專利名稱:液體冷卻塔或液體/干法冷卻塔中冷卻水反潰循環(huán)的導(dǎo)流裝置的制作方法
本發(fā)明系指液體冷卻塔或液體/干法冷卻塔中冷卻水在同冷卻空氣進(jìn)行熱交換后反饋循環(huán)的導(dǎo)流裝置。
迄今為止，液體冷卻塔或液體/干法冷卻塔液體部分的常規(guī)設(shè)計(jì)是，冷卻水離開熱交換器元件，比如離開噴淋裝置后，自然下流至集水槽內(nèi)，然后用揚(yáng)水泵將水再次泵入水分配系統(tǒng)。在冷卻空氣自下吹入熱交換器元件時(shí)，熱交換器元件下面形成的空間(亦稱雨淋區(qū))將導(dǎo)致20-40%的總壓力損失。另一方面，在這個(gè)雨淋區(qū)總的熱傳導(dǎo)最多僅達(dá)10%。此外，由于冷卻水的落差(大體相當(dāng)于進(jìn)氣高度)，這里需用的泵功率僅為總的電功率的0.5%。
基于上述認(rèn)識(shí)，首先需要考慮縮短進(jìn)氣高度，以降低由此引起的生產(chǎn)成本。但這樣又有缺點(diǎn)，因?yàn)?，假如進(jìn)氣高度過低，冷卻塔進(jìn)氣就不均勻;而為了實(shí)現(xiàn)只有進(jìn)氣高度較高時(shí)才能產(chǎn)生的效率，冷卻塔又必須修建得相當(dāng)?shù)母摺?br>如果能成功地在熱交換器元件下面直接回收和貯集冷卻水，那么，在設(shè)計(jì)中各種不同進(jìn)氣高度方面的困難(進(jìn)氣高度較高即等于生產(chǎn)成本也高，而進(jìn)氣高度較低則由于冷卻塔較高而意味著投資成本高)是可以避免的。這樣，不管熱交換器元件在測(cè)量上的內(nèi)裝高度如何，所需的提升功率實(shí)際上總是同樣大小，而且相當(dāng)于所能想象的最小提升高度。
在這方面，德國公開說明書(DE-OS)26 19 407提出的建議達(dá)到了較高的技術(shù)水平。按照這項(xiàng)建議，在垂直切面上起噴淋板作用的波形水導(dǎo)板在下部邊緣部分裝有沿水導(dǎo)板縱向延伸的集水槽，集水槽可以雙邊或單邊地在一定高度上互相錯(cuò)縫排列。由于全部冷卻水都必須沿水導(dǎo)板向下噴淋，然后由集水槽加以回收，因而在各集水槽之間供冷卻空氣穿流的空隙橫截面積受到限制，該截面面積最大約為冷卻塔全部可用橫截面的 1/4 到 1/2 。而且，這一情況與水導(dǎo)板和集水槽的形狀無關(guān)。由于集水槽大大擠占了空氣穿流的橫截面，所以，供空氣穿流的橫截面的有效部分實(shí)際上不到50%。這樣，必然附帶地引起巨大的壓力損失，其結(jié)果只有擴(kuò)大冷卻塔又將造成投資成本高。
本發(fā)明的任務(wù)在于，將權(quán)利要求
書1中的總概念所述設(shè)備加以改進(jìn)，使水導(dǎo)板部分的空氣穿流橫截面能夠得到顯著擴(kuò)大，以降低壓力損失。
根據(jù)本發(fā)明，這一課題的解決在于專利要求書1中所列的各項(xiàng)特征。
從熱交換器元件中出來的冷卻水直接到達(dá)傾斜的導(dǎo)流面上，分成薄層后，轉(zhuǎn)移到帶有并行導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)的垂直延伸的流面上。這種導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是利用冷卻水的自然表面張力，使冷卻水克服重力而沿著兩邊開啟的橫切面較小的導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)流動(dòng)，然后流入與水導(dǎo)板相切的集水槽內(nèi)。當(dāng)然，這里的每個(gè)水導(dǎo)板上全部導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)的切面都是按各自所接收的最大水量而設(shè)計(jì)的。由于通過對(duì)細(xì)薄水流層的致偏作用，通過將水側(cè)引進(jìn)水導(dǎo)板旁邊的而且與水導(dǎo)板相切的集水槽中，空氣穿流的有效截面不再被擠占，因而得到的好處是，空氣的邊沿阻力減小，進(jìn)而所需的塔高也可降低，因?yàn)槔鋮s塔內(nèi)裝設(shè)備下面的淋雨區(qū)的空氣阻力大大減小了。此外，為將水泵入循環(huán)系統(tǒng)所需的泵水揚(yáng)程也顯著降低了。現(xiàn)在，水導(dǎo)板下面的空間可以按最佳的空氣穿流所需要的值加以確定。除此之外，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是大大降低了噪聲電平。這樣又可省去迄今所必需的耗資巨大的噪聲抑制措施。
為了把冷卻水從導(dǎo)流面順利導(dǎo)向垂直延伸的流面上，在權(quán)利要求
書2.中規(guī)定了幾點(diǎn)特征。這一上部端頭部分可以設(shè)計(jì)得相當(dāng)短。然后則以比較小的曲率半徑流入傾斜的導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)內(nèi)。
雖然在大多數(shù)情況下，已經(jīng)足以使過渡階段的導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)從垂直延伸的流面開始流向?qū)Я髅妫?b>權(quán)利要求
