專利名稱：流力冷卻塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型系關(guān)于一種冷卻塔，特別是關(guān)于一種將液體流噴出成連續(xù)水幕狀高速流體，并藉以吸入外界冷卻空氣進(jìn)行熱交換之冷卻塔。
在許多工業(yè)應(yīng)用上需要將已加熱之流體先行冷卻，使該流體能用于其他用途。在下面所討論之流體系以水為例而加以冷卻。但實(shí)用新型所提供之冷卻塔亦可適用于其他之流體。
目前使用最廣泛之冷卻加熱流體之裝置為冷卻塔。傳統(tǒng)冷卻塔被分成下列兩種型式。第一種型式是以壓力通風(fēng)原理來(lái)操作，系將一風(fēng)扇安置在地面，將空氣加壓并經(jīng)導(dǎo)管泵入冷卻塔內(nèi)，此加壓之空氣與熱水接觸時(shí)，可將水冷卻。第二種型式之冷卻塔為抽氣通風(fēng)式，系以一連接至冷卻塔處之風(fēng)扇經(jīng)由塔內(nèi)空間而抽引空氣。在大多數(shù)抽氣通風(fēng)式冷卻塔中，風(fēng)扇被直接安裝在塔之頂部，因此不需設(shè)置導(dǎo)管。
不管在壓力通風(fēng)式冷卻塔或抽氣通風(fēng)式冷卻塔中，經(jīng)由塔之水流方向與空氣流之方向相反(逆流)，或者是與空氣流之方向交叉(交叉流)。在任一狀況中，在冷卻塔內(nèi)配裝之蜂巢包裝塊形狀之熱交換器，可提供空氣和水間之較大接觸面積。
一般而言，壓力通風(fēng)式冷卻塔因不需要由塔結(jié)構(gòu)本身來(lái)支持風(fēng)扇及其關(guān)聯(lián)之導(dǎo)管，因此，其塔結(jié)構(gòu)不需要較佳之支撐性及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，構(gòu)造堪稱簡(jiǎn)便；但是，由于空氣系由塔外之位置間接導(dǎo)入塔內(nèi)并在遠(yuǎn)離入口之位置從塔內(nèi)排出之故，此種壓力通風(fēng)式冷卻塔之冷卻效率并不如預(yù)期般良好。
另一方面，抽氣通風(fēng)式冷卻塔因空氣能夠經(jīng)由一組在塔周圍圍繞等距離隔開之入口引入塔之下層部分，可獲得堪稱均勻之氣流型能，因此其比壓力通風(fēng)式冷卻塔更有效率。但是，此種塔之強(qiáng)度必需增加以便負(fù)荷風(fēng)扇之特殊重量，此外，位于塔頂部所增加之風(fēng)扇橫剖面面積使塔對(duì)于抵抗強(qiáng)風(fēng)更為困難；為了要獲得適當(dāng)之結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，必需選擇如同鋼等非常強(qiáng)固之材料來(lái)制造塔。鋼結(jié)構(gòu)之最重要缺點(diǎn)是終會(huì)生銹而縮短塔之使用壽命，而且鋼結(jié)構(gòu)成本很高，運(yùn)輸困難并且很難在需要位置上組合。雖然目前可使用如多元酯加強(qiáng)玻璃纖維(FRP)等強(qiáng)固之塑膠材料來(lái)部分取代鋼結(jié)構(gòu)，但其成本亦很高昂。
無(wú)論是壓力通風(fēng)或抽氣通風(fēng)式冷卻塔均需設(shè)置抽引空氣之風(fēng)扇及馬達(dá)，大型冷卻塔復(fù)需有傳動(dòng)軸及減速機(jī)構(gòu)之附屬機(jī)構(gòu)，以及熱交換器內(nèi)之散熱木材等，不但徒然增加塔結(jié)構(gòu)所占用之體積及所需費(fèi)用，同時(shí)提高冷卻塔工作時(shí)之噪音度。上述冷卻無(wú)法在空氣出口處加裝祛水器，使部分冷卻后之水粒子隨空氣流飛散出塔外之損失增高。
由此可見(jiàn)，一種構(gòu)造簡(jiǎn)便輕巧而且冷卻效率高之冷卻塔，實(shí)為目前工業(yè)應(yīng)用上所迫切需求者。
