抗藻类边缘涂层和形成它的方法.pdf

一种用在气-液接触设备中的气-液接触体由多个正面相对的波纹薄片形成，使在相间隔的薄片中的波纹平行地布置以形成用于气体和液体的多个十字交叉通道。接触体具有包括空气进口部分的空气进口侧，该空气进口部分涂敷有不透水的亲水材料，该材料的覆盖密度在所述空气进口部分内从所述空气进口边缘的最大点向下游减小而使所述薄片暴露于空气的面积逐渐增大。

1.  一种用在气-液接触设备中的气-液接触体，所述接触体包括多个正面相对波纹薄片，在相间隔的薄片中的波纹平行地布置以形成用于气体和液体的多个交叉通道，所述接触体具有包括空气进口边缘和在所述边缘下游的进口边缘部分的空气进口侧，所述空气进口边缘部分涂敷有不透水的亲水材料，该材料的覆盖密度在所述空气进口部分内从所述空气进口边缘的最大点向下游减小，使所述薄片暴露于空气的面积逐渐增大。

2.  根据权利要求1所述的气-液接触体，其中，所述波纹薄片在所述进口边缘部分中的部分基本上未涂敷。

3.  一种用在具有壳体、气体进口侧及气体出口侧的气体和液体接触设备中的气-液接触体，所述接触体包括彼此以正面相对关系和彼此以大体平行关系布置的多个波纹薄片，并且限定适于与壳体的所述气体进口侧相邻定位的气体进口边缘、和允许气体和液体通过其中的多个相交互通通路，在所述薄片每一个中的波纹相对于穿过接触体的气体流动的主要截面成角度地延伸，使在相间隔的带条中的波纹相对于在相邻带条中的波纹成角度地布置，所述薄片具有涂敷有不透水的亲水材料的气体进口边缘和在所述边缘下游的进口边缘部分，该不透水的亲水材料的覆盖密度在所述空气进口部分内从所述空气进口边缘的最大点向下游减小，使所述薄片暴露于空气的面积逐渐增大。

4.  根据权利要求4所述的气液接触体，其中，所述涂层包括从由胶乳橡胶、丙烯酸或塑料构成的组中选择的材料。

5.  根据权利要求3所述的气-液接触体，其中，所述波纹薄片在所述进口边缘部分中的部分基本上未涂敷。

6.  涂敷包括多个正面相对波纹薄片的接触体的空气进口边缘部分的方法，包括如下步骤：
相对于多个涂敷喷射喷嘴移动所述接触体，同时使所述空气进口边缘部分面对喷嘴，
相对于接触体的表面成角度地定位喷嘴；及
将涂敷材料以液滴形式向所述接触体和其空气进口部分喷射，
由此在空气进口部分的表面上的涂层的密度在空气进口部分内从在面对喷嘴的体表面处的最大点向下游减小，使所述薄片暴露于空气的面积逐渐增大。

