Патент на изобретение №2350868

(54) ВЕНТИЛЯТОРНАЯ ГРАДИРНЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к конструкции вентиляторной градирни, и может быть использовано на предприятиях химической и энергетической промышленности для охлаждения оборотной воды. Вентиляторная градирня содержит корпус с воздуховходными окнами и водосборным бассейном, при этом в корпусе установлены водоуловитель, водораспределитель с разбрызгивателями и ороситель, а на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор, корпус которого выполнен в виде конфузорно-диффузорной обечайки из стекломатериала, на наружной поверхности корпуса выполнены пересекающиеся ребра жесткости, а в диффузоре установлено лопаточное колесо, вал которого соединен с приводом вращения лопаточного колеса, пересекающиеся ребра жесткости выполнены пустотелыми с трапецеидальным поперечным сечением и расположены вертикально и горизонтально с образованием между ними ячеек, конфузорно-диффузорная обечайка выполнена в виде тела вращения, образующая поверхности конфузорной части обечайки образована дугой окружности, плавно сопряженной с образующей цилиндрической поверхности, а диффузорная часть обечайки выполнена конической и образующая конической поверхности плавно сопряжена посредством дуги окружности с образующей цилиндрической поверхности, при этом радиус дуги окружности R₁ конфузорной части обечайки составляет от 0,15 до 0,45 от высоты обечайки, высота цилиндрической поверхности конфузорной части составляет от 0,7 до 0,8 от высоты конфузорной части обечайки, радиус дуги окружности R₂ между цилиндрической и конической образующими поверхности обечайки составляет от 0,1 до 0,2 от высоты обечайки, а угол наклона образующей конической поверхности обечайки к вертикальной оси обечайки составляет от 5° до 10°. В результате достигается повышение эффективности работы вентиляторной градирни за счет снижения аэродинамического сопротивления проточной части диффузора вентилятора градирни при повышении жесткости конструкции диффузора и, как следствие, повышение эффективности охлаждения воды. 2 ил.

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к конструкции вентиляторной градирни, и может быть использовано на предприятиях химической и энергетической промышленности для охлаждения оборотной воды.

Известно выполнение вентиляторной градирни, в которой вентилятор градирни выполнен как часть корпуса-башни вентиляторной градирни, имеющей конфузорно-диффузорную форму (см. патент GB №618285, кл. F28С 1/00, 18.02.1949).

Выполнение в вентиляторной градирне вентилятора в виде части башни-корпуса градирни позволяет снизить аэродинамические потери и за счет этого увеличить эффективность охлаждения оборотной горячей воды. Однако такое конструктивное выполнение вентиляторной градирни приводит к усложнению и утяжелению ее конструкции, поскольку вентилятор градирни становится частью несущей конструкции корпуса градирни.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является вентиляторная градирня, содержащая корпус с воздуховходными окнами и водосборным бассейном, при этом в корпусе установлены водоуловитель, водораспределитель с разбрызгивателями и ороситель, а на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор, корпус которого выполнен в виде конфузорно-диффузорной обечайки из стекломатериала, на наружной поверхности корпуса выполнены пересекающиеся ребра жесткости, а в диффузоре установлено лопаточное колесо, вал которого соединен с приводом вращения лопаточного колеса (см. патент US №3780999, кл. В01F 3/04, 25.12.1973).

Выполнение диффузора вентилятора градирни из армированного стекломатериалом синтетического материала с ребрами жесткости на наружной поверхности диффузора позволило снизить вес конструкции диффузора при сохранении жесткости конструкции. Однако выполнение ребер жесткости V-образной формы в ряде случаев не позволяет добиться требуемой жесткости конструкции диффузора, что приводит к необходимости увеличения толщины стенок обечайки и увеличению веса конструкции градирни.

Задачей настоящего изобретения является оптимизация проточной части диффузора вентилятора и конструкции ребер жесткости диффузора вентилятора вентиляторной градирни.

