基于分区收水的高效冷却塔

1.本发明涉及冷却塔技术领域，尤其涉及一种基于分区收水的高效冷却塔。


背景技术：

2.冷却塔的空气运转主要是依靠顶部风机的转动使得冷却塔内部的空气从风筒流出冷却塔，从而在冷却塔内形成负压，使得冷却塔外的空气能够通过百叶窗进入冷却塔内。
3.常见的冷却塔收水组件设置在喷淋组件与风机之间，喷淋组件中喷出的部分水滴夹在上升空气中向外运动，收水组件收集该部分液滴并汇聚形成大液滴后直接进入填料进行换热，然而汇聚形成的大液滴半径大，换热效果差；并且空气与喷淋组件喷出的水在填料组件中换热时，在填料当中的一些小的液滴，在冷却塔通风量较大的时候会夹杂在上升的空气之中随着空气向上流动，而这些液滴是经过填料换热之后的有一定降温效果的液滴，目前冷却塔不具备单独收集这部分液滴的收水组件。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中收水组件仅可收集空气从喷淋组件带上来的高温液滴，不具备单独收集与填料换热之后的有一定降温效果的液滴的问题，现提供一种基于分区收水的高效冷却塔。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于分区收水的高效冷却塔，包括塔体，所述塔体顶部设有风筒，所述风筒内部沿空气流动方向依次设有风机及第一收水组件，所述塔体内部由上至下依次设有喷淋组件、第二收水组件及填料组件；
6.所述第一收水组件用于收集由喷淋组件喷出且未经填料组件换热夹杂在上升空气中的高温液滴，所述高温液滴重新进入喷淋组件。传统的冷却塔收水器收集的该部分高温液滴在表面张力的作用下也不断从小液滴汇聚成为大液滴，成为大液滴之后在重力的作用下滴落到下部的填料中进行换热，但这些液滴相较于被喷淋组件喷出的液滴而言，其液滴半径大，所以气液接触面积小，换热效果差，此外这些液滴相较于被喷淋组件喷出的液滴的布水范围也小。故对于冷却塔的热力性能优化而言，这些被收水组件收集的液滴相较于被喷淋组件喷出的液滴而言热力性能差非常多，故本技术中的第一收水组件将高温液滴回收之后重新进入冷却塔的循环过程中，使其重新从喷头喷出，从而达到更好的热力性能。
7.所述第二收水组件用于收集经填料组件换热后夹杂在上升空气中的换热液滴，因该部分液滴已与填料换热，得到了冷却，对该部分的液滴进行收集不仅达到了节水效果，且避免了冷能流失。
8.上述技术方案利用第一收水组件收集空气从喷淋组件带上来的高温液滴，并使高温液滴重新进入喷淋组件喷出，第二收水组件收集空气从填料组件带上来的换热液滴，实现了分区收水，节省了水资源且提高了换热效果。
9.进一步的，所述第一收水组件包括若干呈上下分布的收水单元，所述收水单元包括由上至下依次分布的集水圆槽、导风板及集水板。若干收水单元将流体通道分成多个，由
于单个流体通道的垂直高度降低，从而降低了空气绕行导风板的流动阻力。
10.导风板焊接在风筒的侧壁上，所述集水板与导风板之间的间距远小于集水圆槽与导风板之间的间距，集水板与导风板之间留有的小间距主要作用是供收集的液滴通过，由于两者间距很小，绝大部分的空气都会向上流动绕过导风板，从集水圆槽与导风板之间通过，所以从导风板与集水板之间被空气带出的液滴非常少。所述集水板沿空气流动方向逐渐向上倾斜，相邻两个收水单元中下方的收水单元的集水圆槽位于上方的收水单元的集水板底面，位于最下方的收水单元中的集水板沿空气流动方向上的的后方设有出水孔。
11.空气经风机带动来到第一收水组件，在空气绕行的过程当中，由于液滴的惯性大，空气将会绕过导风板继续像前方流动，而液滴将会被甩入集水圆槽内，液滴将会在集水圆槽内被壁面捕集形成液膜，附着在集水圆槽的小液滴由于表面张力的作用将会不断聚合形成大的液滴，形成的大的液滴最终将会在重力的作用之下沿着集水圆槽的壁面流入到下方的集水板上，集水板倾斜设置，所以落入到集水板的液滴将会像下流动，最后从出水孔流出。
12.进一步的，所述第二收水组件包括两个扰流收水板，每个扰流收水板均包括基板，每个基板上均间隔开设有若干通槽，每个通槽的上方均设有上凸的弧形上弯折板，下方设有下凸的弧形下弯折板，所述上弯折板及下弯折板均分别自通槽相对的两个槽壁向对方弯曲形成，且上弯折板及下弯折板的尾部均与基板之间留有缺口，两个扰流收水板分别为左扰流收水板与右扰流收水板，所述左扰流收水板上的下弯折板均自右向左朝下弯曲，所述右扰流收水板上的下弯折板均自左向右朝下弯曲。
