[发明专利]紧凑式旋流凝聚收水装置

说明书

本发明涉及一种紧凑式旋流凝聚收水装置，包括旋流通道、凝聚器以及疏水通道；旋流通道：包括喇叭管、进风管、叶片组件以及出风管，喇叭管连接在进风管下端且喇叭口朝向气流，出风管与进风管上端固接，叶片组件安装在进风管内，凝聚器贴合安装在出风管的内壁上；疏水通道：具有主疏水道以及多个次疏水道，主疏水道位于进风管上端，主疏水道的进口段位于进风管内垂直向下直面来流方向，主疏水道的出口段位于进风管外并垂直向下；次疏水道沿出风管外周从下至上设置，次疏水道的进口端与凝聚器相连。本发明基于惯性和凝聚机制，巧妙利用轴向旋流产生的两相流液滴浓度分布特点，使凝聚器作用面平行于气流的主流方向，几乎不增加额外阻力损失。

技术领域

本发明涉及冷却塔装备技术领域，尤其是一种紧凑式旋流凝聚收水装置。

背景技术

工业和民用冷却塔中均包含收水器，用于回收经换热填料和配水系统后逃逸上升的液滴，减少塔体的漂水损失，节约水资源的同时，减少对生态环境的负面影响。

收水器的基本工作原理是惯性分离，即利用液滴和空气的密度差，在气流偏转时使液滴脱离流线后接触壁面予以收集。因此，常规的收水器为折板型或弧线型，但是此类收水器的效率较低，在自然通风冷却塔中，实际收水效率不超过85％，机械通风冷却塔中的收水效率更低。

常规的折板型和弧形收水器可通过收紧板间距或增加沟槽来提高液滴分离效率，但受拓扑形式的限制，效率提升存在瓶颈，尤其对PM10以下雾滴的捕集异常困难。同时，收紧板间距或增加沟槽的方法还会大幅提高阻力损失。

微小液滴的持续逃逸将严重削弱冷却塔的消雾性能，长时间累积将造成水资源的大量浪费和周边生态环境的恶化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种紧凑式旋流凝聚收水装置，通过生成大尺度轴向旋流和多孔介质凝聚效应，在不占用额外空间、不带来额外阻力损失的前提下，大幅提高收水效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种紧凑式旋流凝聚收水装置，用于回收冷却塔中经换热填料和配水系统后逃逸上升的气流中的液滴，包括旋流通道、凝聚器以及疏水通道；

旋流通道：包括喇叭管、进风管、叶片组件以及出风管，喇叭管连接在进风管下端且喇叭口朝向气流，出风管与进风管上端固接，叶片组件安装在进风管内，凝聚器贴合安装在出风管的内壁上；

疏水通道：具有主疏水道以及多个次疏水道，主疏水道位于进风管上端，主疏水道的进口段位于进风管内垂直向下直面来流方向，主疏水道的出口段位于进风管外并垂直向下，主疏水道的进口段与出口段之间连接有水平过渡段；所述的次疏水道沿出风管外周从下至上设置，所述次疏水道的进口端与凝聚器相连。

具体说，所述的叶片组件包括叶片轴和若干个叶片，所述叶片围绕叶片轴环形均布，叶片的根部与叶片轴固定，叶片的顶部与进风管内壁固定，叶片轴的迎风面为半球形，所述叶片的迎流角为15～60°。

优选地，所述的凝聚器为编织型多层金属丝网或塑料丝网，凝聚器的轴向长度为从出风管进口延伸至出风管出口。

进一步地，所述的次疏水道包括沿出风管外壁从下至上依次设置的一级疏水道、二级疏水道以及三级疏水道，一级疏水道、二级疏水道及三级疏水道均由环形进口、倾斜段、垂直段和环形出口组成，其中环形进口与凝聚器相连，倾斜段连接垂直段构成疏水道的流路，倾斜段为锥形环状通道，垂直段为圆柱形环状通道。

所述的一级疏水道的出口段与主疏水道的出口段连通，三级疏水道的外侧直径小于喇叭管的喇叭口的直径，以有效防止进风通过疏水道将液滴反吹进旋流通道。

所述的一级疏水道、二级疏水道以及三级疏水道的环形进口的截面积依次变小。