TWI553285B - 熱交換塔風扇的風扇罩 - Google Patents

Description

熱交換塔風扇的風扇罩

本發明係關於熱交換塔的領域，且尤其係更關於用以透過熱交換塔移動空氣之風扇的領域，包括工業冷卻塔、工業加熱塔及氣冷式蒸汽凝結器。

各種熱交換塔係工業中為人已知。此等熱交流塔包括(例如)所謂工業冷卻塔，其係用以藉由工業或其他程序冷卻溫水。此等冷卻塔典型具有從塔頂部內側噴灑之液體，且落下在例如飛濺桿或分隔薄膜片之套件的一媒體上。空氣典型係透過塔汲取，橫向跨過該塔，向上通過該塔或其組合，且與落下液體相互作用。落下液體係比周圍空氣溫暖，及因此係藉由此程序冷卻及落下進入至在塔底部之收集盤。另一類型之熱交換塔係可用於(例如)液化天然氣的蒸發之加熱塔。

又另一類型之塔係氣冷式凝結器(ACC)塔。此一塔典型地係一具有一開放下或側框架的大盒子狀結構。開放框架可在一些其側面上為封閉。該框架支撐一底板，其具有一系列將空氣向上吹之風扇以致空氣係透過塔之開放側被汲取進入且藉由風扇強制向上。該塔在風扇之上支撐一系列凝結器盤管。在一些實例中，複數蒸汽供應管集箱管在塔頂部上縱向運行且向下分配蒸汽進入向下傾斜延伸之凝結器盤管。水係在一鍋爐中加熱以產生蒸汽，其係接著被傳送至一渦輪之高壓端以產生功(經由蒸汽中之能量變化)。渦輪之低壓端處的蒸汽係藉由凝結器凝結以產生真空，其透過渦輪拉動蒸汽。在向下傾斜延伸凝結器盤管之底部處係一系列收集管集箱管，其接收凝結流體及使其從該塔離開。凝結器盤管之整體通常係位於風扇上。空氣係通過蒸汽供應管集箱管排放出塔的開放頂部。一風扇之底板係在盤管下增加以提供更大體積的空氣流。一底板典型具有依格柵狀配置隔開之一些風扇，其各藉由一風扇罩圍繞。

所有以上類型之塔係適用於各種應用且在工業中被廣泛地接受。然而，通常在此類塔安裝中需求減少由塔產生的噪音或聲音。在一些塔中的噪音或聲音之一主要原因係由風扇本身之操作所產生。在ACC之情況下，經常會出現相對較大數目的風扇，及因此減少關聯各風扇噪音之需求有時甚至比具有其他類型熱交換塔更大。

在一態樣中，一熱交換塔包含至少一風扇，其具有之風扇葉片具有在一旋轉之圓中旋轉的外尖端；及一風扇罩，該風扇罩包含一外環結構；及一聲音吸收材料，其係設置至該外環表面且徑向佈置在該外環結構內側及該等風扇葉片之尖端的旋轉之圓的外側。

在另一態樣中，一熱交換塔亦包含至少一風扇，其具有之風扇葉片具有在一旋轉之圓中旋轉的外尖端；及一風扇罩，其具有一外支撐構件；及一聲音吸收構件，其係設置至外支撐構件，該聲音吸收構件係徑向佈置在該外支撐構件之內側及該等風扇葉片之尖端的旋轉之圓的外側。

在又另一態樣中，一熱交換塔具有至少一風扇，其具有之風扇葉片具有在一旋轉之圓中旋轉的外尖端；及一風扇罩，該風扇罩包含一外環結構，其係由至少一模製區段形成，該區段形成至少一穴及一聲音吸收材料，其係佈置在該穴內側及該等風扇葉片之尖端的旋轉之圓的徑向外側。

另一態樣提供一用於減少藉由一熱交換塔發射之聲音的方法，該塔具有至少一風扇葉片，其具有在一旋轉之圓中旋轉的外尖端；及一風扇罩，其圍繞該等尖端的旋轉之圓，該方法包含提供一聲音吸收材料之步驟，其係在該罩之一內表面及該等葉片尖端的旋轉之圓間的該罩之該內表面上。

