Водоохладитель Советский патент 1993 года по МПК F28C1/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для охлаждения воды в оборотных системах, системах кондиционирования воздуха и т.п.

Известен водоохладитель, содержащий башню, размещенные в ней водораспределитель, ороситель, выполненный в виде горизонтальных решеток, водоуловитель в верхней части и воздуховходные окна в нижней, сборный бассейн.

Основным недостатком такого водоох- ладителя является невысокая эффективность тепломассообмена из-за дробления капель воды на оросителе, через который водяной поток перемещается под действием сил тяжести/недостаточных для создания мелкого распыла и образования тонкой водяной пленки, а также из-за невысоких относительных скрростей воздушного потока и охлаждаемой воды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является водоохладитель, содержащий вертикальный корпус, размещенный в корпусе вал с установленными на нем оросителем, выполнен- ным в виде роторов с наклонными лопатками, дополнительными роторами, размещенными между упомянутыми роторами с лопатками, установленными с противоположными углами наклона относительно роторов, установленных на валу, водораспределитель, водоуловитель, привод роторов, обеспечивающих вращение смежных роторов в противоположных направлениях, кольцевые перегородки, выполненные на внутренней стенке корпуса и размещенные .под роторами.

Основным недостатком такого водоох- ладителя является недостаточно высокая эффективность тепломассообмена из-за недостаточно развитой поверхности контакта в виде водяных брызг и капель, образующихся при срыве водяной пленки с лопаток роторов.

Цель изобретения - повышение эффективности тепломассообмена.

Указанная цель достигается тем, что в водоохладителе, содержащем вертикальный корпус, размещенный в корпусе вал с установленными на нем оросителем, выполненным в виде роторов с наклонными лопат- ками, дополнительными роторами, размещенными между упомянутыми роторами с лопатками, установленными с противоположными углами наклона относительно роторов, установленных на валу, водораспределитель, водоуловитель, привод роторов, обеспечивающий вращение смежных роторов в противоположных направлениях, кольцевые перегородки, выполненные на

внутренней стенке корпуса и размещенные под роторами, дополнительные роторы выполнены с большим диаметром, чем роторы, установленные на валу, привод дополнительных роторов выполнен в виде вертикальных стержней и независимых от в.ала опор, скрепленных с последними. Кроме того, водоохладитель может быть дополнительно снабжен отбойными пластинами,

установленными на стержнях и размещенными под кольцевыми перегородками, или дополнительно снабжен поперечными перегородками, установленными в роторах оросителя между лопатками, причем количество перегородки в каждом роторе определяется из выражения

Yj n-z j,

где j - порядковый номер ротора, считая сверху;

п - число лопаток в роторе;

г n/m.

m - количество роторов,

На фиг.1 показан водоохладитель; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Водоохладитель содержит вертикальный корпус 1, набранный из средних секций 2, верхней секции 3 с водоуловителем 4,

нижней секции 5, представляющей собой сборный резервуар 6 с водоотводящим патрубком 7, переливным патрубком 8. и секции 9 с воздухоприемными окнами 10. Внутри корпуса 1 размещен ороситель,

представляющий собой роторы 11 и дополнительные роторы 12, набранные из наклонных лопаток 13, причем роторы 11 жестко насажены на вал 14, а дополнительные роторы 1.2 на стержни 15, к которым прикреплены полувалы 16 и 17, Вал 14 размещен по оси корпуса 1 и проходит сквозь полувалы 16 и 17, причем полувал 16 пропущен сквозь отверстие в днище корпуса 5 и размещен в гильзе 18, которая прикреплена к внутренней поверхности днища секции 5. Вал 14 и полувал 16 состыкованы с валом приводного устройства 19 посредством редуктора 20, снабжены верхним 21 и нижним 22 подшипниковыми узлами и имеют возможность вра

щаться в противоположные стороны.

Роторы 11 и дополнительные роторы 12 расположены по высоте корпуса Т через один с разносторонним разворотом лопаток 13, причем под роторами 11 и 12 прикреплены

к корпусу 1 кольцевые перегородки 23, под которыми в свою очередь закреплены на вертикальных стержнях 15 отбойные пластины 24. Над верхним ротором 11 и 12 расположен водораспределитель 25. Гильза

18 снабжена сальником 26, а роторы 11 и 12

соде эжат поперечные перегородки 27, расположенные между некоторыми лопатками 13 и прикрепленные к ним.