本實(shí)用新型提供一種噴流式冷卻塔，系在一直立之管上開設(shè)一狹縫形軸向開口，該開口之開度得由調(diào)整螺絲調(diào)整之；將已加熱之壓力流體引入該直立管內(nèi)，并由該狹縫形軸向開口噴出，噴出之流體成連續(xù)水幕狀高速流體進(jìn)入一擴(kuò)散器內(nèi)；在該擴(kuò)散器前端，連續(xù)幕狀高速流體所造成之負(fù)壓作用，可大量吸入外界之冷卻空氣，使水流及氣流在擴(kuò)散器內(nèi)充分混合而相互接觸，以行熱交換；在擴(kuò)散器尾端之漸擴(kuò)區(qū)域內(nèi)，對(duì)該空氣－水混合流體形成升壓作用，以便快速排出熱交換后之熱空氣流體。通過(guò)擴(kuò)散器之混合流體中之空氣流因升壓作用及吸熱作用，而由一設(shè)有祛水器之頂端出口快速排出；至于該混合流體中之水流則被一弧形之轉(zhuǎn)向板阻擋，而流入底端儲(chǔ)存柜內(nèi)，并由一泵將該已冷卻之水適時(shí)泵出。
上述本實(shí)用新型所提供之噴流式冷卻塔不需要設(shè)置風(fēng)扇及其導(dǎo)管，因此其冷卻效率高于壓力通風(fēng)式冷卻塔，但卻不需使用如同抽氣通風(fēng)式冷卻塔般之易生銹且昂貴之鋼結(jié)構(gòu)來(lái)制造。
該噴流式冷卻塔所噴出之連續(xù)幕狀水流，可以吸入較大流量之冷卻空氣流體，并藉一擴(kuò)散器使水流及冷卻空氣流充分混合及接觸，能有效提高其熱交換效率，同時(shí)，利用擴(kuò)散器后段漸擴(kuò)區(qū)域?qū)⒖諝猓旌狭黧w之運(yùn)動(dòng)能改變成壓力能，使熱交換后之熱空氣流升高其壓力值而得以由頂端開口快速排出，相對(duì)地，將可提高自空氣入口吸入冷卻空氣之流量，使該噴流式冷卻塔可獲得較習(xí)知裝置更優(yōu)良之冷卻效率。
本實(shí)用新型之目的，即在于提供一種高效率、構(gòu)造簡(jiǎn)單、水流飛散損失小、噪音低且不占用太大體積之噴流式冷卻塔。
為了進(jìn)一步了解本實(shí)用新型之特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)敿?xì)參閱以下有關(guān)本實(shí)用新型之詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而所附圖式僅供參考與說(shuō)明用，而并非用來(lái)對(duì)本實(shí)用新型做任何限制者，有關(guān)之附圖為


圖1為本實(shí)用新型之噴流式冷卻塔一較佳實(shí)施例之側(cè)面視圖；圖2為同上實(shí)施例之頂面視圖；圖3為同上實(shí)施例之頂面透視圖；圖4為該冷卻塔中噴流管之放大背面圖；圖5為沿著在圖4中之5－5線所作成之剖面圖；圖6為本實(shí)用新型之噴流式冷卻塔第二實(shí)施例之頂面視圖，主要系由數(shù)個(gè)冷卻塔并聯(lián)而成一大型冷卻塔；圖7為同于圖6所示實(shí)施例之側(cè)面視圖。
請(qǐng)參閱附圖，本實(shí)用新型所提供之噴流式冷卻塔10，系利用噴流管20將熱水流30以連續(xù)幕狀高速流體34之方式噴出，藉該幕狀流體34造成之負(fù)壓作用大量吸入外界冷卻空氣流32，兩種流體在一擴(kuò)散器42內(nèi)充分混合及接觸，進(jìn)行熱交換。被冷卻后之水流36由一轉(zhuǎn)向板14阻擋而流入底部?jī)?chǔ)存柜16內(nèi)暫時(shí)儲(chǔ)存；吸熱后之熱空氣流38則利用該轉(zhuǎn)向板14而轉(zhuǎn)向并由頂端出口18快速排出。
冷卻塔10具有一外殼11，該外殼11系用來(lái)支持塔內(nèi)之各種元件，該殼11可由不生銹且價(jià)格低廉之可塑性材料，例如聚乙烯，所整體制成之長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，該殼11除了預(yù)定之開口外是不漏水而具水密效果。所稱之開口包括外殼正面底部之水流入口12及出口13，以及分別位外殼正面及頂部面另一端之空氣流入口17及出口18。
噴流管20為單支或數(shù)支直立并聯(lián)方式設(shè)置于空氣入口17之后方，噴流管20之管數(shù)可視外殼11之寬度而定。請(qǐng)參閱圖4及圖5系該噴流管20之放大視圖，該噴流管20上僅開設(shè)有一軸向之狹縫開口22，該開口22系由兩個(gè)相對(duì)之可撓性長(zhǎng)條楔形板件23及24之間隙所界定，該兩楔形板件間之間隙開度得由數(shù)個(gè)調(diào)整螺絲25調(diào)整之。在噴流管20之頂端設(shè)有一水密封套26，因此，該管20可接受由其底端開口27引入之流體，而僅由該狹縫形開口22導(dǎo)出流體。在本實(shí)用新型中，被加熱之流體30，尤指水 流，在高壓狀態(tài)下經(jīng)水流入口12引入噴流管20內(nèi)，并由該狹縫形開口22將該壓力熱流體30之壓力能轉(zhuǎn)變成運(yùn)動(dòng)能，而以連續(xù)幕狀高速流體34之形式噴出。因此，該狹縫形開口22之作用即在作為一異于傳統(tǒng)噴霧式噴嘴之噴流嘴者。
