一种喷雾冷却装置的制作方法

文档序号:13685016
一种喷雾冷却装置的制作方法

本实用新型涉及一种喷雾冷却装置。



背景技术:

喷雾冷却装置将热水向外喷射,与外周的空气接触以进行热交换,从而加速冷却,经冷却的水落下以供重复使用。为了增加水与空气的接触面积,需要将水尽量打散,传统的冷却塔需要用抽风电机,利用风叶转动将喷出的水流吹散成小液滴,加速水气的换热速率,但这种方式需要额外使用电机旋转产生风力,不仅耗电而且在电机运转的过程还产生热量,不利于散热。

目前已有利用水流喷射时的反冲力带动扇叶旋转的装置,喷头呈一球形,水流从进水口进入腔体内,并从出水口喷出,水流在腔体中的流向呈直角,阻碍了水流的冲击力度,其喷头所喷出的水流力度较小,对水流的利用率不高,扇叶形成的风力较小,无法有效地将喷出的水流打散成细小的水雾,换热效率无法进一步提升。



技术实现要素:

本实用新型提供一种喷雾冷却装置,仅利用水流的反推力带动扇叶旋转,其利用了离心增压的原理,具有更好的雾化效果,换热效率更高,具体方案如下:

一种喷雾冷却装置,包括内芯和外转子,所述内芯设置水流通道,所述外转子转动套装于所述内芯上,所述内芯流出的水经所述外转子上周向设置的外喷口向外喷射;所述外转子的底部设置与其同步转动的第一扇叶;所述外喷口连接喷头,所述喷头上设置向侧方喷水的喷嘴;所述喷头的内腔中与所述喷嘴相对的一侧设置底大顶小、横截面为圆形的导流柱,水流环绕所述导流柱螺旋流动并经所述喷嘴喷出。

可选地,所述喷头包括上盖和下底,所述喷嘴呈喇叭形设置在所述上盖的外侧;所述导流柱设置于所述下底的内侧。

可选地,所述导流柱沿轴向贯通开设通风道;所述喷嘴的喇叭形开角为45~60度;进水口的进水方向与所述喷嘴的喷射方向垂直。

可选地,所述通风道腔体的横截面从进风侧向出风侧渐缩;所述导流柱的高度与所述下底的顶端齐平。

可选地,所述喷头的进口端设置连接柱,所述连接柱通过喷杆连接于所述外转子;所述连接柱与所述喷杆采用螺纹连接,所述喷杆与所述外转子采用螺纹连接。

可选地,所述内芯上设置的水流通道为圆角矩形;所述喷头的水流喷射的切线与水平面的夹角为20~30度。

可选地,所述外转子的正上方设置与其同步转动的第二扇叶,所述第二扇叶转动时所覆盖的面积小于所述第一扇叶。

可选地,所述内芯设置台阶,所述外转子套装于台阶下方尺寸较大处,台阶上方尺寸较小处设置转动套,所述内芯的顶部固定连接上盖,所述上盖、所述转动套和所述外转子将所述内芯密封;所述内芯和所述外转子、所述内芯和所述转动套之间设置石墨环。

可选地,所述上盖与所述转动套之间设置第一石墨环,所述转动套与所述内芯之间设置第二石墨环,所述所述外转子和所述内芯之间设置第三石墨环和第四石墨环。

可选地,所述第二石墨环上沿周向开设圆环形的避让槽;所述第三石墨环和所述第四石墨环的内壁沿周向设置多个圆弧形的凹槽;所述上盖与所述内芯之间通过螺栓固定连接;所述转动套与所述外转子之间通过螺栓固定连接。

本实用新型提供了一种喷雾冷却装置,包括内芯和外转子,内芯设置水流通道,外转子套装于内芯上,水经水流通道流入外转子与内芯之间的空间中,并经外转子上周向设置的外喷口将水向外喷射,外转子与内芯之间可发生相对旋转;外喷口上连接喷头,外转子与内芯之间的水经喷头向侧方喷射到外界;喷头的内腔中与喷嘴相对的一侧设置底大顶小、横截面为圆形的导流柱,水流绕导流柱螺旋流动并经喷嘴向外喷出。