Водоохладитель работает следующим образом,

3 ращение от приводного устройства 19 через редуктор 20 передается центральному в,злу 14 и полувалу 16. а через него вер- стержням 15. При этом роторы 11 и дополнительные роторы 12 начинают вращаться в противоположные стороны. Воз; ух, поступая через воздухоприемные окна 10, проходит сквозь роторы 11 и 12 и удаляется через водоуловитель 4. При вра- и роторов 11 и 12, поток воздуха, провдоль лопаток 13, на выходе с них чивается и направляется к корпусу 1.

щеж ходя закр

В ме кроторном пространстве и в пространстве иежду роторами 11 и корпусом 1 создается гурбулизированная воздушная зона со свободно закрученными газовыми струями. Причем эта турбулизация усиливается вращаю цимися отбойными пластинами 24. При поступлении охлаждаемой жидкости из воздухораспределителя 25 на верхний ротор 1J1 (12) за счет центробежных сил враща- ющепося ротора растекание жидкости по поверхности лопаток 13 от центра к периферии и образуется очень тонкая подвижная пленка. Минуя лопатки 13, часть пленочной

)сти отбрасывается к корпусу 1 в виде ь и брызг, которые практически созда- иан. Часть жидкости сбрасывается понижекость его с

ЖИДК

капе/ ют ту| перечными перегородками 27 на

эасположенный ротор 11 и 12. Жид- отброшенная к корпусу 1, стекает по

енкам вниз к кольцевым перегородормула изобретения 1, Водоохладитель, содержащий вертикальный корпус, размещенный в корпусе вал с установленными на нем оросителем, выпо/ ненным в виде роторов с наклонными лопатками; дополнительными роторами, размещенными между упомянутыми роторами с лопатками, установленными с проти- вополэжными углами наклона относительно ротор в, установленных на валу, водорасп- редел ятель, водоуловитель, привод роторов, с беспечивающий вращение смежных роторов в противоположных направлениях, кольц ;вые перегородки, выполненные на внутренней стенке корпуса и размещенные под рс торами, отличающийся тем, что, с цель ю повышения эффективности тепло- массообмена, дополнительные роторы выполнены с большим диаметром, чем роторы, устанс вленные на валу, привод дополнительных роторов выполнен в виде вертикам 23, а с них попадает на нижерасположенный ротор или дробится на капли вращающимися отбойными пластинами 24. В такой последовательности жидкость проходит через роторное пространство корпуса 1 и попадает в сборный резервуар 6. откуда отводится через патрубок 7. Влажный нагретый воздух удаляется в атмосферу, минуя водоуловитель 4.

0 При работе водоохладителя создается поверхность контакта двух сред в виде: тонкой подвижной пленки жидкости, образуемой на лопатках 13, и проходящим сквозь ротора 11 и 12 потоком воздуха; жидкости в

5 межроторном пространстве в виде срывающейся пленки и брызг и турбулизированным воздушным потоком; жидкости в пространстве между корпусом 1 и наружными кромками лопаток 13 в виде капель и брызг

0 (тумана) и свободно закрученных воздушных струй.

Охлаждение теплой воды происходит за счет ее интенсивного испарения и отвода тепла в проходящий через роторное про5 странство воздушный поток.

Равномерное распределение жидкости в межроторном пространстве осуществляется при помощи водораспределителя 25, кольцевых перегородок 23 и поперечных

0 перегородок 27. Причем число перегородок 27. устанавливаемых в каждом из роторов, определяется как

Yj n-zj, J 1, ..., m; где m - число роторов оросителя;

5 j - порядковый номер ротора (считая сверху);

п - числОаЛОпаток в роторе.

кальных стержней и независимых от вала опор, скрепленных с последними.

2. Водоохладитель по п. 1, о т л и ч а ю - щийся тем, что он дополнительно снабжен отбойными пластинами, установленными на стержнях, размещенных под кольцевыми перегородками.

3. Водоохладитель по пп.1 и 2, о т л и- чающийся тем, что он дополнительно снабжен поперечными перегородками, установленными в роторах оросителя между лопатками, причем количество перегородок в каждом роторе определяется из выражения

; Y,--n-z -j.

где - порядковый номер ротора, считая сверху; п -число лопаток в роторе;

;

где m - количество роторов

Фи г. 2