专利名称：流力冷却塔的制作方法
技术领域：
本实用新型系关于一种冷却塔，特别是关于一种将液体流喷出成连续水幕状高速流体，并藉以吸入外界冷却空气进行热交换之冷却塔。
在许多工业应用上需要将已加热之流体先行冷却，使该流体能用于其他用途。在下面所讨论之流体系以水为例而加以冷却。但实用新型所提供之冷却塔亦可适用于其他之流体。
目前使用最广泛之冷却加热流体之装置为冷却塔。传统冷却塔被分成下列两种型式。第一种型式是以压力通风原理来操作，系将一风扇安置在地面，将空气加压并经导管泵入冷却塔内，此加压之空气与热水接触时，可将水冷却。第二种型式之冷却塔为抽气通风式，系以一连接至冷却塔处之风扇经由塔内空间而抽引空气。在大多数抽气通风式冷却塔中，风扇被直接安装在塔之顶部，因此不需设置导管。
不管在压力通风式冷却塔或抽气通风式冷却塔中，经由塔之水流方向与空气流之方向相反(逆流)，或者是与空气流之方向交叉(交叉流)。在任一状况中，在冷却塔内配装之蜂巢包装块形状之热交换器，可提供空气和水间之较大接触面积。
一般而言，压力通风式冷却塔因不需要由塔结构本身来支持风扇及其关联之导管，因此，其塔结构不需要较佳之支撑性及结构强度，构造堪称简便；但是，由于空气系由塔外之位置间接导入塔内并在远离入口之位置从塔内排出之故，此种压力通风式冷却塔之冷却效率并不如预期般良好。
另一方面，抽气通风式冷却塔因空气能够经由一组在塔周围围绕等距离隔开之入口引入塔之下层部分，可获得堪称均匀之气流型能，因此其比压力通风式冷却塔更有效率。但是，此种塔之强度必需增加以便负荷风扇之特殊重量，此外，位于塔顶部所增加之风扇横剖面面积使塔对于抵抗强风更为困难；为了要获得适当之结构强度，必需选择如同钢等非常强固之材料来制造塔。钢结构之最重要缺点是终会生锈而缩短塔之使用寿命，而且钢结构成本很高，运输困难并且很难在需要位置上组合。虽然目前可使用如多元酯加强玻璃纤维(FRP)等强固之塑胶材料来部分取代钢结构，但其成本亦很高昂。
无论是压力通风或抽气通风式冷却塔均需设置抽引空气之风扇及马达，大型冷却塔复需有传动轴及减速机构之附属机构，以及热交换器内之散热木材等，不但徒然增加塔结构所占用之体积及所需费用，同时提高冷却塔工作时之噪音度。上述冷却无法在空气出口处加装祛水器，使部分冷却后之水粒子随空气流飞散出塔外之损失增高。
由此可见，一种构造简便轻巧而且冷却效率高之冷却塔，实为目前工业应用上所迫切需求者。
本实用新型提供一种喷流式冷却塔，系在一直立之管上开设一狭缝形轴向开口，该开口之开度得由调整螺丝调整之；将已加热之压力流体引入该直立管内，并由该狭缝形轴向开口喷出，喷出之流体成连续水幕状高速流体进入一扩散器内；在该扩散器前端，连续幕状高速流体所造成之负压作用，可大量吸入外界之冷却空气，使水流及气流在扩散器内充分混合而相互接触，以行热交换；在扩散器尾端之渐扩区域内，对该空气－水混合流体形成升压作用，以便快速排出热交换后之热空气流体。通过扩散器之混合流体中之空气流因升压作用及吸热作用，而由一设有祛水器之顶端出口快速排出；至于该混合流体中之水流则被一弧形之转向板阻挡，而流入底端储存柜内，并由一泵将该已冷却之水适时泵出。
上述本实用新型所提供之喷流式冷却塔不需要设置风扇及其导管，因此其冷却效率高于压力通风式冷却塔，但却不需使用如同抽气通风式冷却塔般之易生锈且昂贵之钢结构来制造。
该喷流式冷却塔所喷出之连续幕状水流，可以吸入较大流量之冷却空气流体，并藉一扩散器使水流及冷却空气流充分混合及接触，能有效提高其热交换效率，同时，利用扩散器后段渐扩区域将空气－水混合流体之运动能改变成压力能，使热交换后之热空气流升高其压力值而得以由顶端开口快速排出，相对地，将可提高自空气入口吸入冷却空气之流量，使该喷流式冷却塔可获得较习知装置更优良之冷却效率。