Техническим результатом, достигаемым от реализации изобретения, является повышение эффективности работы вентиляторной градирни за счет снижения аэродинамического сопротивления проточной части диффузора вентилятора градирни при повышении жесткости конструкции диффузора и, как следствие, повышение эффективности охлаждения воды.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что вентиляторная градирня содержит корпус с воздуховходными окнами и водосборным бассейном, при этом в корпусе установлены водоуловитель, водораспределитель с разбрызгивателями и ороситель, а на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор, корпус которого выполнен в виде конфузорно-диффузорной обечайки из стекломатериала, на наружной поверхности корпуса выполнены пересекающиеся ребра жесткости, а в диффузоре установлено лопаточное колесо, вал которого соединен с приводом вращения лопаточного колеса, пересекающиеся ребра жесткости выполнены пустотелыми с трапецеидальным поперечным сечением и расположены вертикально и горизонтально с образованием между ними ячеек, конфузорно-диффузорная обечайка выполнена в виде тела вращения, образующая поверхности конфузорной части обечайки образована дугой окружности, плавно сопряженной с образующей цилиндрической поверхности, а диффузорная часть обечайки выполнена конической и образующая конической поверхности плавно сопряжена посредством дуги окружности с образующей цилиндрической поверхности, при этом радиус дуги окружности R₁ конфузорной части обечайки составляет от 0,15 до 0,45 от высоты обечайки, высота цилиндрической поверхности конфузорной части составляет от 0,7 до 0,8 от высоты конфузорной части обечайки, радиус дуги окружности R₂ между цилиндрической и конической образующими поверхности обечайки составляет от 0,1 до 0,2 от высоты обечайки, а угол наклона образующей конической поверхности обечайки к вертикальной оси обечайки составляет от 5° до 10°.

В ходе проведенного исследования работы вентиляторных градирен, в частности диффузоров вентилятора градирен, была разработана такая конструкция ребер жесткости на наружной поверхности обечайки, которая позволила получить оптимальное соотношение между весом изделия и его жесткостью. Выполнение ребер пустотелыми и одновременно с трапецеидальным поперечным сечением позволило с одной стороны снизить вес изделия и удешевить его, а с другой стороны создать жесткую в поперечном направлении относительно ребра конструкцию. На это же направлено выполнение сочетания вертикальных и горизонтальных ребер жесткости с образованием между ребрами ячеек, что позволяет добиться практически одинаковой жесткости изделия как в поперечном, так и в продольном направлении. Вторая задача, которая решена в данном изделии – добиться как можно более низкого аэродинамического сопротивления протекающему через диффузор потоку воздуха. Этого удалось добиться сочетанием сужающейся и расширяющейся по ходу потока частей диффузора, для чего диффузор имеет следующие параметры – радиус дуги окружности R₁ конфузорной части обечайки составляет от 0,15 до 0,45 от высоты обечайки, высота цилиндрической поверхности конфузорной части составляет от 0,7 до 0,8 от высоты конфузорной части обечайки, радиус дуги окружности R₂ между цилиндрической и конической образующими поверхности обечайки составляет от 0,1 до 0,2 от высоты обечайки, а угол наклона образующей конической поверхности обечайки к вертикальной оси обечайки составляет от 5° до 10°, при этом конфузорно-диффузорная обечайка выполнена в виде тела вращения, образующая поверхности конфузорной части обечайки образована дугой окружности, плавно сопряженной с образующей цилиндрической поверхности, а диффузорная часть обечайки выполнена конической и образующая конической поверхности плавно сопряжена посредством дуги окружности с образующей цилиндрической поверхности.

На фиг.1 представлен продольный разрез вентиляторной градирни.

На фиг.2 представлен разрез А-А на фиг.1.