13.由于水的密度远大于空气的密度，所以夹杂着液滴的空气从扰流收水板下部像上流动的时候，首先从下弯折板与基板之间的缺口进入，然后通过通槽，最后从上弯折板与基板之间的缺口流出，由于水的惯性较大，大部分的液滴将会碰撞在上弯折板和下弯折板上形成液膜，由于液滴的表面张力作用，较小的液滴将会不断的聚集形成大的液滴，而大的液滴由于自身的体积增大最终将在重力的作用下重新向下落入收水池。
14.进一步的，所述风机包括主流风机及辅助风机，所述风筒包括供主流风机安装的通风段、供辅助风机安装的弧形段及供第一收水组件安装的收水段；主流风机将塔体内部的空气向上排出，辅助风机位于弧形段的中间部位，辅助风机的风向角度使空气转向，使空气的流动方向与集水板的倾斜方向一致，确保进入冷却塔内的空气能够尽快的流出冷却塔，从而保证整塔的通风性能。
15.进一步的，上弯折板的尾部向下弯曲形成有挡边，来阻挡空气中的液滴。
16.进一步的，所述集水板沿空气流动方向上的前端设有挡板，来阻止从集水板与导风板之间通过的空气中夹杂的液滴。
17.进一步的，两个基板之间设有连接杆，所述连接杆自上而下贯穿开设有通孔，且两个基板自上而下逐渐远离，喷淋组件喷出的水沿着倾斜的基板、基板上的通槽及连接杆上的通孔流入填料。
18.进一步的，所述集水圆槽槽壁向下延伸有导引段，所述导引段向相反于空气流动的方向逐渐弯曲，每个集水圆槽具有两个导引段，位于沿空气流动方向后端的导引段有利于空气进入集水圆槽与其发生碰撞形成液膜，前端的导引段有利于集水圆槽内的小液滴汇聚形成大液滴并落在集水板上。
19.本发明的有益效果是：本发明利用第一收水组件收集空气从喷淋组件带上来的高温液滴，收集此部分的高温液滴后，将高温液滴重新进入喷淋组件喷出，第二收水组件收集空气从填料组件带上来的换热液滴，实现了分区收水，节省了水资源且提高了换热效果。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
21.图1为本发明的结构示意图；
22.图2为本发明的剖视图；
23.图3为第一收水组件的立体图；
24.图4为第一收水组件的主视图；
25.图5为图4中a部分的局部放大图；
26.图6为第二收水组件的立体图；
27.图7为第二收水组件的主视图；
28.图中：
29.1、塔体；2、风筒；201、通风段；202、弧形段；2021、安装孔；203、收水段；3、主流风机；4、辅助风机；5、第一收水组件；501、集水圆槽；5011、导引段；502、导风板；503、集水板；504、出水孔；505、挡板；6、喷淋组件；7、第二收水组件；701、基板；7011、通槽；702、上弯折板；7021、挡边；703、下弯折板；704、缺口；705、连接杆；7051、通孔；8、填料组件；9、百叶窗；
具体实施方式
30.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照例如，上、下、左、右、等等可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
31.实施例一：
32.如图1-图7所示，本发明是一种基于分区收水的高效冷却塔，包括塔体1，所述塔体1顶部设有风筒2，所述风筒2内部沿空气流动方向依次设有主流风机3、辅助风机4及第一收水组件5，所述风筒2包括供主流风机3安装的通风段201、供辅助风机4安装的弧形段202及供第一收水组件5安装的收水段203，通风段201沿竖直方向延伸且延伸长度较小，收水段203近似为沿水平方向延伸，弧形段202连接通风段201及收水段203且其中间部位开设有供辅助风机4安装的安装孔2021，主流风机3将塔体1内部的空气向上排出，辅助风机4位于弧形段202的中间部位，辅助风机4的风向角度将使空气转向，确保进入冷却塔内的空气能够尽快的流出冷却塔，从而保证整塔的通风性能。
33.对空气的的流向进行转向。塔体1底部设有供空气进入的百叶窗9，塔体1内部由上至下依次设有喷淋组件6、第二收水组件7、填料组件8及收水池；
34.所述第一收水组件5用于收集由喷淋组件6喷出且未经填料组件8换热夹杂在上升空气中的高温液滴，所述高温液滴重新进入喷淋组件6。传统的冷却塔收水器收集的该部分高温液滴在表面张力的作用下也不断从小液滴汇聚成为大液滴，成为大液滴之后在重力的
