立式流力冷却塔 【技术领域】
本发明是关于一种免用马达风扇的冷却水塔，特别是指一种方形或圆形立式且热交换效果较好的流力冷却塔。
背景技术
本发明人曾经申请一种水平式喷流式冷却塔，在直管上开设狭缝形径向开口，开口的开度可调整；将已加热的压力液体引玉直管内，并由该狭缝形径向开口水平喷出，喷出的流体成连续水幕状高速流体进入扩散器内；在扩散器前端连续幕状高速流体造成负压作用，可大量吸入外界冷却空气，使水流及气流在扩散器内充分混合而相互接触，进行热交换；在扩散器后端的渐扩区域内，对混合流体形成升压作用，以便快速排出热交换后的热空气流体。利用扩散器尾端的转向板将水平的混合流体转向成朝上，经除水器分离后的热空气快速排出，液体则向下掉落至集液盘，由一泵浦将冷液体泵出以循环冷却外部设备。这种水平式的结构，所占的空间较大，水平喷泉出的液体热交换的效果不是很好，而且是一次冷却的方式，热空气的排放口较小，排放效果差，相对延缓冷却空气的导入，于是，本发明人乃进行改良，将水平式改为立式，相对于习知圆形冷却塔，需要在塔底或塔顶设置风扇与马达，以抽入外界空气与塔内所装设的散热片进行热交换，其效率有限，且有机械电器上维修问题，更会使水滴飞散，浪费水源及影响环境卫生，本发明在排放口装有除水器分离液气态，液态水不会产生飞散损失，结构简单设置组装方便。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种立式流力冷却塔，为一种免用冷却风扇，以流体动能配合扩散器吸入外界冷却空气进行热交换的流力冷却塔，形状为立式的圆柱体形或长方体形，长方体形可视容量需求，以并联方式组接在一起，供独立或共同使用，一、能节省设置空间，任何角度位置均可设置；二装有除水器不会有飞散损失，能节省水源，维持卫生；三、结构简单，冷却容量可弹性组合，施工快速，装设简单；四、外观亮丽，塔体可与建筑物配合设计，不影响视觉景观；五、具有二次冷却装置，使热交换效果为目前世界上最佳的；六、免除冷却风扇、传动皮带、马达、减速机设置成本与维修困扰；七、无风扇及转动组件的运转噪音；八、为总耗电较少的装置。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
图1为本发明的长方体形正视部分剖面图；
图2为本发明的长方体形侧视图；
图2A为本发明的长方体形中的喷流管部分侧视图；
图3为本发明的圆柱体形正视图；
图3A为本发明的圆柱体形上视图；
图3B为本发明的图3A的B-B剖视图；
图3C为本发明的图3的C-C剖视图；
图4为本发明中的喷流管部分上视图；
图5为本发明图4的A-A剖视图；
【具体实施方式】
请参阅图1与图2，为本发明方式长方体形流力冷却塔10两腔(Cell)式结构，以下以单腔来说明，热液体40由塔体一侧中间处的液体入口11导经横置的喷流管20，将热液体40向上以连续幕状高速流体41喷出，使流体41喷入扩散器(diffuser)30喉部上方，造成扩散器30喉部下方负压，由塔体下方空气入口13吸入大量的外界冷却空气43形成空气流向上流动，使同向流动的空气流与流体41在扩散器30内做液气态混合及接触，进行热交换。热空气45向上经除水器18做液气分离除水后，热空气45由塔顶空气排放口19快速排出；分离的冷却液体42落下，冷却液体42于下降途中不断与流入的冷却空气43进行热交换的再次冷却，直到离开扩散器30，再进入散热器15进行二次散热后落下，冷却液体经消音毡51消除水声一滤除杂物后，流入塔体底面集液盘50，再利用一泵浦由液体出口12抽出循环应用。
冷却塔10具有一塔体1，由不生锈可回收塑性材料或镀锌钢板制成的结构体，塔体1除塔顶的热空气排放口19与近下端周侧的冷却空气入口13外，是不漏水且具水密性效果，空气入口13通常由百叶式(louvers)叶片所组成，利用斜向内向下的叶片14形成导风板导入冷却空气43，亦可防止异物进入。在塔体1的空气入口13内上方设有一散热器15，为装置片状的散热材，具有二次散热的功效。