本实用新型之目的，即在于提供一种高效率、构造简单、水流飞散损失小、噪音低且不占用太大体积之喷流式冷却塔。
为了进一步了解本实用新型之特征及技术内容，请详细参阅以下有关本实用新型之详细说明与附图，然而所附图式仅供参考与说明用，而并非用来对本实用新型做任何限制者，有关之附图为
图1为本实用新型之喷流式冷却塔一较佳实施例之侧面视图；图2为同上实施例之顶面视图；图3为同上实施例之顶面透视图；图4为该冷却塔中喷流管之放大背面图；图5为沿著在图4中之5－5线所作成之剖面图；图6为本实用新型之喷流式冷却塔第二实施例之顶面视图，主要系由数个冷却塔并联而成一大型冷却塔；图7为同于图6所示实施例之侧面视图。
请参阅附图，本实用新型所提供之喷流式冷却塔10，系利用喷流管20将热水流30以连续幕状高速流体34之方式喷出，藉该幕状流体34造成之负压作用大量吸入外界冷却空气流32，两种流体在一扩散器42内充分混合及接触，进行热交换。被冷却后之水流36由一转向板14阻挡而流入底部储存柜16内暂时储存；吸热后之热空气流38则利用该转向板14而转向并由顶端出口18快速排出。
冷却塔10具有一外壳11，该外壳11系用来支持塔内之各种元件，该壳11可由不生锈且价格低廉之可塑性材料，例如聚乙烯，所整体制成之长方体结构，该壳11除了预定之开口外是不漏水而具水密效果。所称之开口包括外壳正面底部之水流入口12及出口13，以及分别位外壳正面及顶部面另一端之空气流入口17及出口18。
喷流管20为单支或数支直立并联方式设置于空气入口17之后方，喷流管20之管数可视外壳11之宽度而定。请参阅图4及图5系该喷流管20之放大视图，该喷流管20上仅开设有一轴向之狭缝开口22，该开口22系由两个相对之可挠性长条楔形板件23及24之间隙所界定，该两楔形板件间之间隙开度得由数个调整螺丝25调整之。在喷流管20之顶端设有一水密封套26，因此，该管20可接受由其底端开口27引入之流体，而仅由该狭缝形开口22导出流体。在本实用新型中，被加热之流体30，尤指水 流，在高压状态下经水流入口12引入喷流管20内，并由该狭缝形开口22将该压力热流体30之压力能转变成运动能，而以连续幕状高速流体34之形式喷出。因此，该狭缝形开口22之作用即在作为一异于传统喷雾式喷嘴之喷流嘴者。
由于该喷流管20系设于空气入口17后方且向塔10内部喷出连续幕状高速流体，可藉该幕状高速流体所造成之负压作用自空气入口17引入大量之外界冷却空气。该冷却空气流与水流均以相同之方向进入一设置于冷却塔内部之扩散器42内，该扩散器42包括一前段之渐缩区域44以及位于中段及后段之渐扩区域46及48。在前段渐缩区域44内，由喷流管20喷出之连续幕状高速流体34初期，因经喷流嘴22将流体之压力能转变成运动能，使其压力骤降而流速骤增所造成之负压作用，对外界冷却空气具有强力之喷射引入吸力，因此在该渐缩区域44内为喷射吸入区域并可提高吸入之冷却空气流量。在中段区域46内，空气流与水流相互接触而造成扰动混合。而在后段区域48内，空气流与水流得以充分混合而成全混合状态。在中段及后段之渐扩区域内46及48，空气与水之混合流体之运动能因截面积渐增而逐渐转变成压力能，因此在此渐扩区域内除可提高水流及冷却空气流之混合冷却效果外，并对该混合流体具有升压作用，可以提高空气流之排出压力。
在扩散器42之出口处设置有一弧形之转向板14，该转向板14可利于由扩散器42排出之空气一水混合流体之转向排出，并降低压损。该混合流体中之吸收热量及升压之空气流38经转向板14转折向上，而由顶面之空气出口18快速排出；至于混合流体中被冷却之水流36则被转向板14阻挡而向下流入一底部储存柜16内。该储存柜16内之已冷却水经一泵50由水流出口13泵出冷却塔外，以供工业应用上之其他用途，例如作为中央空气调节系统之冷却水等。
