气液接触用填充板的制作方法

气液接触用填充板
1.本技术是申请号为201710537190.4、申请日为2017年7月4日、发明名称为“气液接触用填充板”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及一种用于冷却塔的填充材料的气液接触用填充板。


背景技术：

3.以往，如图3所示，冷却塔1具备：填充材料2，将多个由片状的板材构成的气液接触用填充板20并排而构成；进水槽4，从上方向填充材料2供给处理水；吸气风扇6，使外部空气从填充材料2的侧方流入填充材料2的气液接触用填充板20之间；以及排水槽5，供被流入到填充材料2内的空气冷却的处理水流入，在与填充材料2的上端相邻的间隙(具体而言，在成为外部空气的通道的填充材料2的上端与进水槽4之间的间隙)配设有空气密封件3。
4.配置有填充材料2的冷却塔1构成为，外部空气从成为外部空气进入口的侧面(与气液接触用填充板20正交的侧面)导入到内部，并且在该侧面安装有防止供给至填充材料2的处理水向外部飞溅以及防止异物进入的百叶窗7。
5.并且，在填充材料2的上方配设有进水槽4，并且在进水槽4的上方配设有轴流风机6作为吸气风扇，在填充材料2的下部配设有填充材料2、2共用的排水槽5(例如，参考专利文献1)。
6.然而，构成填充材料2的气液接触用填充板20构成为，使处理水沿片状板材的表面流下，并且通过使处理水与空气直接接触而进行热交换。此时，为了能够有效地进行热交换，使用了板材的纵剖面形状为锯齿状的整体波形板(例如，参考专利文献2)。
7.专利文献1：日本特开2013
‑
11400号公报
8.专利文献2：日本实开昭55
‑
31421号公报
9.如此，通过将构成填充材料2的气液接触用填充板20形成为板材的纵剖面形状为锯齿状的整体波形板，可以得到能够降低处理水的流下速度且能够在一定程度上提高热交换效率的一定程度的效果。
10.然而，在该情况下，处理水沿气液接触用填充板20的表面不受任何阻力而流下，因此，为了增加气液接触用填充板20的表面所能保有的处理水量而提高热交换效率，需要加大锯齿状的凹凸的大小(峰的高度)，但是，若加大锯齿状的凹凸的大小，则空气阻力增加导致热交换效率降低，即，存在此消彼长的关系。因此，通过加大锯齿状的凹凸的大小来增加气液接触用填充板20的表面所能保有的处理水量是受到限制的。


