旋流冷却方法与冷却塔技术

一种旋流冷却方法，用于液体冷却，其特征在于，在同一个塔体［６］内进行以下过程： 首先，在塔下部中心逆流进风、和／或周边横流进风，或者直接在塔下部或正交或偏心正交鼓风； 冷风进入塔体［６］内以后，在塔下部中心采用由针苗［１５］辐射状排列的转子将气流旋转起来，在转子上部，用一套安置小孔喷嘴或者雾化喷嘴的喷淋装置［４］喷洒液体，通过喷嘴分散、旋流分散、针苗［１５］破碎分散三种作用迭加完成液体散热后，将液流在边部汇集下流； 或者重复迭加进行针轮分散和喷淋过程； 然后，在喷淋装置［４］上部，用另外一套由针苗［１５］辐射状排列的转子将气流再次旋转起来，强迫上行的细小液珠做离心运动，完成除水或除雾； 最后，在塔体［６］上部抽风或采用风筒［１３］吸风，将热气流外排于大气或转入余热循环利用装置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于化工冷却

技术介绍
现今的冷却塔有逆流式、横流式、横逆流混合式、喷射型之分，有的为自然通风，有的为机械通风。机械通风有抽风式和鼓风式。冷却塔的这些技术类型及其结构十分成熟，近一个世纪来几乎一成未变。常见的抽风式玻璃钢冷却塔其标准工况下冷却塔温降一般在5℃左右。大型的双曲线形风筒式自然通风冷却塔，其标准工况下温降一般在7℃左右。风筒式自然通风冷却塔构成热电厂等大型工业投资的重要成本。开发热传导效率高、温降大的冷却技术是始终不变的主题。现有的得到最广泛应用的冷却塔技术都离不开淋水装置即填料。填料的断面、排列布置形式是颇为繁多的，新近申请的冷却技术专利大多集中在这一块。填料是通过垂直厚度上分散下落的水珠来实现热传导的。同样的布水强度下，只能通过增大填料层的厚度来实现较大的温降。填料占冷却塔绝大部分体积，同时构成冷却塔的主要阻力。填料的厚度有限，布水局限于一定的平面，因而只有通过增加冷却塔的横断面积才能提高冷却塔的处理量，即冷却塔的占地面积和冷却塔的处理量成正比，这是导致冷却塔成为庞然大物的根本原因。填料的功能是破碎、分散液体，增大液珠与冷空气表面接触面积。填料是一种溅水效应装置。靠溅水得到的水珠直径多有数毫米之大，液珠的比表面积很小，热交换面积小，所以，填料冷却塔的散热效率不高。另一方面，填料也是热传导介质，它吸收热量以后和水珠表面之间的相对温差很小，可以产生的热传导量小，又非常容易达到热传导平衡。在冷却塔体内，至少有5％的冷却时间，分散的液珠将相当一部分表面积直接与填料接触，而不能与冷风接触。所以说，填料同时是降低热传导速度和强度的重要原因。填料冷却塔的壁流是不可避免的，壁流不经过分散而直接下流，是降低散热效应的因素之一。填料冷却塔布水的均匀程度也不同程度的存在问题，所以，在填料冷却塔内设置有依靠水压旋转喷水装置。旋转喷水又会带来中空问题，中空使部分气流短路，也是降低散热效应的因素之一。冷却塔的另外一个问题是水分损失或除水的问题。首先，除水技术始终停留在斜板、格网一类静止构件上，没有进步。使用这样的除水装置，冷却塔仍然有0.3％以上的水分损失。如果是喷射型冷却塔，塔体内形成的水珠更加细小，现有的斜板、格网除水技术不能胜任，水分损失就更大。强迫通风冷却利于增大冷却塔的温降，但是鼓风若使气流上升速度过大，水雾，特别是细小的水雾，会被带出冷却塔，形成水损失。所以，即使是喷射型冷却塔，通常既要选择孔径适当的喷嘴，又不能使用太大的冷风量。喷嘴喷出的液珠直径大，比表面积小，热交换面积小，散热效率不高。
技术实现思路
专利技术的目的1、提出无填料、充分除雾的旋流冷却方法。2、提出大温降、无填料、充分除雾的旋流冷却塔。3、提出一种改进除雾装置的填料冷却塔。技术方案本专利技术包括四个技术方案。本专利技术的技术方案一是一种旋流冷却方法，用于液体冷却。其特征在于，在同一个塔体6内依次完成以下过程首先，在塔体6下部中心逆流进风、和/或周边横流进风，或者直接在塔体6下部或正交或偏心正交鼓风。冷风进入塔体6内以后，在塔体6下部中心采用由针苗15辐射状排列的转子将气流旋转起来。在转子上部，再用一套安置小孔喷嘴或者雾化喷嘴的喷液装置4喷洒液体。