该空气入口17及喷流管20之周围设置有消音器52，该消音器52用以吸收水流由喷流管20喷出时及引入大量冷却空气相互混合时所产生之噪音。同时，于空气入口处罩设有一全覆式空气滤网58，以滤除吸入空气流中之灰尘及杂质。
在空气出口18处设置有祛水器54，该祛水器54系由复数个相互平行之弯曲板件所组成，可以挡住排出空气流中所含有之水粒，使随热空气流38排出外界之冷却水飞散损失降低至0.1％以下。
请参阅图6及图7，系在展示一种大型之并联式冷却塔60，该塔60系由复数个小型冷却塔62以两个一组相对排列之方式并联架设于一大型混凝土结构冷却水储存柜70上方。每一小型冷却塔62内部均具有直立式喷流管20、扩散器42、转向板14、消音器52、祛水器54、空气入口17及出口18等构件、至于该大型冷却塔60之水循环系统包括有一组进水总管64、一排水总管66、储存柜70及设于储存柜外之大型循环泵(图未示出)。该进水总管64将压力状态下之热水流平均分配输送至各小型冷却塔62之喷流管20内，使成连续幕状高速流体喷出，并在扩散器42内与吸入之冷却空气流充分混合冷却；热交换后之热空气流38由各空气出口18排出外界，而被冷却之水流36则顺著转向板14流入大型储存柜70内，再由大型循环泵经排水总管66抽出，以备工业上之应用。
上述本实用新型所提供之喷流式冷却塔10及60系利用喷流管将压力水流以连续幕状高速流体之方式向一扩散器内喷出，藉其造成之负压作用吸入外界之大量之冷却空气流，使之与水流在扩散器内充分混合冷却及提升空气之排出压力。因此，不需要设置传统冷却塔之风扇及空气导管等构件，使构造更为简化，可以使用不贵且不会生锈之可塑性材料制成塔结构体，可节约经费且可缩小其设备尺寸；此种喷流形式之冷却塔因吸入之冷却空气量大且施行热交换后之空气排出压力高，因此其冷却效率亦远大于传统型式之冷却塔。
权利要求1.一种喷流式冷却塔，其特征在于，包括有一外壳，该外壳具有一组空气入口及空气出口；用以引导加热流体流入塔内及流出之水循环系统，该水循环系统包括一用来暂时储存流体之储存柜；设置于塔内空气入口处之直立式喷流管，该喷流管上具有一轴向狭缝形开口之喷流嘴，该喷流管可将来自该水循环系统之加热流体以连续幕状高速流体之形式喷出；配置于塔内之扩散器，该扩散器具有一前段渐缩区域及中、后段渐扩区域，该前段区域用以辅助该喷射幕状流体自空气入口引入冷却空气，并由该中后段渐扩区域促使幕状流体与空气流完全混合及接触；以及一转向装置，系用以导引通过该扩散器之幕状流体及空气流以相反方向分别流入该储存柜内及自该空气出口排出。
2.根据权利要求1所述之冷却塔，其特征在于，其中一由复数个平行弯曲板材所组成之祛水器被设置于该空气出口处。
3.根据权利要求1所述之冷却塔，其特征在于，其中该空气入口及喷流管之周围设置有消音器。
4.根据权利要求1所述之冷却塔，其特征在于，其中该空气入口外罩设有一全覆式空气滤网。
5.根据权利要求1所述之冷却塔，其特征在于，其中该喷流嘴系由两个连接于该喷流管上之相对可挠性楔形板件间之间隙所界定。
6.根据权利要求5所述之冷却塔，其特征在于，其中该喷流管更具有旋接于该两个板件间之调整螺纹件，用以调整该两个板件间之间隙。
专利摘要一种流力冷却塔，由具有轴向狭缝形开口之一喷流管，将由外界引入之压力液体流成连续入幕状高速流体喷入一扩散器；在该扩散器内，水幕状高速液体流之运动能改为压力能，造成一吸入外界冷却空气之负压，该冷却空气流及水幕状液体流在扩散器内充分混合，进行热交换；加热后之空气流由具有祛水器之顶端出口排出；而放冷却之液体流则由一转向板导入底端储液柜内，并由一泵适时泵出。
文档编号F28C3/06GK2073101SQ9020753
公开日1991年3月13日 申请日期1990年5月21日 优先权日1989年5月22日
发明者陈家贤, 朱蒋来 申请人:陈家贤, 朱蒋来