作用下滴落到下部的填料中进行换热，但这些液滴相较于被喷淋组件6喷出的液滴而言，其液滴半径大，所以气液接触面积小，换热效果差，此外这些液滴相较于被喷淋组件6喷出的液滴的布水范围也小。故对于冷却塔的热力性能优化而言，这些被收水组件收集的液滴相较于被喷淋组件6喷出的液滴而言热力性能差非常多，故本技术中的第一收水组件5将高温液滴回收之后重新进入冷却塔的循环过程中，使其重新从喷头喷出，从而达到更好的热力性能。
35.所述第一收水组件5包括若干呈上下分布的收水单元，所述收水单元包括由上至下依次分布的集水圆槽501、导风板502及集水板503，若干收水单元将流体通道分成多个，由于单个流体通道的垂直高度降底，从而降低了空气绕行导风板502的流动阻力。
36.导风板502焊接在风筒2的侧壁上，所述集水板503与导风板502之间的间距远小于集水圆槽501与导风板502之间的间距，集水板503与导风板502之间留有的小间距主要作用是供收集的液滴通过，由于两者间距很小，所以绝大部分的空气都会向上流动绕过导风板502，从集水圆槽501与导风板502之间通过，所以从导风板502与集水板503之间被空气带出的液滴非常少，且集水板503沿空气流动方向上的前端设有挡板505，来阻止从集水板503与导风板502之间通过的空气中夹杂的少量液滴。所述集水板503沿空气流动方向逐渐向上倾斜，辅助风机4使空气的流动方向与集水板503倾斜的方向一致，保证空气更好的流通。相邻两个收水单元中下方的收水单元的集水圆槽501位于上方的收水单元的集水板503底面，位于最下方的收水单元中的集水板503沿空气流动方向上的后方设有出水孔504，出水孔504与喷淋组件6的进水口连通。
37.所述集水圆槽501槽壁向下延伸有导引段5011，所述导引段5011向相反于空气流动的方向逐渐弯曲，每个集水圆槽501具有两个导引段5011，位于沿空气流动方向后端的导引段5011有利于空气进入集水圆槽501与其发生碰撞形成液膜，前端的导引段5011有利于集水圆槽501内的小液滴汇聚形成大液滴并落在集水板503上。
38.空气经主流分机3及辅助风机4带动来到第一收水组件5，在空气绕行的过程当中，由于液滴的惯性大，空气将会绕过导风板502继续像前方流动，而液滴将会被甩入集水圆槽501内，液滴将会在集水圆槽501内被壁面捕集形成液膜，附着在集水圆槽501的小液滴由于表面张力的作用将会不断聚合形成大的液滴，形成的大的液滴最终将会在重力的作用之下沿着集水圆槽501的壁面流入到下方的集水板503上，集水板503倾斜设置，所以落入到集水板503的液滴将会向下流动，最后从出水孔504流出。
39.所述第二收水组件7用于收集经填料组件8换热后夹杂在上升空气中的换热液滴，因该部分液滴已与填料换热，得到了冷却，对该部分的液滴进行收集不仅达到了节水效果，且避免了冷能流失。
40.所述第二收水组件7包括两个扰流收水板，每个扰流收水板均包括基板701，每个基板701上均间隔开设有若干通槽7011，每个通槽7011的上方均设有上凸的弧形上弯折板702，下方设有下凸的弧形下弯折板703，所述上弯折板702及下弯折板703均分别自通槽7011相对的两个槽壁向对方弯曲形成，且上弯折板702及下弯折板703的尾部均与基板701之间留有缺口704，上弯折板702的尾部向下弯曲形成有挡边7021，来进一步阻挡空气中的液滴，两个扰流收水板分别为左扰流收水板与右扰流收水板，所述左扰流收水板上的下弯折板703均自右向左朝下弯曲，所述右扰流收水板上的下弯折板703均自左向右朝下弯曲。
两个基板701之间设有连接杆705，所述连接杆705自上而下贯穿开设有通孔7051，且两个基板701自上而下逐渐远离，喷淋组件6喷出的水沿着倾斜的基板701、基板701上的通槽7011及连接杆705上的通孔7051流入填料组件8。
41.由于水的密度远大于空气的密度，夹杂着液滴的空气从扰流收水板下部向上流动的时候，首先从下弯折板703与基板701之间的缺口704进入，然后通过通槽7011，最后从上弯折板702与基板701之间的缺口704流出，在液滴的惯性作用下，大部分的液滴将会碰撞在上弯折板702和下弯折板703上形成液膜，由于液滴的表面张力作用，较小的液滴将会不断的聚集形成大的液滴，而大的液滴由于自身的体积增大最终将在重力的作用下重新向下落入收水池。
42.工作原理：