该装置利用了喷头的反作用力带动外转子旋转,进一步带动第一扇叶转动吹散水流,不需使用电力,节能环保。本申请在喷头的内腔中设置了导流柱,导流柱的底大顶小,可以对进水口流入的水流进行导向,水流从导流柱的一侧流入,导流柱与喷头的内腔共同构成一个环形的通道,利用水流旋转产生的离心力起到增压的效果,水流以更高的速度向外喷出,具有更大的反推力,带动外转子以更高的速度旋转,第一扇叶具有更大的出风量,喷出水的雾化效果更好,与空气的接触面积更大,换热率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为喷头的正视图;

图1B为喷头的侧视图;

图1C为喷头的俯视图;

图2为内芯的结构示意图;

图3为外转子的结构示意图;

图4A为第一石墨环的结构图;

图4B为第二石墨环的结构图;

图4C为第三石墨环的结构图;

图4D为第四石墨环的结构图。

其中包括:

内芯1、外转子2、外喷口21、喷头3、喷嘴31、导流柱32、连接柱4、第一石墨环51、第二石墨环52、第三石墨环53、第四石墨环54。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种喷雾冷却装置,仅利用水流的反推力带动扇叶旋转,其利用了离心增压的原理,具有更好的雾化效果,换热效率更高。

为了使本领域的技术人员更好的理解本实用新型的技术方案,下面将结合附图及具体的实施方式,对本申请的喷雾冷却装置进行详细的介绍说明。

本实用新型公开了一种喷雾冷却装置,包括内芯1和外转子2,内芯1设置水流通道,外转子2转动套装于内芯1上,使用时内芯1保持固定不动,外转子2绕内芯1旋转运动;水从内芯1的内部向外流动,进入内芯1和外转子2之间的间隙中,外转子2上沿周向设置外喷口21,内芯1流出的水经外喷口21流出,外转子2的底部设置与其同步转动的第一扇叶;外转子2上连接喷头3,喷头3上设置用于出水的喷嘴31,外转子2中流出的水经过喷嘴31向外喷出,喷嘴31朝向侧方,当喷嘴31向侧方喷水时,水流会对喷头3产生反向的推力,进而推动外转子2作周向的旋转运动,外转子2再带动第一扇叶旋转;第一扇叶转动产生向上的风力,将喷嘴31中喷出的水流打散雾化。

如图图1A至图1C所示,分别为喷头3的正视图、侧视图、俯视图;喷头3的内腔中设置导流柱32,导流柱32与喷嘴31相对设置,导流柱32的轴向与喷嘴31的中心重合,导流柱32底大顶小、横截面为圆形,也就是说其尺寸由下向上渐缩,这里所说的底是导流柱32与喷嘴3连接的一端。水流环绕导流柱32螺旋流动并经喷嘴31喷出,进水口对准导流柱32的一侧,在导流柱32与喷头3的内壁之间形成水流通道,由于导流柱32的分隔,使水流以螺旋流动的方式向上流动,最终经喷嘴31流出,水在旋转时会产生离心力,加速其流速,在喷出时具有更高的速度,对喷头3产生更强的反作用力,在相同的进水速度下,外转子2的转动速度更高,第一扇叶所形成的风力更大,喷出的水被打碎成更小的水滴,换热面积加大。

本申请所提供的喷雾冷却装置,利用喷雾时对喷头3产生的反向推力使外转子2转动,进而使第一扇叶转动向上出风,风力的产生不需使用电能,也不产生额外的热量,达到节能环保的目的。

具体地,本申请中的喷头3包括上盖和下底,两者共同构成了整体喷头3的主体结构,其自身的形状确定了喷头3的外形,上盖与下底两者相互结合形成内部中空的腔体,以便于生产加工,两者的连接结构可为螺栓连接固定等形式;喷嘴31呈喇叭形设置在上盖的外侧,喷嘴31与上盖相连接的部分为口径较小的一端,伸出端为口径较大的一端,喷出水流呈放射状,具有更好的雾化效果。喷嘴31与喷头3连接的端部可连接在喷头3的表面,也可伸入到喷头3的腔体内。导流柱32设置于下底的内侧,导流柱32指向喷头3的开口。一般地,喷嘴31设置在上盖的中心位置,导流柱32设置在下底的中心位置,以便于安装。