由于該噴流管20系設(shè)于空氣入口17后方且向塔10內(nèi)部噴出連續(xù)幕狀高速流體，可藉該幕狀高速流體所造成之負(fù)壓作用自空氣入口17引入大量之外界冷卻空氣。該冷卻空氣流與水流均以相同之方向進(jìn)入一設(shè)置于冷卻塔內(nèi)部之?dāng)U散器42內(nèi)，該擴(kuò)散器42包括一前段之漸縮區(qū)域44以及位于中段及后段之漸擴(kuò)區(qū)域46及48。在前段漸縮區(qū)域44內(nèi)，由噴流管20噴出之連續(xù)幕狀高速流體34初期，因經(jīng)噴流嘴22將流體之壓力能轉(zhuǎn)變成運(yùn)動(dòng)能，使其壓力驟降而流速驟增所造成之負(fù)壓作用，對(duì)外界冷卻空氣具有強(qiáng)力之噴射引入吸力，因此在該漸縮區(qū)域44內(nèi)為噴射吸入?yún)^(qū)域并可提高吸入之冷卻空氣流量。在中段區(qū)域46內(nèi)，空氣流與水流相互接觸而造成擾動(dòng)混合。而在后段區(qū)域48內(nèi)，空氣流與水流得以充分混合而成全混合狀態(tài)。在中段及后段之漸擴(kuò)區(qū)域內(nèi)46及48，空氣與水之混合流體之運(yùn)動(dòng)能因截面積漸增而逐漸轉(zhuǎn)變成壓力能，因此在此漸擴(kuò)區(qū)域內(nèi)除可提高水流及冷卻空氣流之混合冷卻效果外，并對(duì)該混合流體具有升壓作用，可以提高空氣流之排出壓力。
在擴(kuò)散器42之出口處設(shè)置有一弧形之轉(zhuǎn)向板14，該轉(zhuǎn)向板14可利于由擴(kuò)散器42排出之空氣一水混合流體之轉(zhuǎn)向排出，并降低壓損。該混合流體中之吸收熱量及升壓之空氣流38經(jīng)轉(zhuǎn)向板14轉(zhuǎn)折向上，而由頂面之空氣出口18快速排出；至于混合流體中被冷卻之水流36則被轉(zhuǎn)向板14阻擋而向下流入一底部?jī)?chǔ)存柜16內(nèi)。該儲(chǔ)存柜16內(nèi)之已冷卻水經(jīng)一泵50由水流出口13泵出冷卻塔外，以供工業(yè)應(yīng)用上之其他用途，例如作為中央空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)之冷卻水等。
該空氣入口17及噴流管20之周圍設(shè)置有消音器52，該消音器52用以吸收水流由噴流管20噴出時(shí)及引入大量冷卻空氣相互混合時(shí)所產(chǎn)生之噪音。同時(shí)，于空氣入口處罩設(shè)有一全覆式空氣濾網(wǎng)58，以濾除吸入空氣流中之灰塵及雜質(zhì)。
在空氣出口18處設(shè)置有祛水器54，該祛水器54系由復(fù)數(shù)個(gè)相互平行之彎曲板件所組成，可以擋住排出空氣流中所含有之水粒，使隨熱空氣流38排出外界之冷卻水飛散損失降低至0.1％以下。
請(qǐng)參閱圖6及圖7，系在展示一種大型之并聯(lián)式冷卻塔60，該塔60系由復(fù)數(shù)個(gè)小型冷卻塔62以兩個(gè)一組相對(duì)排列之方式并聯(lián)架設(shè)于一大型混凝土結(jié)構(gòu)冷卻水儲(chǔ)存柜70上方。每一小型冷卻塔62內(nèi)部均具有直立式噴流管20、擴(kuò)散器42、轉(zhuǎn)向板14、消音器52、祛水器54、空氣入口17及出口18等構(gòu)件、至于該大型冷卻塔60之水循環(huán)系統(tǒng)包括有一組進(jìn)水總管64、一排水總管66、儲(chǔ)存柜70及設(shè)于儲(chǔ)存柜外之大型循環(huán)泵(圖未示出)。該進(jìn)水總管64將壓力狀態(tài)下之熱水流平均分配輸送至各小型冷卻塔62之噴流管20內(nèi)，使成連續(xù)幕狀高速流體噴出，并在擴(kuò)散器42內(nèi)與吸入之冷卻空氣流充分混合冷卻；熱交換后之熱空氣流38由各空氣出口18排出外界，而被冷卻之水流36則順著轉(zhuǎn)向板14流入大型儲(chǔ)存柜70內(nèi)，再由大型循環(huán)泵經(jīng)排水總管66抽出，以備工業(yè)上之應(yīng)用。
