[發明專利]一種布水器呈魚骨形的臥式蓄冷罐

在審

• 申請號: 201710913552.5
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107806783A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 劉涵佐
• 申請（專利權）人: 劉涵佐
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;F24F5/00
• 代理公司: 大連一通專利代理事務所(普通合伙)21233
• 代理人: 郭麗華

技術領域

本發明涉及一種自然分層水蓄冷裝置。

背景技術

水蓄冷技術廣泛用于工業及民用領域，作為應急冷源，在緊急情況下可以啟動供冷，實現快速、持續和穩定的供冷要求。

目前國內外臥式蓄冷罐采用多槽法、迷宮法、自然分層法、隔膜法等設計。多槽法在蓄冷和放冷過程中，完全是通過隔板控制流速，不是采用布水器均布的方式，會造成水流并不均勻；并且當蓄冷系統離線靜止時，每個水槽又形成了自然分層，在釋冷時，必然形成一股冷水一股熱水的流動方式，甚至造成冷熱水混水的問題。對于迷宮法也存在很多問題，比如槽表面積與容積之比偏高，導致有效蓄冷容積小，迷宮法采用三維運動，橫向運動時冷熱水易造成混合；另外，流速過高時，產生旋渦，導致水流擾動和冷熱水混合，且易造成溫度死角；流速過低時，形成死區，降低系統容量。隔膜法利用機械傳動件控制隔板來回移動，來調節兩個腔體的容積，從而實現蓄冷和釋冷過程，但隔板需要相對于蓄冷罐滑動，其與蓄冷罐關閉的密封很難做好，容易造成冷、熱水存在混合的可能。

考慮到多槽法、迷宮法、隔膜法存在的各項問題，自然分層法由于具有結構簡單、經濟有效的特點，臥式蓄冷罐布水器主要采用自然分層法。但自然分層法對布水器要求極高，需保證流體的慣性力不得破壞由密度差形成的重力流，使冷熱流體盡可能少的混合。如申請號為201220578271.1高效閉式承壓水蓄能裝置，采用的H型布水器，該H型布水器在同一水平面，投影面積并不是最大投影面積，意味著布水器的布水面積不是最大的，勢必影響RE數，同時，H型布水器呈平面布置，導致H型布水器上部與罐體弧度之間的空間極易造成溫度死角，該部分熱水很難通過布水器排出蓄冷罐外，減少了蓄冷罐的有效蓄冷容積。同時，為了減少水流動過程中的湍流，該發明又布置了一層孔板布水器，孔板布水器受到臥式蓄冷罐空間和出口高度限制，同樣存在投影面積不是最大的問題；而采用兩層組合布水，占用蓄冷罐內部空間，減小有效蓄冷容積；同時，布水器投影面積不是最大化，則溫度死角問題沒有解決。而專利號為CN201520074394.5一種臥式蓄冷罐垂直布水裝置，采用條縫型布水器，布水器有效長度受限于罐體長度，因此，進出口流量不會太大，限制了單罐體積，采用T形管結構，整體呈線性布水，布水面積過小，T形管開條縫口，導致整個蓄冷罐布水不均勻。

發明內容

本發明的目的在于提供一種既能解決H型布水器無法實現的布水器面積最大化的問題，又能優于垂直布水器設計確保布水器的有效延伸，有效地解決溫度死角的問題，確保Re數和Fr數控制在設計合理范圍值內，同時提高有效蓄冷容積的布水器呈魚骨形的臥式蓄冷罐。

本發明主要包括蓄冷罐體、母管、上布水器及下布水器。其中，蓄冷罐體為中心線呈水平的臥式罐體，罐體內設兩根直角形母管，其與罐體中心線平行最好為同軸線的水平段分別穿過罐體兩端的封頭開口端位于罐體外；而與水平段相連的母管豎直段一個開口向上與上布水器梯形集箱中部相連，另一個開口向下與下布水器梯形集箱中部相連。上布水器與下布水器結構相同，在罐體內上、下對稱分布。布水器的梯形集箱是由相對的兩個開口槽組成，其一個與罐體壁相鄰的開口槽為長度與蓄冷罐體主體長度對應的長方體形殼體，該開口槽的開口朝向罐體中心；另一個開口槽為截四棱錐槽形殼體，該截四棱錐開口槽的開口設在截四棱錐底并與長方體形開口槽的開口對接，截四棱錐開口槽頂部與母管相連，使梯形集箱內腔的容積由中部向蓄冷罐體軸線兩端逐漸縮小。梯形集箱與蓄冷罐體壁之間設有若干支架，這些支架的兩端分別與梯形集箱和蓄冷罐體壁相連，使兩者之間存在一定間隙。梯型集箱與罐體壁相鄰的開口槽沿長度方向兩側設有若干通孔，并且每個通孔各與一根弧形彎管一端相連，該弧形彎管與罐體同曲率，弧形彎管朝向罐體一面設有若干進出水用的通孔，其可根據需要布置，最好這些通孔開口分布在以中心面向左右兩側傾斜60°夾角范圍內，該中心面為過弧形彎管軸線且與長方體槽底垂直的平面。最好弧形彎管長度由梯型集箱中心向長度方向兩端階梯性分段增加，長度相同的弧形彎管的自由端與一根連接支管管壁上的連接用通孔相連，該支管的管壁上還設有進出水用的通孔，最好進出水用的通孔與連接用的通孔相對。

本發明的工作過程如下：