为了使喷嘴31喷出的水流雾化效果更好,本申请在导流柱32上开设通风道,通风道沿轴向开设在导流柱32的中心位置,保持下底内腔与外部连通,当喷头3绕外转子2转动时通风道迎风运动,气流经通风道进入喷头3的内腔中,由于导流柱32向上伸出靠近喷嘴31,水在喷出之前受到气流冲击,预先被吹散,雾化效果进一步加强。

具体地,喷嘴31的喇叭形开角为45~60度;喷头3连接进水口的进水方向与喷嘴31的喷射方向垂直,使外转子2受到的扭矩达到最大,当然,进水方向与喷嘴还可采用其他的夹角,这些也都包含在本申请的保护范围之内。

优选地,本申请中通风道腔体的横截面从进风侧向出风侧渐缩,其形状与导流柱32的形状相似,进风端的面积大,可使更多的风进入,进风道的尺寸渐缩,风量一定横截面缩小,气体在进入腔体前加速流动,使气流的冲击力得以加强。导流柱32的最顶端低于喷嘴31的最底端,也即导流柱32不伸出到喷嘴31之外,气流的冲击力完全作用于腔体中的水,气流的利用率更高;一般地,导流柱32顶端距离喷嘴31底端的距离约为2~3cm,对水形成有效的冲散力度,冲散后立刻经喷嘴31喷出。

喷头3的进口端设置连接柱4,连接柱4连通进水口,连接柱4通过喷杆连接于外转子2,通过喷杆加长动力臂,喷头3对外转子2的扭矩更大。连接柱4与喷杆采用螺纹连接,喷杆与外转子2之间同样采用螺纹连接,通过两段螺纹连接结构,可调节喷嘴31的朝向,优选地,喷头3的水流喷射的切线与水平面的夹角为20~30度,以25度为佳,这里的角度是指通过调节喷嘴31的朝向得到的出射夹角,喷嘴31倾斜向上喷射将水向上扬起,便于下方第一扇叶的风力吹动。因喷杆与水平面间也存在夹角,此夹角一般设置在45度以内,动力臂较大的前提下,使喷头3可倾斜向上喷水。内芯1上设置的水流通道为圆角矩形,内芯1上的水流通道口径大于外转子2上的外喷口的尺寸。

第一扇叶布置的位置位于外转子的外侧,风力无法到达外转子2的上方,在中心区域形成真空带,因此本申请在外转子的正上方设置与其同步转动的第二扇叶,由第一扇叶在外侧扇风,第一扇叶在内侧扇风,第一扇叶的尺寸大于第二扇叶,第二扇叶所覆盖的面积小于第一扇叶,两者相互形成互补,保证各处的水均可被风吹动。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上,本申请的内芯1设置台阶,如图2所示,为内芯1的结构示意图,图3为外转子2的结构示意图;内芯1的外径下大上小,外转子2套装于台阶下方尺寸较大处,台阶上方尺寸较小处设置转动套,外转子2与转动套均可绕内芯1旋转,转动套位于外转子2的上方,呈上下贯通的筒形结构,内芯1的顶部固定连接上盖,上盖、转动套和外转子将内芯1密封,工作时内芯1和上盖保持静止,转动套和外转子2围绕内芯1旋转。内芯1和外转子2之间设置石墨环,内芯1和转动套之间设置石墨环,通过石墨环对摩擦部件实现润滑。

具体地,上盖与转动套之间设置第一石墨环51,转动套与内芯1之间设置第二石墨环52,外转子2和内芯1之间设置第三石墨环53和第四石墨环54,第三石墨环53和第四石墨环54一上一下布置,达到均匀受力。图4A至图4D分别表示第一石墨环、第二石墨环、第三石墨环和第四石墨环的结构图。

第二石墨环上沿周向开设圆环形的避让槽,用于与相应的结构配合装配;第三石墨环53和第四石墨环54的内壁沿周向设置多个圆弧形的凹槽,凹槽的方向与其轴向相同,用于水流流动。上盖与内芯1之间通过螺栓固定连接,上盖通过多个螺栓固定于内芯1的上表面;转动套与外转子2之间通过螺栓固定连接,在周向上设置多个螺栓,从上向下穿过转动套与外转子2的顶部连接。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理,可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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