技术实现要素：

11.本发明是鉴于上述以往的构成填充材料的气液接触用填充板所具有的问题而完成的，其目的在于提供一种无需增加空气阻力即可增加气液接触用填充板的表面所能保有的处理水量从而能够提高热交换效率的气液接触用填充板。
12.为了实现上述目的，本发明提供一种气液接触用填充板，其使处理水沿片状板材的表面流下，并且通过使处理水与空气直接接触而进行热交换，所述气液接触用填充板的特征在于，在填充材料的表面形成有提高气液接触效率的凹凸部，在该凹凸部的表面中的任意一个面上还形成有流动阻力赋予部。
13.并且，所述板材的表面的凹凸可以具备在纵剖面上呈锯齿状的朝上的倾斜面及朝下的倾斜面。
14.并且，所述板材的表面的凹凸可以形成为在纵剖面上呈三角锥形状。
15.并且，所述板材的表面的凹凸可以形成为在纵剖面上呈四角锥形状。
16.并且，所述流动阻力赋予部可以形成为线状。
17.并且，所述形成为线状的流动阻力赋予部可以形成为与水平面平行。
18.并且，所述形成为线状的流动阻力赋予部可以形成为与水平面呈角度。
19.并且，所述朝上的倾斜面及朝下的倾斜面与水平面所呈角度可以设为30
°
～55
°
的范围，其中，不包括45
°
。
20.并且，所述朝上的倾斜面与朝下的倾斜面相交的棱线可以形成为与水平面呈角度。
21.根据本发明的气液接触用填充板，所述板材的表面具备在纵剖面上呈锯齿状的朝上的倾斜面及朝下的倾斜面，并且在板材的表面形成有阻碍处理水的流动的流动阻力赋予部，因此，在处理水沿气液接触用填充板的表面流下时，还受流动阻力赋予部的阻碍而流速降低，由此，无需增加空气阻力即可增加气液接触用填充板的表面所能保有的处理水量，从而能够提高热交换效率。
22.在该情况下，通过将所述流动阻力赋予部形成为线状，能够可靠地增加气液接触用填充板的表面所能保有的处理水量，从而能够提高热交换效率。
23.并且，通过将形成为线状的所述流动阻力赋予部形成为与水平面平行，在处理水沿气液接触用填充板的表面流下时，流动阻力赋予部不会对处理水施加使处理水向气液接触用填充板的宽度方向移动的作用(不施加使处理水向气液接触用填充板的宽度方向移动的移动力)。
24.并且，通过将形成为线状的所述流动阻力赋予部形成为与水平面呈角度，在处理水沿气液接触用填充板的表面流下时，流动阻力赋予部能够对处理水施加使处理水向气液接触用填充板的宽度方向移动的作用(施加使处理水向气液接触用填充板的宽度方向移动的移动力)。
25.并且，通过将所述朝上的倾斜面及朝下的倾斜面与水平面所呈角度设为30
°
～55
°
的范围(其中，不包括45
°
)，能够增加气液接触用填充板的表面所能保有的处理水量，从而能够提高热交换效率。
26.并且，通过将所述朝上的倾斜面与朝下的倾斜面相交的棱线形成为与水平面呈角度，能够减小空气阻力，从而能够提高能量转换效率。
附图说明
27.图1(a)及图1(b)表示本发明的气液接触用填充板的一实施例，其中，图1(a)是主视图，图1(b)是纵剖视图(图1(a)的x
‑
x线剖视图)。
28.图2是表示气液接触用填充板的表面所能保有的处理水量和朝上的倾斜面与水平面所呈角度之间的关系的图表。
29.图3是冷却塔的说明图。
30.图中：1
‑
冷却塔，2
‑
填充材料，20
‑
气液接触用填充板，21a
‑
朝上的倾斜面，21b
‑
朝下的倾斜面，21c
‑
流动阻力赋予部，3
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空气密封件，4
‑
进水槽，5
‑
排水槽，6
‑
轴流风机(吸气风扇)，7
‑
百叶窗。
具体实施方式
31.以下，参考附图对本发明的气液接触用填充板的实施方式进行说明。
32.图1(a)及图1(b)表示本发明的气液接触用填充板的一实施例。
33.该气液接触用填充板20用于使处理水沿片状板材的表面流下并且通过处理水与空气的直接接触来进行热交换，该气液接触用填充板20构成为，板材的表面具备使板材的表面在纵剖面上呈锯齿状的朝上的倾斜面21a(图1(a)中用淡色表示)及朝下的倾斜面21b(图1(a)中用深色表示)，并且在板材的表面形成有阻碍处理水的流动的流动阻力赋予部21c。
34.在此，气液接触用填充板20通常构成为处理水沿其两侧表面流下，因此，朝上的倾斜面21a的相反侧面构成朝下的倾斜面，朝下的倾斜面21b的相反侧面构成为朝上的倾斜面。在本说明书中，着眼于从一侧观察时的形状而表述为“朝上的倾斜面21a”、“朝下的倾斜面21b”。
35.在此，本实施例的气液接触用填充板20形成为如下：朝上的倾斜面21a及朝下的倾斜面21b在上下方向上交替形成，并且该上下方向上交替形成有朝上的倾斜面21a及朝下的倾斜面21b的列在气液接触用填充板20的宽度方向上隔着间隔而并排，相邻的列在气液接触用填充板20的长度方向上彼此错开1/2相位，相邻列上的朝上的倾斜面21a通过倾斜面21d而彼此连接，相邻列上的朝下的倾斜面21b通过倾斜面21e而彼此连接。
36.另外，朝上的倾斜面21a及朝下的倾斜面21b形成为相对于气液接触用填充板的宽度方向并未倾斜的倾斜面，但也可以将朝上的倾斜面21a及朝下的倾斜面21b形成为相对于气液接触用填充板的宽度方向倾斜的倾斜面。