又另一態樣提供一氣冷式凝結器，其具有複數凝結器盤管，一佈置於凝結器盤管下之風扇底板，該風扇底板包含複數風扇，其具有之風扇葉片具有在一旋轉之圓中旋轉的外尖端；及複數風扇罩，其各圍繞一個別風扇，各風扇罩包含一外環結構；及一聲音吸收材料，其係設置至外環表面之且徑向佈置在外環結構內側及該等風扇葉片之尖端的旋轉之圓的外側。

因此已相當廣泛地概述本發明之某些具體實施例以便可更加理解本文中之其詳細描述，且以便對於此項技術之目前貢獻可更加瞭解。當然下文中將描述本發明之附加具體實施例且其將形成本文隨附申請專利範圍之標的。

在此態樣中，在詳盡解釋本發明之至少一具體實施例前，應理解不限制本發明之應用至以下描述中提出或圖式中說明之構造細節及組件配置。本發明係能有該等經描述以外之具體實施例，且能依各種方式實現及實行。另外，應理解本文以及摘要使用之詞組及術語係用於說明之目的且不應視為限制。

因此，熟習此項技術人士應理解此揭示內容所依據之概念可易於用作一用於實行本發明之若干目的之其他結構、方法及系統的設計之基礎。因此，重要的是申請專利範圍係視為包括此等等效構造，只要其不脫離本發明之精神及範疇。

本發明之一些具體實施例提供一用於熱交換塔風扇之風扇罩，其包括一可減少來自熱交換塔之風扇噪音的噪音減少材料。在一些具體實施例中，風扇罩包含一外環結構且聲音吸收材料係佈置在外環結構內側及風扇葉片尖端的旋轉之圓的外側。本發明之一些較佳具體實施例現將參考繪圖描述，其中全文中相似參考數字指相似部分。

現參考第1圖，其顯示一氣冷式凝結器(ACC)塔10。該塔包括一置於地面上之基座12及支撐一風扇底板16之下框架14。下框架14係簡單顯示為在塔角落處之支腳。然而，熟習此項技術人士應瞭解此一框架14典型係一內部格狀框架，其具有彼此互連以形成開放框架之圓柱及包圍。可使框架之所有四側在風扇底板16下開啟，或在一些實例中相反側之兩側可各具有一封閉壁。本文中說明之ACC的實例將會在具有標示為18與19係封閉的兩端壁及標示為20與21係開啟的兩側之背景下描述。然而，應理解在風扇底板16之下可具有任何數目之開啟或封閉側。

風扇底板16係一支撐結構，其典型支撐複數風扇(為了說明清楚葉片未在第1圖中顯示)，各風扇具有與其聯結之其自己的風扇罩26。風扇罩26係在下文中進一步詳細討論。風扇24將空氣向上吹通過一系列傾斜凝結器管盤管結構28。盤管28係細長盤管，其大體上形成空氣能經過之一平面片狀結構。盤管28從複數蒸汽供應管集箱30接收蒸汽。蒸汽供應管集箱導入盤管28且蒸汽/水垂直地向下落通過盤管28且係藉由與盤管28外側之周圍空氣熱交換而冷卻。蒸汽凝結成為水，其被收集在下方水收集管集箱32內且從塔排放。

一上框架結構40係典型提供以對於具有供應管集箱30、凝結器盤管28及水管集箱32之區域提供整體結構支撐。盤管及管集箱件內建至一上方之上層結構內。框架結構40係用於殼體之簡單結構。殼體可延伸至將近蒸汽管集箱的底部或可在蒸汽管集箱上方延伸某些適度距離。此上框架40典型地將具有由實心或大體上非多孔側壁封閉之所有四側或在所有四側上之包覆42。應瞭解在第1圖中例如側壁之許多實心項目壁係顯示為透明以致能提供塔10之內部視圖。

第2至6圖顯示本發明之第一較佳具體實施例。在此具體實施例中風扇罩26包括一收縮或喇叭狀、向內漸縮之入口區段102，以及一噪音吸收區段104，其係佈置在風扇之軸向位置處，且當其旋轉時圍繞風扇尖端。

