適用于高風(fēng)速高含液量氣流的靜電收液裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于高風(fēng)速高含液量氣流的靜電收液裝置，包括板-線-網(wǎng)式電極裝置、電源及控制模塊、熱風(fēng)吹掃裝置。其中板-線-網(wǎng)式電極裝置包括從下至上依次間隔設(shè)置的V型折流板陣列、不銹鋼線電極陣列、不銹鋼網(wǎng)電極。V型折流板上側(cè)板面與不銹鋼線電極、不銹鋼網(wǎng)電極依次構(gòu)成線-板式電場和線-網(wǎng)式電場，利用液滴在高壓直流電場中的荷電及定向移動，直接對氣流中的液滴進(jìn)行捕集。線-板式電場方向與來流方向相反，可有效地降低液滴在氣流方向的速度，提高捕集效率。線-網(wǎng)式電場方向與來流方向一致，進(jìn)一步捕集高風(fēng)速下未被線-板式電場捕集的液滴，在不增加風(fēng)阻的情況下，提高了收液效率。
【專利說明】適用于高風(fēng)速高含液量氣流的靜電收液裝置
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于制冷空調(diào)熱泵【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種適用于高風(fēng)速高含液量氣流的靜電收液裝置。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]逆流熱源塔/冷卻塔、溶液除濕填料塔、無填料冷卻塔等裝置，其出風(fēng)口具有氣流速度大，含液量大的特點，現(xiàn)有技術(shù)方案一般采用在出風(fēng)口設(shè)置慣性收水裝置，但在高風(fēng)速高含液量的工況下，慣性收水效率有限，飄液現(xiàn)象嚴(yán)重。一個飄液率0.1%，流量為10mVh逆流塔，運行10小時損失的水量為U。熱源塔的飄液相比于冷卻塔危害更大，不僅污染環(huán)境，造成溶液損失，還會因為出口空氣焓值降低而降低熱源塔的運行效率。而溶液除濕在現(xiàn)階段只限于工業(yè)應(yīng)用，而無法實現(xiàn)民用的一個重要原因就是出口帶液，而溶液除濕所使用的LiBr、LiCl等工質(zhì)均有不同程度的腐蝕性及氣味。
[0005]現(xiàn)有的靜電收液裝置依靠液滴在電場中的荷電及定向移動來實現(xiàn)捕集，電場方向與氣流方向垂直，液滴在電場中停留的時間越長，在電場力作用下運動到極板的可能性越大，效率越高。而與氣流運動方向垂直的電場無法改變液滴沿氣流方向的速度，在高風(fēng)速的工況下，液滴在電場中停留的時間極短，收液效率急劇下降。在含液量大的工況下，靜電收液裝置的功率增加，對電源的要求也隨之提高。
[0006]因此，如何解決機械收液、靜電收液在高風(fēng)速高含液量工況下無法實現(xiàn)高效收液的問題，設(shè)計一種新型高效的收液裝置，成為降低冷卻塔損失，推廣熱源塔、溶液除濕等裝置應(yīng)用的關(guān)鍵。
[0007]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提供一種解決高風(fēng)速高含液量氣流的收液問題，同時實現(xiàn)效率高、可靠性強、尺寸小(氣流方向)的適用于高風(fēng)速高含液量氣流的靜電收液裝置。
技術(shù)方案:本發(fā)明的適用于高風(fēng)速高含液量氣流的靜電收液裝置，包括板-線-網(wǎng)式電極裝置、電源及控制模塊、熱風(fēng)吹掃裝置。板-線-網(wǎng)式電極裝置包括從下至上依次間隔設(shè)置的V型折流板陣列、不銹鋼線電極陣列、不銹鋼網(wǎng)電極，所述的V型折流板陣列由平行排列的V型折流板構(gòu)成，每塊V型折流板均由上板和下板構(gòu)成，所述下板的下邊緣正反兩側(cè)均設(shè)置有一個與水平成3°夾角的收液槽，所述上板的正面下邊緣、板面和上邊緣處分別設(shè)置有一個凸槽，所述不銹鋼線電極陣列由平行排列的不銹鋼線電極構(gòu)成，所述不銹鋼線電極由懸吊線連接并支撐，所述懸吊線通過絕緣子固定在塔身上并繃緊，所述絕緣子下方設(shè)置有氣流擋板；所述的電源及控制模塊包括直流高壓電源、斷路器、微安表、控制器和設(shè)置在不銹鋼網(wǎng)電極上方的風(fēng)速傳感器，所述直流高壓電源的負(fù)極通過斷路器與不銹鋼線電極連接，正極接地，信號輸出及反饋端與控制器連接，所述風(fēng)速傳感器的信號反饋端與控制器連接，所述微安表的負(fù)接線端同時與不銹鋼線電極和不銹鋼網(wǎng)電極連接，正接線端接地，信號反饋端與控制器連接；所述的熱風(fēng)吹掃裝置包括正對絕緣子設(shè)置的離心風(fēng)機和設(shè)置在離心風(fēng)機出風(fēng)口的電加熱絲。