上述本實(shí)用新型所提供之噴流式冷卻塔10及60系利用噴流管將壓力水流以連續(xù)幕狀高速流體之方式向一擴(kuò)散器內(nèi)噴出，藉其造成之負(fù)壓作用吸入外界之大量之冷卻空氣流，使之與水流在擴(kuò)散器內(nèi)充分混合冷卻及提升空氣之排出壓力。因此，不需要設(shè)置傳統(tǒng)冷卻塔之風(fēng)扇及空氣導(dǎo)管等構(gòu)件，使構(gòu)造更為簡(jiǎn)化，可以使用不貴且不會(huì)生銹之可塑性材料制成塔結(jié)構(gòu)體，可節(jié)約經(jīng)費(fèi)且可縮小其設(shè)備尺寸；此種噴流形式之冷卻塔因吸入之冷卻空氣量大且施行熱交換后之空氣排出壓力高，因此其冷卻效率亦遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)型式之冷卻塔。
權(quán)利要求1.一種噴流式冷卻塔，其特征在于，包括有一外殼，該外殼具有一組空氣入口及空氣出口；用以引導(dǎo)加熱流體流入塔內(nèi)及流出之水循環(huán)系統(tǒng)，該水循環(huán)系統(tǒng)包括一用來(lái)暫時(shí)儲(chǔ)存流體之儲(chǔ)存柜；設(shè)置于塔內(nèi)空氣入口處之直立式噴流管，該噴流管上具有一軸向狹縫形開口之噴流嘴，該噴流管可將來(lái)自該水循環(huán)系統(tǒng)之加熱流體以連續(xù)幕狀高速流體之形式噴出；配置于塔內(nèi)之?dāng)U散器，該擴(kuò)散器具有一前段漸縮區(qū)域及中、后段漸擴(kuò)區(qū)域，該前段區(qū)域用以輔助該噴射幕狀流體自空氣入口引入冷卻空氣，并由該中后段漸擴(kuò)區(qū)域促使幕狀流體與空氣流完全混合及接觸；以及一轉(zhuǎn)向裝置，系用以導(dǎo)引通過(guò)該擴(kuò)散器之幕狀流體及空氣流以相反方向分別流入該儲(chǔ)存柜內(nèi)及自該空氣出口排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之冷卻塔，其特征在于，其中一由復(fù)數(shù)個(gè)平行彎曲板材所組成之祛水器被設(shè)置于該空氣出口處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之冷卻塔，其特征在于，其中該空氣入口及噴流管之周圍設(shè)置有消音器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之冷卻塔，其特征在于，其中該空氣入口外罩設(shè)有一全覆式空氣濾網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述之冷卻塔，其特征在于，其中該噴流嘴系由兩個(gè)連接于該噴流管上之相對(duì)可撓性楔形板件間之間隙所界定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述之冷卻塔，其特征在于，其中該噴流管更具有旋接于該兩個(gè)板件間之調(diào)整螺紋件，用以調(diào)整該兩個(gè)板件間之間隙。
專利摘要一種流力冷卻塔，由具有軸向狹縫形開口之一噴流管，將由外界引入之壓力液體流成連續(xù)入幕狀高速流體噴入一擴(kuò)散器；在該擴(kuò)散器內(nèi)，水幕狀高速液體流之運(yùn)動(dòng)能改為壓力能，造成一吸入外界冷卻空氣之負(fù)壓，該冷卻空氣流及水幕狀液體流在擴(kuò)散器內(nèi)充分混合，進(jìn)行熱交換；加熱后之空氣流由具有祛水器之頂端出口排出；而放冷卻之液體流則由一轉(zhuǎn)向板導(dǎo)入底端儲(chǔ)液柜內(nèi)，并由一泵適時(shí)泵出。
文檔編號(hào)F28C3/06GK2073101SQ9020753
公開日1991年3月13日 申請(qǐng)日期1990年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月22日
發(fā)明者陳家賢, 朱蔣來(lái) 申請(qǐng)人:陳家賢, 朱蔣來(lái)