噪音吸收區段104係調適以減少來自尤其係風扇尖端及一般來自風扇的聲音。收縮或喇叭狀入口區段102可為一相對較習知構造及可為(例如)由模製玻璃纖維材料之片段製成，或可為依區段或一連續件之輥製鋼。噪音吸收區段104包括一聲音吸收材料114成為其一些部分。用於設置聲音吸收材料114之各種配置係在本文中進一步討論。聲音吸收材料可包含任何已知或將來會發現之聲音吸收材料，例如玻璃纖維絮(batting)或發泡體(foam)。另外，聲音吸收材料可包含不規則成型表面材料。藉由舉例言之，僅有一些適合材料包括聲響發泡體，例如藉由SONEX®所製成，或開放及封閉之所有撓性聚氨基甲酸酯、聚醯亞胺、三聚氰胺及其他吸收發泡體，或可從SOUNDCOAT®購得之撓性外黏彈性及限制層產品。例如用於絕緣之簡單玻璃纖維絮亦適合。另外，除了以上及其他鈍性材料以外，可使用局部活性材料。可使用不同聲音吸收材料之組合。此外，聲音吸收材料可整體地橫跨圍繞噪音吸收部分104之周圍，可橫跨噪音吸收部分104之拱形部分，及可橫跨噪音吸收部分104之部分或整個高度。此外，雖然本文為了方便將噪音吸收部分104指為具有一筆直側，其當然亦可使其內及外表面任一者或兩者具有稍微凸面，或稍微凹面狀，或可具有起伏狀。此外，噪音吸收部分104可簡單地為一在向上或向下方向中之截頂錐形喇叭狀，或向外及向上喇叭狀錐的之一組合。

現尤其係轉向第4及5圖，噪音吸收區段104係說明為更具有一外環106，其具有一筆直C形斷面及可藉由一具有筆直側外壁108及頂部及底部壁110及112之輥製鋼圓柱形成。該配置亦以聲音吸收材料114之厚度為特徵，其在一較佳具體實施例中可為玻璃纖維絮。如本文中討論，聲音吸收材料114可為例如發泡體之其他材料或具有複 雜反射或吸引表面加工的材料。另外，可使用各種聲音吸收材料之組合來製成聲音吸收材料114。

在所說明的具體實施例中，一內篩網120係在聲音吸收材料114之位置的側面提供。篩網120係對於聲音至少稍微可滲透以致聲音將藉由聲音吸收材料114吸收，及進一步能提供結構支撐以保持聲音吸收材料114在定位。在此具體實施例中，係使用一具有百分之20至50開放區域之鋼篩網。適合篩網之實例包括用孔或槽打穿的金屬或塑膠板，或金屬或塑膠網。在當經受氣流、振動及/或濕氣而失去其完整性之聲音吸收材料114的情況下，篩網120用於保持聲音吸收材料114於其定位之功能，以致其不會傾向於撕裂或破碎。篩網120亦減少濕氣，其將在例如雨落下進入風扇罩之情況下進入聲音吸收材料114。在第3至5圖中描述的具體實施例中，整體風扇罩26(包括聲音吸收材料特徵)係藉著使用習知支撐配置由一風扇底板16從上方支撐。

第6圖顯示組合篩網120形成一空心穴122的之外環106。在第6圖中未顯示聲音吸收材料114。第6圖亦顯示外環106能由一些輥製箱狀彎曲鋼片段製成，其能藉由容納螺栓進入至相鄰拱形區段之相鄰凸緣的凸緣124接合。第6圖亦說明一沿環106之底部提供的凸緣126，其可促進與喇叭狀入口部分102之接合。

第7及8圖說明一利用以上所述第一具體實施例之原理的第二具體實施例，但增加一些變動及附加特徵。例如，在第7圖之具體實施例中，一喇叭狀入口部分202係與噪音吸收區段204之外環成為整體。因此，一整體罩係藉由複數拱形區段形成，其中各區段具有一下喇叭狀入口部分202及一聲音吸收部分204之一上外環。在第7圖的實例中，整體罩係藉由複數拱形區段製成。在此實例中，各拱形區段已從玻璃纖維材料模製。接合凸緣224係提供，且可彼此螺接。在玻璃纖維構造之情況下，中間強化鋼板可螺接以夾在相鄰凸緣224之間。