在散热器15的止方接设有扩散器30，而其交界处设有一喷流管20，喷流管20径向外表的上端面设有宽大的上凸缘21(如图5)，在上凸缘21间隔开设有数开口22(如图4)，于每一开口22嵌置有一V形喷嘴23(如图5)，使流入的热液体40仅能由各喷嘴23喷出；喷流管20一端为开口端24，紧迫压入一法兰25中(如图2A)并利用数螺丝将法兰25固接在塔体1的侧壁1a上，能利用法兰25向外接导管以引入热液体；喷流管20另一端为闭口端26，利用一封塞27以紧迫方式塞入封闭，封塞27以外端面中间的凸柱271穿出对向侧壁1b，再以一螺帽28锁接于凸柱271表面所设的外螺牙，为先把喷流管20一端与法兰25接合后，将喷流管20插入塔体1内，再使喷流管20另一端与封塞25接合；喷流管20径向外表的下端面设有下凸缘29，以加强喷流管20本身强度。
扩散器30包括下段的渐窄部31及中段的喉部32及上段的渐`阔部33，在喉部32内的高速流体41，因经喷流嘴21将流体的压力能转变成运动能，压力骤降使扩散器30下段形成负压区峄外界冷却空气43形成强力喷射引入(jestsuction inlet)；在中段喉部32冷却空气43和高速流体41的液滴相互接触，造成液气态扰动混合(turbulent mixing)，并在上段渐阔部33冷却空气43与雾状液滴形成液气态的混合流体，其运动能因截面积渐增，逐渐变成压力能，因此具有很高地混合冷却效果，并对混合流体具有升压作用，同时提高热空气45的排出压力。完全应用热空气自然上繁荣昌盛原理与流体流动产生升压作用等自然现象，达成本发明的功用，不需如习知设置抽风机与马达等机械元件。
该混合液气态流体中的热空气45经于塔体1顶端的除水器18(misteliminator)将空气中所含液体分离后，再直接由空气排放口19快速排出，除水器18由具曲折通道的板件组成，使随热空气45排出的液体飞散损失降至0.1％以下；另混合液体中的冷液体42已强弩的末，也受到除水器18分离而自然落下，途中并与不断流入的冷却空气43进行再次冷却后，离开扩散器30，落入散热器15中与散热材进行二次冷却的散热，产生冷却效果佳的冷却液流入于塔体1底面的集液盘50。
如图3，本发明的立式圆柱体型流力冷却塔60，为单腔式结构，大部分主要构件都与长方体形相同，只是塔体、喷流管、扩散器为圆形，其中喷流管为环状，进水端经过法兰后先以直管部接入塔中，再与塔心形成一环圈部，喷嘴的设置方式与上述相同，只有扩散器61由平行的设置方式改成如颈状的设置，液体的喷出，气体的引流，过程完全相同，其中的扩散器为利用点焊方式或锁接的方式固定于塔体的内面。
一种大型的并联式冷却塔70，由数个冷却腔(前述的单一组冷却塔)10并联而成。每一冷却腔10内部均具有喷流管20、扩散器30、除水器18、散热器15、空气入口13及空气排放口19，液体循环系统包括有进液总管74、排液总管76、消音毡71、集液盘77。该进液总管74将热液体40分送至各喷流管20内；热交换后的热空气45由各空气排放口19快速排出，冷液体42集入集液盘77内，由大型循环泵经排液总管76抽出供工业上的应用。于是本发明可以一个单独使用，多个分别使用，多个共同使用，更能配合目前各种冷却水塔使用。也能利用本发明于环境中的加湿或加温。
以下举出本发明试验平均数据，以30冷却顿型(如图1所示者)，水流量每分钟390升，压力每平分公分1公斤下送入37℃的液体，吸入外界干球温度25.7℃的空气冷却，送出32℃的液体，排出的热风为35.4℃，空气排放口中心点平均送出风速为每秒3.7米，四周送出风速为每秒2.5-3.2米，平均排出风速为每秒2.86米，总排风量为每分钟247立方米，较习知的200立方米，高出20％左右，本发明二腔式塔体宽120公分、长120公分、高267公分，周侧一米处的噪音值小于60dBA，号美国的玛礼公司(MARLEY)、日本巴尔帝摩(Baltimore aircoil company，Inc.)及日本NIHON SPINDLE等冷却水塔大制造商的目前产品相较，冷却性能毫不逊色，本发明免用风扇、马达、变速成器等元件，能降低成本，免除其噪音，且塔体所占用的设置表面积较小，产生的冷却功效却有过的而无不及，且无维修问题，仅需使用每平方公分1公斤的压力做喷流水头，运转费用也较习知便宜，此已得到玛礼公司的试验证明，于是本发明所提供的立式喷流式流力冷却塔，其冷却效率高一于习知压力排风式冷却塔与水平式喷流式流力冷却塔，是一相当良好的设计。
上述的具体实施例是用来详细说明本发明的目的、特征及功交，对于熟悉此类技艺的人士而言，根据上述说明，可能对该具体实施例作部分变更及修改，而并不脱离出本发明的精神范畴，所以本发明的专利保护范围仅是由附录申请专利范围来加以说明。