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)選方案中，V型折流板、不銹鋼線電極、不銹鋼網(wǎng)電極相間設(shè)置，V型折流板陣列下邊緣至不銹鋼網(wǎng)電極的高度為20cnT25Cm，V型折流板陣列上板面和不銹鋼線電極陣列構(gòu)成與氣流方向相反的線-板式電場裝置，不銹鋼線電極陣列和不銹鋼網(wǎng)電極構(gòu)成與氣流方向一致的線-網(wǎng)式電場裝置。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)選方案中，V型折流板表面經(jīng)過親水材料噴涂處理，使收集于板上的飄液可以形成液膜，防止其成滴狀下落，造成出風(fēng)二次帶液。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)選方案中，不銹鋼網(wǎng)電極設(shè)置于不銹鋼線電極之上，正方型網(wǎng)孔邊長大于3cm，防止液滴在網(wǎng)孔中形成液膜。線-網(wǎng)式電場在不增加風(fēng)阻的情況下，有效增加收液效率，且不銹鋼網(wǎng)電極可以有效保護(hù)不銹鋼線電極。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)選方案中，控制器根據(jù)風(fēng)速傳感器反饋的信號調(diào)節(jié)直流高壓電源的運行電壓，確保靜電收液裝置高效且節(jié)能。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)選方案中，控制器在微安表反饋的電流超出設(shè)置正常值20%情況下，開啟熱風(fēng)吹掃裝置，將凝結(jié)于絕緣子上的液滴蒸發(fā)，防止“爬電”現(xiàn)象。絕緣子下方設(shè)置氣流擋板，防止液滴濺射到絕緣子上。
[0014]有益效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
1、現(xiàn)有冷卻塔(熱源塔等)均采用慣性收液裝置，在逆流塔中，氣流速度大，含液量高，傳統(tǒng)慣性收液裝置收液效率低，致使逆流塔飄液率大于0.1%，循環(huán)工質(zhì)損失嚴(yán)重。現(xiàn)有靜電收液裝置一般采用線-管式或者線-式，其電場方向均與氣流方向垂直，雖然氣阻較小，但是高流速下的液滴在電場中停留時間極短，效率低。本裝置同時利用慣性收液與靜電收液，板-線-網(wǎng)式電極結(jié)構(gòu)所形成的電場方向與氣流方向平行，可直接改變液滴在氣流方向的速度，收液效率大大增加。
[0015]2、本裝置的V型折流板陣列下邊緣至不銹鋼網(wǎng)電極的高度為20cnT25Cm，與現(xiàn)有慣性收液裝置尺寸相當(dāng)，可實現(xiàn)直接替換，對現(xiàn)有逆流冷卻塔(逆流熱源塔、溶液除濕填料塔等)進(jìn)行改造。
[0016]3、本發(fā)明裝置的V型折流板表面經(jīng)過親水材料噴涂處理，使收集的液滴在板表面形成液膜，防止其成滴狀下落造成出風(fēng)二次帶液，而傳統(tǒng)靜電收液的電極均無親水處理，易造成二次帶液。
[0017]4、本發(fā)明裝置設(shè)置的氣流擋板和吹掃裝置可保證系統(tǒng)在惡劣工況下也可連續(xù)可靠運行，吹掃裝置的啟停依靠反饋電流實現(xiàn)，在不增加系統(tǒng)負(fù)責(zé)度的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了自動控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3是本發(fā)明在逆流塔中安裝的局部正視圖。
[0021]圖4是本發(fā)明在逆流塔中安裝的側(cè)視圖。
[0022]圖中有:V型折流板1、不銹鋼線電極2、不銹鋼網(wǎng)電極3、絕緣子4、懸吊線5、氣流擋板6、塔身7、布液裝置8、軸流風(fēng)機9、填料10、進(jìn)風(fēng)口 11、集液池12、凸槽13、收液槽14、高壓直流電源15、斷路器16、控制器17、離心風(fēng)機18、電加熱絲19、微安表20、風(fēng)速傳感器21。
[0023]