進一步轉向在第7及8圖之具體實施例中的聲音吸收部分204，應瞭解各區段形成聲音吸收部分204之部分且具有一或多數穴222，其係直接模製進入結構中。在第7及8圖之實例中，兩細長穴222係模製成一者在另一者上。此提供一在穴222間可增強區段之剛性的中間肋狀結構223。

如具有以上討論的具體實施例，一篩網220係提供形成風扇罩之內表面的部分。佈置在篩網220及穴222間係聲音吸收材料214。如第7圖中說明，聲音吸收材料214包括佈置在波形玻璃纖維片前之玻璃纖維絮208的片段。玻璃纖維絮208傾向於吸收聲音，而波形玻璃纖維片在不同方向中反射聲音進一步減少其傳播。波形玻璃纖維片亦可 用於以上描述的第一具體實施例中。此外，其可自此具體實施例中省略，且雖然玻璃纖維絮係相對於第二具體實施例討論，但可運用任何其他聲音吸收材料或材料之一組合。在第7及8圖的具體實施例中，篩網可藉由螺絲232螺入環結構中。

以上所述實例顯示可減少在ACC中藉由風扇底板發射的聲音。亦可應用此等具體實施例之態樣至其他熱交換塔風扇。

本發明之許多特徵及優點可從詳細說明書中瞭解，且因此預期藉由隨附申請專利範圍以涵蓋落入本發明之真實精神及範疇的本發明之所有此等特徵及優點。此外，因為對於熟習此項技術人士將易於產生各種修改及變動，故無須將本發明限制至所說明及描述之確切構造及操作，且因此可憑藉落入本發明之範疇的所有適合修改及等效內容。

10‧‧‧氣冷式凝結器(ACC)塔

12‧‧‧基座

14‧‧‧下框架

16‧‧‧風扇底板

18‧‧‧端壁

19‧‧‧端壁

20‧‧‧側面

21‧‧‧側面

24‧‧‧風扇

26‧‧‧風扇罩

28‧‧‧盤管

30‧‧‧蒸汽供應管集箱

32‧‧‧水收集管集箱

40‧‧‧上框架結構

42‧‧‧包覆

102‧‧‧入口區段

104‧‧‧噪音吸收區段

106‧‧‧外環

108‧‧‧側外壁

110‧‧‧頂部壁

112‧‧‧底部壁

114‧‧‧聲音吸收材料

120‧‧‧篩網

122‧‧‧空心穴

124‧‧‧凸緣

126‧‧‧凸緣

202‧‧‧喇叭狀入口部分

204‧‧‧噪音吸收區段

208‧‧‧玻璃纖維絮

214‧‧‧聲音吸收材料

220‧‧‧篩網

222‧‧‧穴

223‧‧‧中間肋狀結構

224‧‧‧凸緣

232‧‧‧螺絲

第1圖係一具有一風扇底板(其具有複數風扇罩)之氣冷式凝結器之示意性透視圖。

第2圖係一藉由風扇罩圍繞之風扇的俯視圖。

第3圖係一依據本發明之第一具體實施例透過第2圖中的線3-3取得的一風扇及一風扇罩之斷面圖。

第4圖係一透過第3圖的放大圓圈取得之一風扇罩的詳圖。

第5圖係一風扇罩之部分剖視圖。

第6圖係一在第5圖中所示之風扇罩的剖開透視圖。

第7圖係一依據本發明之第二較佳具體實施例的風扇罩之部分分解圖。

第8圖係一第7圖之風扇罩的剖視詳圖。

202．．．喇叭狀入口部分

204．．．噪音吸收區段

208．．．玻璃纖維絮

214．．．聲音吸收材料

220．．．篩網

222．．．穴

223．．．中間肋狀結構

224．．．凸緣

Claims (23)