Вентиляторная градирня содержит корпус 1 с воздуховходными окнами 2 и водосборным бассейном 3, выполненным в виде ванны. В корпусе 1 установлены водоуловитель 4, водораспределитель 5 с разбрызгивателями 6, выполненными в виде водоразбрызгивающих сопел, и ороситель 7. На корпусе 1 установлен вентилятор 8, содержащий диффузор 9, корпус которого выполнен в виде конфузорно-диффузорной обечайки 10 из стекломатериала. На наружной поверхности корпуса 1 выполнены пересекающиеся ребра 11 жесткости, а в диффузоре 9 установлено лопаточное колесо 12, вал которого соединен с приводом 13 вращения лопаточного колеса 12. Пересекающиеся ребра 11 жесткости выполнены пустотелыми с трапецеидальным поперечным сечением и расположены вертикально и горизонтально с образованием между ними ячеек 14. Конфузорно-диффузорная обечайка 10 выполнена в виде тела вращения. Образующая поверхности конфузорной части 15 обечайки 10 образована дугой окружности, плавно сопряженной с образующей цилиндрической поверхности 16. Диффузорная часть 17 обечайки 10 выполнена конической и образующая конической поверхности плавно сопряжена посредством дуги окружности с образующей цилиндрической поверхности 16. Радиус дуги окружности R₁ конфузорной части 15 обечайки 10 составляет от 0,15 до 0,45 от высоты Н обечайки 10. Высота H₁ цилиндрической поверхности 16 конфузорной части 15 составляет от 0,7 до 0,8 от высоты Н₂ конфузорной части 15 обечайки 10. Радиус дуги окружности R₂ между цилиндрической и конической образующими соответственно цилиндрической поверхности 16 конической поверхности диффузорной части 17 обечайки 10 составляет от 0,1 до 0,2 от высоты Н обечайки, а угол наклона образующей конической поверхности диффузорной части 17 обечайки 10 к вертикальной оси обечайки 10 составляет от 5° до 10°.

Вентилятор градирни устанавливают сверху на корпусе 1 градирни. В диффузоре 9 устанавливают лопаточное колесо 12 вентилятора с приводом 13. Вентилятор осуществляет подсос воздуха в корпус 1 через выполненные в нижней части корпуса 1 градирни воздуховходные окнами 2. Вода через водораспределитель 5 подается в разбрызгиватели 6, откуда она в виде капель попадает на поверхность оросителя 7, заполняющего большую часть объема между водосборным бассейном 3 и водораспределителем 5, по которой вода в виде тонкой пленки стекает в водосборный бассейн 3. При этом стекающая пленка воды обдувается потоком воздуха, создаваемым вентилятором 8. Атмосферный воздух продувается через ороситель 7, что способствует его интенсивному насыщению испаряемой влагой по всей высоте оросителя и интенсивному охлаждению воды. Нагретый воздух вентилятором 8 через диффузор 9 выбрасывается в атмосферу.

Настоящее изобретение может быть использовано в вентиляторных градирнях для охлаждения воды в водооборотных системах промышленных предприятий при непосредственном контакте охлаждаемой воды и охлаждающего ее воздуха.

Формула изобретения

Вентиляторная градирня, содержащая корпус с воздуховходными окнами и водосборным бассейном, при этом в корпусе установлены водоуловитель, водораспределитель с разбрызгивателями и ороситель, а на корпусе установлен вентилятор, содержащий диффузор, корпус которого выполнен в виде конфузорно-диффузорной обечайки из стекломатериала, на наружной поверхности корпуса выполнены пересекающиеся ребра жесткости, а в диффузоре установлено лопаточное колесо, вал которого соединен с приводом вращения лопаточного колеса, отличающаяся тем, что пересекающиеся ребра жесткости выполнены пустотелыми с трапецеидальным поперечным сечением и расположены вертикально и горизонтально с образованием между ними ячеек, конфузорно-диффузорная обечайка выполнена в виде тела вращения, образующая поверхности конфузорной части обечайки образована дугой окружности, плавно сопряженной с образующей цилиндрической поверхности, а диффузорная часть обечайки выполнена конической и образующая конической поверхности плавно сопряжена посредством дуги окружности с образующей цилиндрической поверхности, при этом радиус дуги окружности R₁ конфузорной части обечайки составляет от 0,15 до 0,45 от высоты обечайки, высота цилиндрической поверхности конфузорной части составляет от 0,7 до 0,8 от высоты конфузорной части обечайки, радиус дуги окружности R₂ между цилиндрической и конической образующими поверхности обечайки составляет от 0,1 до 0,2 от высоты обечайки, а угол наклона образующей конической поверхности обечайки к вертикальной оси обечайки составляет от 5 до 10°.

РИСУНКИ