7.  根据权利要求6所述的方法，包括如下步骤：相对于接触体的表面成角度地导向喷嘴，由此波纹表面的预定部分喷射有涂层并且其它部分由相邻波纹阻止喷射。

抗藻类边缘涂层和形成它的方法
技术领域
本发明涉及用于蒸发冷却设备等的接触体和一种形成涂层的方法。
背景技术
[0001]冷却塔和蒸发冷却器等通过使水与空气流按热交换关系穿过填充组件重力沉降，从水中除去热量。作为结果，通过在返回到将水用于各种热交换功能的设备之前水的表面蒸发，降低水的温度。
[0002]已经公知的是，由多片波纹材料形成用在这些设备中的接触体，该多片波纹材料限定在接触体中的多个通道或孔道，以供气体和液体穿过。一种这样的公知接触体例如公开在美国专利No.3,500,615中。这样的接触体由各种材料形成，这些各种材料包括牛皮纸、玻璃纤维、塑料、及常常是多孔材料的其它材料以及浸渍材料，例如在美国专利No.3,862,280中所示的那些。
[0003]这种类型的气体接触体在冷却塔和蒸发冷却设备中具有显著优点。其中几个缺点是，这样的接触体也用作优良空气过滤器和用于藻类的繁殖场地。沿接触体的空气进口侧尤其如此，该空气进口侧面临大部分污物和大气杂质，并且也暴露于阳光之下。相应地，接触体的这部分作为灰尘和污物进入接触体的结果，经受污染和堵塞。
[0004]为了消除这个问题和除去从空气过滤的灰尘和污物，以前曾提议过用大量的水冲洗接触体。如果不这样做并且允许碎片在接触体的基片上干燥(特别是如果它是诸如牛皮纸、玻璃纤维或棉花之类的多孔基片)，则由接触体捕获的灰尘、污物、孢子及矿物质将贯穿接触体薄片的纤维而沉积和固化。如果不损坏纤维基片，这些沉积物就难以除去。如果留下不管，则介质的空气进入正面最终会完全堵塞。
[0005]除来自污物和其它空中杂质的污染之外，已经发现，藻类将形成在湿润接触介质与阳光之间的界面处，典型地在进口侧上也可能在接触体的出口侧上。对于典型的蒸发冷却设备的构造而言，介质通道开端处的四分之一到一英寸将暴露于阳光之下，并且在有光、养分和水分的情况下经受藻类的繁殖。
[0006]克服这些问题的一种尝试在美国专利No.5,248,454中提出，该专利公开了一种由多个正面相对波纹薄片形成的气体-液体接触体，使在相间隔的(alternate)薄片中的波纹平行地布置以形成用于气体和液体的多个十字交叉通道。接触体的空气进口侧具有用包含除藻剂的不透水亲水材料涂敷的空气进口部分。该系统对于防止在冷却介质前边缘的藻类生长和损害方面工作做得很好。然而，通常由不透水材料形成的涂层在涂层的内边缘处形成与多孔薄片的突变界面。因为蒸发冷却垫设计有保持和传送水的多孔基片，所以表面100％适于蒸发，并且基片对在蒸发介质表面上的水分布进行均化。对于基片边缘加以冷却的现有技术方案禁止在冷却垫边缘中进入空气为最热和最干的区域中的蒸发。
[0007]本发明的一个目的是，提供一种用于冷却塔和蒸发冷却器的、具有改进操作效率的接触体。
[0008]本发明的另一个目的是，提供一种具有自清洁空气进口和/或空气出口边缘部分的接触体。
[0009]本发明的另一个目的是，提供一种具有将阻止藻类的沉积和繁殖的边缘部分的接触体。
发明内容
[0010]按照本发明的一个方面，提供一种用在具有壳体的气液接触设备中、在气体进口侧和气体出口侧中的气液接触体。接触体由彼此以正面相对关系和在相间隔的薄片(alternate sheets)中以彼此大体平行关系布置的多个波纹薄片形成。接触体限定适于与壳体的气体进口侧相邻定位的气体进口边缘。
[0011]接触体的薄片限定允许气体和液体通过的多个相交和互通通路。在薄片每一个中的波纹相对于穿过接触体的气体流动的主要方向成角度地延伸，使波纹和相间隔的带条相对于在相间隔的带条之间布置的带条中的波纹成角度地布置。接触体的气体进口边缘涂敷有包含除藻剂的不透水亲水材料，其密度从薄片的边缘向内是变化的。波纹优选地涂敷成，面对太阳的波纹的表面被较致密地涂敷并且在安装时背对太阳的那些被轻微地涂敷。这些表面的涂层的覆盖率从薄片的边缘向内减小。作为结果，水可行进过多孔基片从而适于在前边缘处蒸发，同时最易于藻类生长的表面得到防护。
附图说明
[0012]本发明的以上、和其它目的、特征及优点在其例示性实施例的如下详细描述中将更为显明，该实施例联系附图阅读，在附图中：
图1是适于包含按照本发明建造的接触体的冷却塔的一个实施例的竖直纵向剖视图；
图2是按照本发明建造的并且适于用在图1的塔中的接触体的部分剖视立体图；
图3是图2的接触体的空气进口边缘部分的部分放大视图；
图4A是接触体的单个薄片的空气进口部分的边缘的进一步放大视图；
图4B是颠倒的同一薄片的类似于图4A的视图；及
图5是用来涂敷接触体的边缘部分的喷台的示意说明。
具体实施方式
[0013]现在详细地参看附图，先参看其图1，冷却塔10包括壳体12，在该壳体12中安装有按照本发明建造的一个或多个接触体22。壳体12的基座形成具有浮子24和排出管线25的储液槽23。诸如空气之类气体在接触体的空气进口边缘部分26处进入在接触体内的通道或孔道，并且在设备内向上抽吸到装有风扇30和马达31的出口29。诸如水之类的液体通过液体供给管线27引入到蒸发冷却设备或冷却塔中，并且以公知方式通过开孔或喷嘴28等从管线逸出。从供给管线28逸出的液体通过常规结构的分配垫32进入接触体22的顶部中。