3.中，本發(fā)明提出的一種適宜的結(jié)構(gòu)形式仍規(guī)定了幾項(xiàng)特征。這里只能把順垂直延伸的上部端頭部分延長至導(dǎo)流面。此外，還可以設(shè)想，把導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)的傾斜長度部分也直接延伸進(jìn)導(dǎo)流面上。
只有在權(quán)利要求
書4.中的特征得到運(yùn)用，才能保證冷卻水有效地排流。但是另一種更好的結(jié)構(gòu)形式卻在于權(quán)利要求
書5.中的諸特征，因?yàn)槭褂眠@種結(jié)構(gòu)可以形成最佳的流動(dòng)比率。
根據(jù)權(quán)利要求
書6.，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)在垂直延伸的流面上至少有一個(gè)面可以突壓而成。即使是單面沖壓制成的導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)同樣可以保證水導(dǎo)板的兩個(gè)面均有溝槽狀形態(tài)，這種槽狀結(jié)構(gòu)可以使冷卻水沿著水導(dǎo)板的兩個(gè)表面從導(dǎo)流面流向集水槽內(nèi)。
導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)的橫截面可隨意設(shè)計(jì)，但只是要保證(權(quán)利要求
書7.)冷卻水的表面張力要得到充分利用，使冷卻水克服重力順利排流。
與此相反，在權(quán)利要求
書8.的特征中尚有其它的結(jié)構(gòu)形式。
如果動(dòng)用權(quán)利要求
書9.中的諸特征，則橫裝于一個(gè)水導(dǎo)板的兩個(gè)垂直邊上的集水槽，其外部邊沿之間的距離還可以再縮小。以此可以加大空氣穿流的橫截面。這樣，每個(gè)集水槽的大小只要按照沿集水槽上面的導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)流下的冷卻水的量來定。集水槽可以設(shè)計(jì)得扁平些。此外，這方面還有一種可能性，這就是處于同一高度的集水槽可以配備特定的泵，其功率和尺寸可視該槽所集冷卻水的量而定。以此又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)泵揚(yáng)程的進(jìn)一步改善，并由此達(dá)到降低能耗。
為使冷卻水從導(dǎo)流面沿著水導(dǎo)板的兩面順利流動(dòng)，權(quán)利要求
書10.中規(guī)定了若干特征。
權(quán)利要求
書10.中的諸特征有助于進(jìn)一步改進(jìn)冷卻水從導(dǎo)流面向垂直延伸流面的導(dǎo)流。
配制號(hào)溝結(jié)構(gòu)可以把水導(dǎo)板設(shè)計(jì)得很薄。根據(jù)權(quán)利要求
書12.中的特征，水導(dǎo)板可以用深沖或噴壓塑料制成，特別是按照權(quán)利要求
書13.，水導(dǎo)板可以用抗沖擊的聚苯乙烯制成。根據(jù)權(quán)利要求
書14.中的特征，這樣制成的水導(dǎo)板壁厚有突出的優(yōu)點(diǎn)。
利用權(quán)利要求
書15.中的特征，可以使冷卻水對(duì)導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)的附著力得到良好的改善。
利用權(quán)利要求
書16.中的特征，則可以進(jìn)一步改善冷卻水由導(dǎo)流面向垂直流面的過渡。
下面根據(jù)圖中所繪結(jié)構(gòu)實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作更為詳細(xì)的闡述。
圖1.是某液體冷卻塔熱交換器元件部分的橫截面圖。
圖2.是圖1.中箭頭Ⅱ所指部分的前視圖。
圖3.是圖1.第Ⅲ部分的放大圖示。
圖4.是圖3.中沿Ⅳ-Ⅳ方向各不同結(jié)構(gòu)形式的橫截面。
圖5.和圖6.是利用導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)從導(dǎo)流面到垂直流面過渡部分造形的兩種結(jié)構(gòu)形式。
圖7.和圖8.是導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)的另外兩種結(jié)構(gòu)形式。
圖9.是水導(dǎo)板從傾斜導(dǎo)流面到垂直延伸流面之間過渡區(qū)的縱剖面圖。
圖10.是用一水導(dǎo)板表示圖9.中過渡部分之一的透視圖。
圖1.和圖2.中的1表示液體冷卻塔中冷卻水循環(huán)分配系統(tǒng)，2表示熱交換器元件。熱交換器元件2比如可由內(nèi)裝噴淋設(shè)備構(gòu)成。
緊挨熱交換器元件下面是許多互相并排的水導(dǎo)板3，各有一垂直延伸流面4和一個(gè)上部邊沿相連接的傾斜導(dǎo)流面5。導(dǎo)流面5的傾斜上正好彌補(bǔ)了相鄰兩塊水導(dǎo)板之間的距離，使冷卻水不能直接從熱交換器元件中流出并通過水導(dǎo)板。
水導(dǎo)板由深沖或噴壓的抗沖擊聚苯乙烯制成，壁厚為0.5毫米。其表面有彌散漆涂層，可提高潤濕性。
