm，錐孔長L3為17mm，錐角α為40°，噴頭芯長為37mm，噴頭上套16孔徑d1為22mm，旋流芯18為雙頭矩形螺柱，螺旋角α為28°，外徑D2為24mm，底徑D1為10mm。
權利要求1.一種用于消除水的熱污染的噴霧冷卻裝置，主要由導風壁1、導風罩2、出風口3、進風口4和噴霧系統組成，其特征在于噴霧系統四周圍有導風壁1，導風壁1頂部蓋有導風罩2，導風罩2上方敞開，裝有出風口3，導風壁1下部四周裝有進風口4，為防止水滴下落時從進風口4外濺，進風口4呈倒斜角布置，噴霧系統由噴頭架9、噴管8、噴頭7和水泵組成，噴頭架9由鋼管制成，噴管8與鋼管聯通，噴管8頭部裝噴頭7，噴管8呈網格狀密集布置，鋼管的進水口與水泵5聯接。
2.根據權利要求1所述的噴霧冷卻裝置、其特征在于噴頭架9縱重面可以呈等腰三角形布置，其夾角A為90°～180°。
3.根據權利要求1所述的噴霧冷卻裝置，其特征在于噴頭7由噴頭套10、噴頭前蓋11、噴頭芯12、壓板13和噴頭后蓋14組成，噴頭芯12前端為錐孔，中部為園柱孔，尾部加工有旋流槽6，錐孔的錐角α為20°～45°，園柱孔的長L2與錐孔長L3的關系為L2／L3＝0～2.5，錐孔小端直徑d等于旋流槽6的深度L1，旋流槽6兩壁夾角B為30°～90°，旋流槽6的外徑D2與錐孔大端直徑D1的關系為D2／D1＝1.4～4.5，壓板13為園形平板，外徑與旋流槽6外徑D2相等，通過螺釘15固定在噴頭芯12上。
4.根據權利要求1所述的噴霧冷卻裝置，其特征在于噴頭7也可以由噴頭上套16、噴頭芯17、旋流芯18和噴頭下套19組成，噴頭芯17前端為錐孔，下端為園柱孔，園柱孔長L2和錐孔長L3的關系為L2／L3＝0～2.5，旋流芯18為雙頭矩形螺柱，螺旋角α為20°～45°，螺紋槽寬W等于噴頭芯17錐孔小端直徑d，旋流芯18外徑D2等于噴頭芯17的外徑，旋流芯18的高度L5等于(0.5～1)t。
專利摘要一種用于消除水的熱污染的噴霧冷卻裝置，采用水直接冷卻原理，通過噴霧系統使少量的水霧化并氣化作為水冷卻的主要方式，利用水的氣化潛熱大和強迫對流的特點，達到高效冷卻的目的，用時通過對噴頭進行特殊的設計，使噴出的水在保證噴霧錐角的前提下產生旋轉，在噴柱中產生一定的真空度，使水流和風流產生劇烈的磨擦，加快水的蒸發(fā)，提高冷卻效果。因此本實用新型的裝置具有造價低，占地小，耗能低，且適用于污水冷卻處理等特點。
文檔編號F28C1/00GK2059730SQ89205228
公開日1990年7月25日 申請日期1989年7月9日 優(yōu)先權日1989年7月9日
發(fā)明者王嘉立, 李龍海 申請人:江蘇工學院排灌研究所