37.锯齿状的大小(峰的高度)h形成为6～12mm，优选形成为7～10mm(本实施例中形成为9.1mm)。
38.气液接触用填充板20例如可以利用真空成型等加工方法来对片状的平坦的板材(由热塑性树脂制成的原材料)进行加工而形成。
39.流动阻力赋予部21c例如可以形成为线状(直线状、波形等曲线状)、环状、突状等任意形状，但在本实施例中，流动阻力赋予部21c形成为线状，具体而言形成为直线状。
40.通过将流动阻力赋予部形成为线状，能够可靠地增加气液接触用填充板的表面所能保有的处理水量，从而能够提高热交换效率。
41.在此，除了可以如本实施例那样在每个朝上的倾斜面21a上分别形成两条流动阻力赋予部21c以外，还可以在每个朝上的倾斜面21a上分别形成一条或三条以上的流动阻力赋予部21c。
42.该流动阻力赋予部21c可以通过如下方式形成：通过利用真空成型对气液接触用
填充板20进行成型，从而在片状的板材的一侧表面侧形成凸条，而在其背面侧形成凹条。
43.在此，流动阻力赋予部21c除了可以形成于朝上的倾斜面21a及朝下的倾斜面21b中的任意一个倾斜面以外，还可以形成于倾斜面21a、21b这两者上。
44.并且，如本实施例所示，形成为线状的流动阻力赋予部21c可以形成为与水平面平行。
45.由此，在处理水沿气液接触用填充板20的表面流下时，流动阻力赋予部21c不会对处理水施加使处理水向气液接触用填充板20的宽度方向移动的作用(不施加使处理水向气液接触用填充板20的宽度方向移动的移动力)，由此，形成为线状的流动阻力赋予部21c起到堤坝的作用，能够沿流动阻力赋予部21c保持从上部流下的处理水直至最大保水量。
46.并且，形成为线状的流动阻力赋予部21c也可以形成为与水平面呈角度，具体而言，例如，形成在各个朝上的倾斜面21a上的两条流动阻力赋予部21c可以形成为彼此平行以使其与水平面呈相同角度，或者形成在各个朝上的倾斜面21a上的两条流动阻力赋予部21c也可以形成为以不同的角度与水平面交叉，或者，形成在相邻的朝上的倾斜面21a上的流动阻力赋予部可以形成为以不同的角度与水平面交叉。
47.由此，在处理水沿气液接触用填充板20的表面流下时，流动阻力赋予部21c对处理水施加使处理水向气液接触用填充板20的宽度方向移动的作用(施加使处理水向气液接触用填充板20的宽度方向移动的移动力)，由此，能够使从上部流下的处理水流向气液接触用填充板20的宽度方向的同时沿气液接触用填充板20的表面流下，或者能够对从上部流下的处理水施加抵抗空气流动的移动力从而使该处理水不会流向气液接触用填充板20的宽度方向而沿气液接触用填充板20的表面流下。
48.并且，可以将朝上的倾斜面21a(及朝下的倾斜面21b)与水平面所呈角度α设定为30
°
～55
°
的范围，其中，不包括45
°
。
49.由此，可以增加气液接触用填充板20的表面所能保有的处理水量，从而能够提高热交换效率。
50.在此，由如图2所示的气液接触用填充板的表面所能保有的处理水量(保水量)与朝上的倾斜面与水平面所呈角度α之间的关系的分析结果(作为分析条件，使处理水沿气液接触用填充板的两侧表面流下，将锯齿状的大小(峰的高度)h、朝上的倾斜面21a和朝下的倾斜面21b在铅垂方向上的尺寸(间距)设为恒定，并且改变角度α，并将角度α为45
°
时的处理水量(保水量)设为1.00，用比例表示各个角度时的处理水量)可知，角度α为45
°±2°
、小于30
°
、大于55
°
时的气液接触用填充板20的表面所能保有的处理水量比角度为30
°
～55
°
(不含45
°
)的范围时的处理水量更少，因此，在本发明中，虽然没有特别排除上述角度，但也不能视其为优选范围。
51.并且，朝上的倾斜面21a与朝下的倾斜面21b相交的棱线21f可以形成为与水平面呈角度β(2
°
～10
°
左右，本实施例中为5
°
)。
52.由此，可以减小空气阻力，从而能够提高能量转换效率。
53.表1中示出利用具体例子进行分析的结果。
54.在此，在表1中，将基本形状时的空气阻力设为1.00，并且用比例表示朝上的倾斜面21a与朝下的倾斜面21b相交的棱线21f与水平面所呈角度β为5
°
时(本实施例)和棱线21f与水平面平行时(角度β为0
°
)的空气阻力(静压)。
55.[表1]
[0056]
角度β0
°5°
静压1.000.86
[0057]
从表1明确可知，在本实施例中，静压的降低效果较大，因此通过将朝上的倾斜面21a与朝下的倾斜面21b相交的棱线21f形成为与水平面呈角度β，能够减小空气阻力，能够提高能量转换效率。
[0058]
以上，根据实施例对本发明的气液接触用填充板进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例中所记载的结构，在不脱离本发明宗旨的范围内可以适当改变其结构。
[0059]
本发明的气液接触用填充板具有无需增加空气阻力即可增加气液接触用填充板的表面所能保有的处理水量从而提高热交换效率的特性，因此，能够非常适合用作用于冷却塔的填充材料的气液接触用填充板。