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合實施例和說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。
[0025]本發(fā)明的一種適用于高風(fēng)速高含液量氣流的靜電收液裝置，系統(tǒng)原理圖如圖1所示，包括板-線-網(wǎng)式電極裝置、電源及控制模塊、熱風(fēng)吹掃裝置。如圖2所示，板-線-網(wǎng)式電極裝置包括V型折流板1、不銹鋼線電極2、不銹鋼網(wǎng)電極3、絕緣子4、懸吊線5，V型折流板I的結(jié)構(gòu)又包括凸槽13、收液槽14。如圖1所示，電源及控制模塊包括高壓直流電源15、斷路器16、控制器17、微安表20 ;熱風(fēng)吹掃裝置包括離心風(fēng)機18、電加熱絲19、風(fēng)速傳感器21。
[0026]本發(fā)明的具體連接方法如下。
[0027]如圖2所示，V型折流板I相互平行排列，每塊V型折流板I下邊緣的左右兩邊均設(shè)置有一個與水平成3°夾角的收液槽14，V型折流板I自折角處至上邊緣依次設(shè)置有三個凸槽13，V型折流板I表面噴涂有親水材料。V型折流板I上方依次設(shè)置不銹鋼線電極2、不銹鋼網(wǎng)電極3。懸吊線5橫跨所有不銹鋼線電極2，起支撐并連接不銹鋼線電極2的作用。如圖3、4所示，絕緣子4將懸吊線5及不銹鋼線電極2固定在塔身上并將不銹鋼線電極2繃緊。氣流擋板6安裝于絕緣子4下方。
[0028]如圖1所示，直流高壓電源15正極接地，負(fù)極串聯(lián)斷路器16后連接不銹鋼線電極
2。V型折流板I與不銹鋼網(wǎng)電極3并聯(lián)后與微安表20串聯(lián)，微安表20接地。風(fēng)速傳感器21與微安表20的反饋信號作為控制器17的輸入信號，用以直流高壓電源15的電壓和離心風(fēng)機18、電加熱絲19的啟停。
[0029]本發(fā)明在逆流塔中的安裝如圖3、4所示，逆流塔由塔身7、布液裝置8、軸流風(fēng)機9、填料10、進(jìn)風(fēng)口 11、集液槽12組成，本發(fā)明安裝在逆流熱源塔(逆流冷卻塔、溶液除濕填料塔等)中的布液裝置8與軸流風(fēng)機9之間。逆流塔運行時，含液空氣進(jìn)入平行設(shè)置的V型折流板I所形成的流道，通過連續(xù)改變氣流方向，使得直徑較大的液滴被初步收集，位于V型折流板I折角處的凸槽可以有效增強慣性收液作用。收集的液體在表面經(jīng)過親水處理的極板上形成水膜，依靠重力流入收液槽14中，3°坡度的收液槽14將液體輸送到塔身7側(cè)面，流入逆流塔的集液池12。親水表面可以使收集的液滴形成水膜，防止其成滴狀下落，被氣流帶走形成二次飄液。含液氣流通過V型折流板I所形成的流道后，進(jìn)入V型折流板I上板面和不銹鋼線電極2形成的線-板式電場，此時氣流還含有一定量的液滴。安裝前事先對逆流塔的風(fēng)速及出口飄液量進(jìn)行標(biāo)定，控制器根據(jù)逆流塔軸流風(fēng)機9的運行電流，計算出對應(yīng)工況的飄液量及所需電壓。高壓直流電源15開始給不銹鋼線電極2施加一個15kf 25kv的負(fù)電壓，在不銹鋼線電極2與V型折流板I (接地)上板面間形成與氣流方向相反的電場，在不銹鋼線電極2和不銹鋼網(wǎng)電極3 (接地)間形成與氣流方向一致的電場。不銹鋼線電極2直徑在1.2mnT2_之間，曲率半徑大，周圍電場強度極高，此區(qū)域內(nèi)的自由電子在強電場的作用下能被加速到很高的速度，當(dāng)它們與氣體分子發(fā)生碰撞時，其能量足以使氣體分子釋放出外層電子而電離為正離子和自由電子。電離出的新自由電子接著又被加速到再次碰撞電離所需的速度，又會進(jìn)一歩引起氣體分子的碰撞電離。這一過程多次重復(fù)，以致在電暈極附近的空間內(nèi)產(chǎn)生大量的電子及正離子，形成電子雪崩過程。電子在向接地極移動的過程中，被負(fù)極性較強的分子(如02，H20等)吸附形成負(fù)離子。而負(fù)離子再次附著于液滴上使其帶電，進(jìn)而在電場中實現(xiàn)定向移動。垂直于氣流方向的電場力直接使液滴速度逐漸降低，在到達(dá)不銹鋼線電極2前速度降為零并開始反向加速運動，最終在V型折流板I的上板面放電并被捕集。電子射流時所形成的離子風(fēng)與來流液滴速度方向相反，亦可以起到加強捕集的效果。少數(shù)速度較大，粒徑較小的液滴在經(jīng)過不銹鋼線電極2時速度仍未減小到零，則進(jìn)入與氣流方向一致的線-網(wǎng)式電場，在電場中被加速并撞擊到不銹鋼網(wǎng)電極3上實現(xiàn)捕集。不銹鋼網(wǎng)電極3的正方型網(wǎng)孔邊長大于3cm，防止液滴在網(wǎng)孔中形成液膜。線-網(wǎng)式電場在不增加風(fēng)阻的情況下，有效增加收液效率，且不銹鋼網(wǎng)電極3可以有效保護(hù)不銹鋼線電極2。