[0014]按照本发明的接触体22在图2至4中更详细地示出。接触体包括多个波纹薄片33、34、35、36，使在例如33和34的相邻薄片中的波纹彼此成角度地布置，并且在例如33、35的相间隔的薄片(alternate sheets)中的波纹平行地布置，从而，在接触体内形成多个十字交叉(criss-crossing)通路。优选地，薄片彼此以不相等角度定位，如在现有技术中已知的那样。
[0015]如在图1中看到的那样，当接触体安装在蒸发冷却设备中时，波纹一般相对于水平方向具有角度，从而允许液体通过波纹进行重力流动。薄片相对于彼此以及相对于水平方向的具体角度关系，可以依据所要实现的具体结构或由此完成的功能，随设备的不同而变化。
[0016]典型地，波纹和波纹薄片具有从5至40或60毫米的高度或波幅以及10至30毫米的宽度。波纹薄片可以在接触体内的接触点处彼此粘结，或者可以由在它们的边缘处的适当间隔和保持装置保持在固定位置中。
[0017]具有在图2、3及4中示出的一般结构的接触体已经由各种材料形成，这些各种材料包括波纹塑料薄片或纤维、纺织或无纺材料薄片，像例如玻璃、牛皮纸、或棉花的薄片。这样的纤维材料典型地是多孔的，并且可以浸渍有树脂，像例如在美国专利No.3,862,280中讨论的那样，以便提供一定程度的刚度和湿润强度。如以上提到的那样，接触体往往收集随空气穿过它的污物和灰尘。在接触体的边缘处，暴露于阳光之下、水分以及在越过接触体的空气和水中所包含的养分这些因素促进藻类生长。这种生长主要发生在接触体的进口部分26上将暴露于太阳的波纹的表面部分上。
[0018]按照本发明，关于以前提出接触体的这个问题通过在蒸发冷却介质的至少空气进口边缘上提供保护层而得以克服，这将防止固体和营养物质沉积和吸附到基片上。通过提供一旦断水就干透的保护表面，防止藻类生长。
[0019]更具体地说，波纹材料的薄片的每一个的空气进口边缘涂敷有耐水、不透水材料40，该材料是亲水的。材料的这种特征使通过接触体的水在涂层的表面上散开成薄膜，该薄膜连续地洗涤接触体的边缘以从其除去污物、孢子、及其它污染物。当断水时，边缘立即干燥。因而，它将不保持水——否则该水会维持藻类生长。因而，接触体的边缘被保护，而不经受污物收集或阳光暴露的接触体的剩余部分以其通常方式起作用。
[0020]已经发现，包括涂敷到接触体边缘上的丙烯酸乳胶(latexacrylic)、橡胶或塑料基材料的保护层适当地保护接触体。
[0021]保护层由在图5中表示的设备涂敷到接触体的空气进口边缘上。更明确地说，接触体26，只有其一个表示在图5中，被携带在喷射罩(未示出)中的喷射架52下面的传送带上。
[0022]喷射架52包括跨过传送带50的路径横向延伸的喷嘴支撑杆54。杆54具有安装在其上的多个喷嘴支撑臂56等。喷射喷嘴58可调节地安装在臂的每一个上，并且由软管60连接到保护涂层的供给管上。喷射喷嘴具有常规结构，并且产生扇状喷射，该扇状喷射，如在图5中看到的那样，以一定角度向下指向接触体22的面向上的进口表面部分26。在例示性实施例中，有四个喷嘴60，两个(60a、60b)面向下并且在传送带的行进方向上，而其它两个(60c和60d)面向下并且与传送带的行进方向相反。
[0023]喷嘴相对于在它下面移动的接触体的角度可按任何已知或便利方式调节，如对于液体喷射技术领域的专业人员显而易见的那样。
[0024]涂层材料是液体，并且以扇形方式从喷嘴射出，当它远离喷嘴运动时形成涂层的液滴。如将是显然的那样，涂层液滴的喷射将由沿进口边缘26的波纹薄片的表面横断。喷射不能深深地透入到在波纹之间形成的通道中，并且透入得越远，液滴变得越不致密。大部分液滴由直接面对喷射路径的波纹表面捕获，并且这些表面阻止喷射碰到紧接在它们后面的相邻波纹的表面。作为结果，涂层在薄片的边缘处最致密，越远离边缘，其密度越小，使得更大表面区域的多孔薄片保持暴露。另外，被相邻薄片阻隔而免受喷射的波纹的部分被涂敷的液滴(如果有的话)也非常之少，从而多孔薄片中基本上一直到边缘的那些区域都是暴露的。
[0025]因而，如在图2-4中看到的那样，波纹的倾斜表面64、66在薄片的边缘23处被重重地涂敷，并且在它们之间的中央波谷68基本未涂敷。只有这些倾斜表面将暴露于太阳。而且，如在图2中最清楚看到的那样，涂层的密度在远离边缘23的点处减小，由此暴露越来越多的多孔薄片。
[0026]作为这种布置的结果，水可穿过多孔基片行进直到其自由边缘，在该处它可得到用于蒸发的最热最干的空气，而仍然提供对于薄片边缘的保护及抗藻类自清洁形成作用。因而，与现有技术相比，在边缘部分26处可得到更多表面面积，用于热干燥空气的蒸发冷却。
[0027]如提到的那样，按照本发明使用的涂层不存水，因为它是不透水的。因此，当水停止通过接触体分布时，涂层完全干透。而且，藻类孢子不会粘附到涂层上，因为该涂层是光滑的并且不允许藻类本身嵌在基片的纤维中。此外，落到边缘上的藻类孢子被水冲走，或者移动到接触体中，在那里藻类孢子不暴露于阳光之下。涂层还提供对于薄片边缘部分的紫外线保护。
[0028]已经发现，用于这个目的的优选涂层可按如下构成：
丙烯酸胶乳橡胶(1atex rubber acrylic)或塑料(即PVC)65-70份；
高岭土或水合氧化铝25-30份；
二氧化钛或炭黑1-5份；
硅酮0.001至1份；
也可以使用其它成分。
[0029]尽管这里参照附图描述了本发明的例示性实施例，但应理解的是，本发明不限于该准确实施例，本领域的技术人员可以对其做出不脱离本发明的精神或范围的各种修改。