1. 一種熱交換塔，包含：具有風扇葉片的至少一個風扇，該等風扇葉片具有在一旋轉之圓中旋轉的外尖端；具有一風扇罩的一塔出口，該風扇罩包含：一外環結構，其中該外環結構包含彼此互相連接的複數個個別拱形區段，其中各個拱形區段包括至少兩個細長穴(elpngated pocket)，該等細長穴藉由肋狀結構而被橫向分隔開；及一聲音吸收材料，該聲音吸收材料設置於各個該等細長穴的內側以及該等風扇葉片之該等尖端的該旋轉之圓的外側。
2. 如請求項1所述之熱交換塔，其中該等拱形區段係透過接合凸緣而連接至相鄰的拱形區段。
3. 如請求項1所述之熱交換塔，其中各個拱形區段具有一長度，且該等穴延伸至整個該長度，且該聲音吸收材料延伸至整個該長度。
4. 如請求項2所述之熱交換塔，進一步包含肋狀結構，其中該等凸緣及該等肋狀結構必須在該外環結構四周中斷該聲音吸收材料。
5. 如請求項1所述之熱交換塔，其中該風扇罩包含引導至該外環結構中的一喇叭狀入口部分。
6. 如請求項5所述之熱交換塔，其中該入口部分係與該外環結構為整體(integral)。
7. 如請求項1所述之熱交換塔，進一步包含一內結構，該內結構將該聲音吸收材料夾置於該內結構及該外環結構之間。
8. 如請求項7所述之熱交換塔，其中該內結構包含一金屬篩網。
9. 如請求項1所述之熱交換塔，其中各個該等拱形區段為模製玻璃纖維。
10. 如請求項1所述之熱交換塔，其中該聲音吸收材料為玻璃纖維絮。
11. 如請求項1所述之熱交換塔，其中該聲音吸收材料為發泡體(foam)。
12. 一種熱交換塔，包含： 具有風扇葉片的至少一個風扇，該等風扇葉片具有在一旋轉之圓中旋轉的外尖端；具有一風扇罩的一塔出口，該風扇罩包含：一外支撐構件，該外支撐構件包含彼此互相連接的複數個個別拱形區段，其中各個拱形區段包括至少兩個細長穴，該等細長穴藉由肋狀結構而被橫向分隔開；及一聲音吸收構件，該聲音吸收構件設置於各個該等細長穴的內側以及該等風扇葉片之該等尖端的該旋轉之圓的外側。
13. 如請求項12所述之熱交換塔，其中該等拱形區段係透過接合凸緣而連接至相鄰的拱形區段。
14. 如請求項12所述之熱交換塔，其中各個拱形區段具有一長度，且該等穴延伸至整個該長度，且該聲音吸收構件延伸至整個該長度。
15. 如請求項13所述之熱交換塔，進一步包含肋狀結構，其中該等凸緣及該等肋狀結構必須在該外支撐構件四周中斷該聲音吸收構件。
16. 如請求項12所述之熱交換塔，其中該風扇罩包含引導至該外支撐構件中的一喇叭狀入口部分。
17. 如請求項16所述之熱交換塔，其中該入口部分係與該外支撐構件為整體。
18. 如請求項12所述之熱交換塔，進一步包含一內支撐構件，該內支撐構件將該聲音吸收構件夾置於該內支撐構件及該外支撐構件之間。
19. 如請求項18所述之熱交換塔，其中該內支撐構件包含一金屬篩網。
20. 如請求項12所述之熱交換塔，其中各個該等拱形區段為模製玻璃纖維。
21. 如請求項12所述之熱交換塔，其中該聲音吸收構件為玻璃纖維絮。
22. 如請求項12所述之熱交換塔，其中該聲音吸收構件為發泡體。
23. 一種氣冷式凝結器，包含：複數個凝結器盤管；具有一風扇罩的一塔出口，該風扇罩包含：一外環結構，其中該外環結構包含彼此互相連接 的複數個個別拱形區段，其中各個拱形區段包括至少兩個細長穴，該等細長穴藉由肋狀結構而被橫向分隔開；及一聲音吸收材料，該聲音吸收材料設置於各個該等細長穴的內側以及該等風扇葉片之該等尖端的該旋轉之圓的外側；及一上框架組件，該框架組件在該罩上方延伸，其中該框架組件包覆該複數個凝結器盤管及該外環結構，其中該框架組件實質上非多孔的。