沿著水導(dǎo)板的垂直邊6，設(shè)有3個(gè)上下互有間隔、開口向上的集水槽7，集水槽把冷卻水送至圖中未詳細(xì)畫出的導(dǎo)管，冷卻水從此處又直接或間接向水循環(huán)分配部分。
此外，從圖1.中還可看出，在導(dǎo)水板的垂直延伸流面4內(nèi)，傾斜的導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8與水平面形成小于20°的夾角，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8從垂直流面4的上部邊緣9一直延伸至垂直邊沿6，如圖3.和4.所示，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)可以制成波紋狀的或蜿曲狀的。兩種結(jié)構(gòu)形式必要時(shí)還可以具有背切的長度范圍。
冷卻水15到達(dá)導(dǎo)流面5之后，又從這里流向?qū)辖Y(jié)構(gòu)8，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8的上部端頭部分10呈垂直面。導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8的橫截面按到達(dá)的冷卻水的最大量確定。根據(jù)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)8的橫截面，冷卻水15依靠其表面張力緩流于導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8內(nèi)，從導(dǎo)流面5以某種薄膜狀流進(jìn)邊上的集水槽7內(nèi)。
圖中11表示加固筋，加固筋11賦予水導(dǎo)板3以必要的抗扭曲剛性。
圖5.中的結(jié)構(gòu)形式表明，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8沿垂直面延伸的上部端頭部分10，可以延長至傾斜的導(dǎo)流面5。
圖6.說明，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8中傾斜的長度部分必要時(shí)亦可延伸到導(dǎo)流面5內(nèi)。
圖7.是導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)形式，在這種形式中，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8的傾斜長度部分12與水平面形成的夾角小于45度，而圖8.中所示的結(jié)構(gòu)形式中導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8的傾斜長度部分與水平面的夾角為15度。
圖7.和圖8.中也用11表示加固筋。
圖1.和圖2.以及圖5.至圖8.中從傾斜的導(dǎo)流面到垂直流面的過渡部分9被畫成有棱角的，而在圖9.和圖10.中的這種水導(dǎo)板結(jié)構(gòu)形式中過渡部分成了圓弧狀。此外，圖9.和圖10.還表明，在導(dǎo)流面5與垂直延伸的流面4相交界的區(qū)域內(nèi)，設(shè)計(jì)了向下沖壓而成的流面開口13(圖10.中的左半部)以及向上沖壓而成的舌狀流面開口14(圖10.中的右半部)。借助于13和14這兩個(gè)流面開口，可以把滴落到導(dǎo)流面5上的冷卻水15引導(dǎo)到水導(dǎo)板的正反兩面，使平導(dǎo)板得到相應(yīng)的浸潤。在過渡區(qū)3的兩邊，沖壓成鼻狀導(dǎo)流凸，可以使冷卻水15的導(dǎo)流得到進(jìn)一步的改善。
圖中標(biāo)號(hào)目錄1 循環(huán)水分配部分2 熱交換器元件3 水導(dǎo)板4 垂直流面5 導(dǎo)流面6 水導(dǎo)板的垂直邊7 集水槽8 導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)9 垂直流面的上部邊沿10 導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)的上部端頭部分11 加固筋12 導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)的傾斜長度部分13 向下沖壓成的流面開口14 舌狀流面開口15 冷卻水16 鼻狀導(dǎo)流凸
權(quán)利要求
1.液體冷卻塔或液體/干法冷卻塔中冷卻水在同冷卻空氣進(jìn)行熱交換之后，反饋至循環(huán)水分配部分的導(dǎo)流裝置，系由許多并行排列的水導(dǎo)板構(gòu)成，水導(dǎo)板上面帶有與垂直穿行的冷卻空氣流相切的溝槽狀模壓造形，水導(dǎo)板下端裝有集水槽。這種裝置的特征是。溝槽狀橫壓造形系由裝于熱交換器元件2下面的水導(dǎo)板3上至少是垂直延伸流面部分4上并排的、向水平面傾斜的導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8所構(gòu)成。導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8自垂直流面4的上部邊沿部分9至少延伸至側(cè)面垂直邊6中之一個(gè)邊，利用水的表面張力，將冷卻水從傾斜的導(dǎo)流面5引導(dǎo)到與水導(dǎo)板3相交切的集水槽7內(nèi)。