[發明專利]高效開式冷卻塔

在審

• 申請號: 201710460083.6
• 申請日: 2017-06-17
• 公開（公告）號: CN107101511A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 梅保勝
• 申請（專利權）人: 福建德興節能科技有限公司
• 主分類號: F28C1/00
• 分類號: F28C1/00;F28C1/16;F28F25/08
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司35211
• 代理人: 戴雨君

技術領域

本發明涉及熱處理及設備領域，具體涉及高效開式冷卻塔。

背景技術

目前開式冷卻塔被廣泛應用于煉油、化工、輕工、制藥、機械、食品加工、動力以及原子能工業部門、制冷、制熱當中，由于傳統的開式冷卻塔具有冷卻效果差、風阻大、風速低和裝置體積大以及冷卻逼近度大和加大了冷卻循環水系統的能源浪費問題，因此目前急需對傳統的開式冷卻塔進行技術革新。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種設計合理、結構簡單、風阻小、冷卻效果好和用途廣泛的高效開式冷卻塔。

為了實現上述的技術目的，本發明的技術方案為：

高效開式冷卻塔，包括至少一組設于冷卻塔內的冷卻組件，所述的冷卻組件由冷卻管以及設于冷卻管內使冷卻管內的冷卻介質產生旋流的旋流場裝置組成，所述的旋流場裝置沿冷卻管的入口延伸至冷卻管的出口位置進行設置，所述旋流場裝置的有效截面積與冷卻管的有效截面積的比值為大于等于20%且小于等于90%。

其中所述的高效開式冷卻塔還包括與傳統開式冷卻塔相同的殼體、框架、冷卻風機和布水裝置以及安裝有多個冷卻組件且強迫冷卻空氣只通過冷卻管內部的管板等。

所述的開式冷卻塔，可設為橫流、逆流或無動力等常規類型。

所述設于開式冷卻塔內的至少一組冷卻組件包括一組或并列的多組或串聯的多組冷卻組件。

所述冷卻管根據需要截面可設為任意形式的，從提高冷卻效果、節約材料出發，優選為圓管。

所述的冷卻介質，通常為空氣。

所述旋轉流場設備，通常有入口渦旋發生器、扭帶內插物、插入式旋流擾流器等。結合用途、擾流效果、生產便利性考慮，優選為具有螺旋擾流片的擾流器。

為提高冷卻效果，旋轉流場設備與冷卻管內壁面之間宜有一定間隙，使冷卻管內壁面在整個流道中是流阻相對較小的空間，以利于產生的旋流離心力直接作用于冷卻管內壁面，破壞或消除邊界層、提高冷卻效率。

進一步，所述旋流場裝置的有效截面積與冷卻管的有效截面積的比值為大于等于30%且小于等于80%。

優選的，所述旋流場裝置的有效截面積與冷卻管的有效截面積的比值為大于等于40%且小于等于70%。

優選的，所述旋流場裝置的有效截面積與冷卻管的有效截面積的比值為50%。

所述旋流場裝置的有效截面積指的是，旋流場裝置的螺旋擾流片最少旋轉360度時端面的正投影面積，所述的旋流場裝置設于冷卻管中心時，所述正投影面積含軸的投影面積，其中所述的面積比可以根據換熱冷卻空氣的流速、流道面積和設計對體積的要求等因素進行結合實際測試數據來確定。

進一步，所述的旋流場裝置為設在冷卻管內的軸和設于軸上的螺旋擾流片組成，其中軸起到支撐螺旋擾流片，增加螺旋擾流片強度等功能。

作為旋流場裝置的另一種實施方式，所述旋流場裝置為設在冷卻管內壁面上的螺旋擾流片。

進一步的，所述冷卻管外設有一個或多個套管，所述冷卻管與套管間以及套管與套管間形成環形流道，所述環形流道內設有旋流設備。

進一步，所述冷卻管的內徑為大于等于20mm小于等于300mm。

優選的，所述冷卻管的內徑為大于等于80mm小于等于150mm。

進一步，所述冷卻管內的氣相換熱介質的風速為大于等于2m/s且小于等于15m/s。

當冷卻空氣流速V≤3m/s時，冷卻塔噴淋水裝置設于冷卻空氣出口端，冷卻空氣流速V超過3m/s且風力足以引導水霧或水流向上運行時，所述噴淋水裝置設于冷卻空氣入口端。

進一步，所述冷卻管的出口端設有旋流除霧器，所述的旋流除霧器由分離管和插入式擾流器組成，所述分離管的壁面設有用于水滴排出的條縫型分離口，所述旋流除霧器壁面的條縫型分離口分離出來的水，經設有氣封的排水管排至冷卻塔積水裝置，通過設置旋流除霧器，可適應更大的風速。

采用上述的技術方案，本發明的有益效果為：以冷卻管代替傳統開式冷卻塔的填料，并在冷卻管內部設置有效截面積小于冷卻管截面積的旋轉流場設備，可以提高填料強度、強化熱交換效果，冷卻管截面積可大于傳統冷卻塔填料，在相同能耗條件下可以提高冷卻風速，減少設備體積，在冷卻管出口端設有旋流除霧器，可高效分離大量水滴，為提高冷卻風速創造條件，通過該方案使得本發明的開式冷卻塔既適合新建項目，也適合暨有項目的節能、增效改造。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步的闡述：

圖1為本發明高效開式冷卻塔的冷卻塔結構簡要示意圖；