43.喷淋组件6中喷出的热水与百叶窗9进入的空气在填料组件8内部进行换热，换热后的空气经主流风机3作用向上运动，运动过程中首先经过第二收水组件7，夹杂着从填料组件8带上来的经过换热后的换热液滴的空气与两个扰流收水板产生碰撞形成液膜，汇聚形成大液滴后重新落入收水池；然后空气通过主流风机3的作用继续向上运动，经过喷淋组件6时夹杂了部分从喷淋组件6直接喷出的液滴，空气经辅助风机4转向后到达第一收水组件5，夹杂着从喷淋组件6带上来的高温液滴的空气与导风板502接触，空气绕过导风板502向外流出，液滴被甩入集水圆槽501形成液膜，汇聚成大液滴后掉落到集水板503上并从出水孔504流出，经过收集之后进入喷淋组件6重新喷出。
44.上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种基于分区收水的高效冷却塔，其特征在于：包括塔体(1)，所述塔体(1)顶部设有风筒(2)，所述风筒(2)内部沿空气流动方向依次设有风机及第一收水组件(5)，所述塔体(1)内部由上至下依次设有喷淋组件(6)、第二收水组件(7)及填料组件(8)；所述第一收水组件(5)用于收集由喷淋组件(6)喷出且未经填料组件(8)换热夹杂在上升空气中的高温液滴，所述高温液滴重新进入喷淋组件(6)；所述第二收水组件(7)用于收集经填料组件(8)换热后夹杂在上升空气中的换热液滴。2.根据权利要求1所述的基于分区收水的高效冷却塔，其特征在于：所述第一收水组件(5)包括若干呈上下分布的收水单元，所述收水单元包括由上至下依次分布的集水圆槽(501)、导风板(502)及集水板(503)，所述集水板(503)与导风板(502)之间的间距小于集水圆槽(501)与导风板(502)之间的间距，所述集水板(503)沿空气流动方向逐渐向上倾斜，相邻两个收水单元中下方的收水单元的集水圆槽(501)位于上方的收水单元的集水板(503)底面，位于最下方的收水单元中的集水板(503)沿空气流动方向上的后方设有出水孔(504)。3.根据权利要求1所述的基于分区收水的高效冷却塔，其特征在于：所述第二收水组件(7)包括两个扰流收水板，每个扰流收水板均包括基板(701)，每个基板(701)上均间隔开设有若干通槽(7011)，每个通槽(7011)的上方均设有上凸的弧形上弯折板(702)，下方设有下凸的弧形下弯折板(703)，所述上弯折板(702)及下弯折板(703)均分别自通槽(7011)相对的两个槽壁向对方弯曲形成，且上弯折板(702)及下弯折板(703)的尾部均与基板(701)之间留有缺口(704)，两个扰流收水板分别为左扰流收水板与右扰流收水板，所述左扰流收水板上的下弯折板(703)均自右向左朝下弯曲，所述右扰流收水板上的下弯折板(703)均自左向右朝下弯曲。4.根据权利要求1所述的基于分区收水的高效冷却塔，其特征在于：所述风机包括主流风机(3)及辅助风机(4)，所述辅助风机(4)用于将空气转向至第一收水组件(5)，且所述风筒(2)包括供主流风机(3)安装的通风段(201)、供辅助风机(4)安装的弧形段(202)及供第一收水组件(5)安装的收水段(203)。5.根据权利要求3所述的基于分区收水的高效冷却塔，其特征在于：上弯折板(702)的尾部向下弯曲形成有挡边(7021)。6.根据权利要求2所述的基于分区收水的高效冷却塔，其特征在于：所述集水板(503)沿空气流动方向上的前端设有挡板(505)。7.根据权利要求3所述的基于分区收水的高效冷却塔，其特征在于：两个基板(701)之间设有连接杆(705)，所述连接杆(705)自上而下贯穿开设有通孔(7051)，且两个基板(701)自上而下逐渐远离。8.根据权利要求2所述的基于分区收水的高效冷却塔，其特征在于：所述集水圆槽(501)槽壁向下延伸有导引段(5011)，所述导引段(5011)向相反于空气流动的方向逐渐弯曲。

技术总结
本发明涉及冷却塔技术领域，尤其涉及一种基于分区收水的高效冷却塔，包括塔体，塔体顶部设有风筒，风筒内部沿空气流动方向依次设有风机及第一收水组件，塔体内部由上至下依次设有喷淋组件、第二收水组件及填料组件；本发明利用第一收水组件收集空气从喷淋组件带上来的高温液滴，收集此部分的高温液滴后，将高温液滴重新进入喷淋组件喷出，第二收水组件收集空气从填料组件带上来的换热液滴，实现了分区收水，节省了水资源且提高了换热效果。节省了水资源且提高了换热效果。节省了水资源且提高了换热效果。


技术研发人员：赵宥畅 张琳 杨嘉晞 刘磊 奚颖 杨露 刘吴祥 张珈恺
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/9