下落或上行的液珠与旋转冷风气流交混，液珠得到散热的同时得到离心力向边部运动。比较大的下落液珠下行到达转子后，与转子针苗15碰撞后破碎分散，得到离心力后也向边部运动。在喷嘴分散、旋流分散、针苗15破碎分散三种作用的迭加下液体完成散热，进而在边部、下部汇集。这一组合过程可以重复迭加进行。然后，在喷液装置4上部，用另外一套由针苗15辐射状排列的转子再次将气流旋转起来，强迫上行的细小液珠做离心运动，到达边壁后下流汇集，完成除水或除雾。最后，在塔体6上部抽风或采用风筒13吸风，将热气流外排于大气或转入余热循环利用。本专利技术的技术方案二是一种旋流冷却方法，用于液体冷却。其特征在于，在同一个塔体6内依次完成以下过程首先，在塔体6上部中心并流进风、和/或周边横流进风，或者直接在塔体6上部或正交或偏心正交鼓风。冷风进入塔体6内以后，在塔体6上部中心可以采用由针苗15辐射状排列的转子将气流旋转起来。这一步可以省略。其次，用一套安置小孔喷嘴或者雾化喷嘴的喷液装置4喷洒液体。下落或下行的液珠与旋转冷风气流交混，液珠得到初步散热。然后，在喷液装置4下部，用一套由针苗15辐射状排列的转子将气流旋转起来，强迫下行的细小液珠做离心运动，比较大的下落液珠下行到达转子后，与转子针苗15碰撞后破碎，得到离心力后也向边部运动。液珠到达边壁后下流汇集。在喷嘴分散、旋流分散、针苗15破碎分散三种作用的迭加下液体完成散热，进而在下部、边部汇集，完成除水或除雾。这一组合过程可以重复迭加进行。最后，在塔体6下部抽风或采用风筒13间接吸风，将热气流外排于大气或转入余热循环利用。本专利技术的技术方案三是旋流冷却塔，用于液体冷却。它包含有一个塔体6、传动装置1、喷液装置4。塔体6为园柱形或瓮形或其它旋转曲面形或多边形或组合形，塔体6外壁或者加有筋条或环。塔体6下部有集水池，池底连接排水管。传动装置1包括轴、轴承、轴承箱、电机。电机与轴通过联轴器直接连接，或者通过传动轮、带或链条、或变速箱、或变频器连接。本专利技术旋流冷却塔的特征在于1、它含有至少一件除雾针轮5转子，和/或至少一件分散针轮3转子。针轮由金属丝或非金属丝针苗15自一定的直径上环周呈对称辐射状分布栽苗或挂苗、分层迭置组合而成。针苗15截面可以是园形或其它形状，可以等截面延伸，可以变截面延伸。针轮可以是U字形针苗15呈辐射状均匀密集排列挂在定位环16上，挂好针苗15的定位环16加隔环17、垫板22、压板20分层迭置经键板21和弹性挡圈18组合在轮毂19上的型式，即专利“用于物相分离的针轮”(ZL 982019991.2)。除雾针轮5和分散针轮3的直径或者旋转转速可以相同，也可以不同。分散针轮3的转速可以十分灵活采用。除雾针轮5的转速则必须视上行液珠的大小而定，液珠越小，转速应越大。除雾针轮5的直径小于塔体6出口直径。分散针轮3的大小自由度比较大。转速越大，针轮取小直径越宜。分散针轮3与塔体6内壁之间宜留一定的间隙，用以充分利用分散针轮3外围旋转影响从动区的能量。分散针轮3与除雾针轮5之间或多个分散针轮3之间有一定间距。除雾针轮5距排风口12有一定距离。分散针轮3的功能是首先，直接碰撞破碎液珠；其次，针轮旋转产生旋流，旋流产生以下效果。a、延长热液珠在塔体6内的运动路径长度。b、进一步雾化、分散水珠，增大液珠的比表面积。c、在微观上，旋转使冷气流环向流速增大数倍，能及时进行热传导气流转移，使液珠表面附近的蒸汽压力保持在低水平上，而其热梯度则保持在较大值上，所以热传导的速率大为提高，单位时间的散热量即散热强度显著提高，冷气流的利用率显著提高。d、在宏观上，旋流形成径向方向显著的热转移，改善塔体6内宏观的热传导条件。空气湿度大、温度大则其容重小。在旋流离心运动时，完成吸收热量和吸收水蒸汽的容重小的气流倾向于做向心扩散，冷气流则保持在外围或做离心扩散，使外围一定区域的热背景值保持在最低水平，成为塔内为高效散热区。旋流场的角速度适当增大，就容易达到中心总气压大于周边总气压，压力差达到显著的程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：高根树，
申请(专利权)人：高根树，
类型：发明
国别省市：