[0030]絕緣子4下方設(shè)置的氣流擋板6可以有效地防止液滴濺射污染絕緣子4?？紤]到逆流熱源塔在冬季運行時，絕緣子4與外界接觸，溫度較低，有液滴凝結(jié)在絕緣子4上，使絕緣子4失去絕緣效果，造成“爬電”現(xiàn)象。為了實現(xiàn)本發(fā)明裝置的可靠運行，設(shè)置了熱風(fēng)吹掃裝置。當(dāng)絕緣子4上有大量液滴凝結(jié)時，絕緣性能下降，裝置運行電流顯著升高，控制器17在檢測到微安表20反饋的電流信息高于設(shè)定值時，啟動離心風(fēng)機18，送風(fēng)經(jīng)過電加熱絲19加熱到一定溫度后，對絕緣子4進(jìn)行吹掃，使凝結(jié)于絕緣子4上的液滴迅速蒸發(fā)。微安表20反饋的電流小于安全值之后，停止吹掃。吹掃裝置僅在惡劣工況下，有大量液滴凝結(jié)到絕緣子4上時才開始運行，正常工況下無需啟動。
[0031]上述實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和等同替換，這些對本發(fā)明權(quán)利要求進(jìn)行改進(jìn)和等同替換后的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于高風(fēng)速高含液量氣流的靜電收液裝置，其特征在于，該裝置包括板-線-網(wǎng)式電極裝置、電源及控制模塊、熱風(fēng)吹掃裝置，所述板-線-網(wǎng)式電極裝置包括從下至上依次間隔設(shè)置的乂型折流板陣列、不銹鋼線電極陣列、不銹鋼網(wǎng)電極(3),所述的乂型折流板陣列由平行排列的V型折流板(1)構(gòu)成，每塊V型折流板(1)均由上板和下板構(gòu)成，所述下板的下邊緣正反兩側(cè)均設(shè)置有一個與水平成3。夾角的收液槽(14),所述上板的正面下邊緣、板面和上邊緣處分別設(shè)置有一個凸槽(13),所述不銹鋼線電極陣列由平行排列的不銹鋼線電極(2)構(gòu)成，所述不銹鋼線電極(2)由懸吊線(5)連接并支撐，所述懸吊線(5)通過絕緣子(4)固定在塔身上并繃緊，所述絕緣子(4)下方設(shè)置有氣流擋板(6)； 所述的電源及控制模塊包括直流高壓電源(巧)、斷路器(化)、微安表(20^控制器(17)和設(shè)置在不銹鋼網(wǎng)電極(3)上方的風(fēng)速傳感器(21),所述直流高壓電源(15)的負(fù)極通過斷路器(16)與不銹鋼線電極(2)連接，正極接地，信號輸出及反饋端與控制器(17)連接，所述風(fēng)速傳感器(21)的信號反饋端與控制器(17)連接，所述微安表(20)的負(fù)接線端同時與不銹鋼線電極(2)和不銹鋼網(wǎng)電極(3)連接，正接線端接地，信號反饋端與控制器(17)連接； 所述的熱風(fēng)吹掃裝置包括正對絕緣子(4)設(shè)置的離心風(fēng)機(18)和設(shè)置在所述離心風(fēng)機(18)出風(fēng)口的電加熱絲(…)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高風(fēng)速高含液量氣流的靜電收液裝置，其特征在于，所述V型折流板陣列下邊緣至不銹鋼網(wǎng)電極(3)的高度為20(^15(^, V型折流板陣列上板面和不銹鋼線電極陣列構(gòu)成與氣流方向相反的線-板式電場裝置，不銹鋼線電極陣列和不銹鋼網(wǎng)電極(3)構(gòu)成與氣流方向一致的線-網(wǎng)式電場裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于高風(fēng)速高含液量氣流的靜電收液裝置，其特征在于，所述卩型折流板(1)的表面經(jīng)過親水材料噴涂處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高風(fēng)速高含液量氣流的靜電收液裝置，其特征在于，所述控制器(17)在微安表(20)反饋的電流超出設(shè)置正常值20%情況下，開啟熱風(fēng)吹掃裝置。
【文檔編號】B03C3/017GK104307632SQ201410628035
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】梁彩華, 徐潔月, 黃世芳, 張小松 申請人:東南大學(xué)