傾斜導(dǎo)流面5可以將每兩個(gè)相鄰的水導(dǎo)板3之間的距離連接起來，其本身上部邊沿9也互相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1.的本裝置其特征是，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8的上部端頭部分10是垂直延伸的。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1.或2.的本裝置其特征是，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)一直延伸至導(dǎo)流面5。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1.或2.的本裝置其特征是，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8的傾斜延長部分12與水平面的夾角為15度到45度。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1.、2.或4.的本裝置其特征是，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8的傾斜延長部分12與水平面夾角為20度。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1.-5.的本裝置其特征是，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8的垂直延伸流面4至少有一個(gè)面是模壓造形的。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1.-6.的本裝置其特征是，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8的橫截面呈圓弧形或棱角形。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1.-7.的本裝置其特征是，導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)8的橫截面是波紋狀或蜿曲狀的，必要時(shí)，可帶背切長度部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1.的本裝置其特征是，沿垂直邊6至少設(shè)有兩個(gè)相互間隔上下排列的集水槽7。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1.或2.的本裝置其特征是，在導(dǎo)流面5與垂直延伸的流面5與垂直延伸的流面4相交界的區(qū)域設(shè)有冷卻水進(jìn)水開口5.例如，向下沖壓而成的舌狀流面開口13、14。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1.、2.或10.的本裝置其特征是，從傾斜導(dǎo)流面5到水導(dǎo)板3的垂直流面4之間的過渡部分9是棱角形的或圓弧形的。
12.根據(jù)權(quán)利要求
1.-11.的本裝置其特征是，水導(dǎo)板3由深沖的或噴壓的塑料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求
1.-12.的本裝置其特征是，水導(dǎo)板3由抗沖擊的聚苯乙烯制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求
1.-13.的本裝置其特征是，水導(dǎo)板3厚度約為0.2-1.0毫米，最好為0.5毫米。
15.根據(jù)權(quán)利要求
1.-14.的本裝置其特征是，水導(dǎo)板3的兩面均涂有可提高潤濕性的漆層。
16.根據(jù)權(quán)利要求
1.-15.的本裝置其特征是，從傾斜導(dǎo)流面5到垂直流面4之間的過渡部分9配有鼻狀導(dǎo)流凸。
專利摘要
從熱交換器元件流出的冷卻水流向并列排列的薄水導(dǎo)板的傾斜導(dǎo)流面。導(dǎo)流面與垂直的流面相連。在流面上沖壓出導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)。導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)有傾斜的延長段和在垂直面內(nèi)短的末段。導(dǎo)溝結(jié)構(gòu)從上緣一直延伸到側(cè)面的垂直邊。它利用水的表面張力，把冷卻水從導(dǎo)流面導(dǎo)入與水導(dǎo)板相交的集水槽內(nèi)。通過這種結(jié)構(gòu)，冷卻水可以直接在熱交換器元件的下方被回收。
文檔編號(hào)F28F25/08GK85104569SQ85104569
公開日1986年12月10日 申請(qǐng)日期1985年6月14日
發(fā)明者漢斯·索南斯查福特, 保羅·佩克特 申請(qǐng)人:Gea空冷設(shè)備哈佩爾有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan