專利名稱：用于框架式發(fā)動(dòng)機(jī)蒸發(fā)冷卻器的排泄系統(tǒng)的通風(fēng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸發(fā)冷卻器，并且更具體地涉及用于蒸發(fā)冷卻器的排泄裝置。
背景技術(shù)
在環(huán)境溫度高和相對(duì)濕度低較為常見的情況下，蒸發(fā)冷卻器可能很有用。在蒸發(fā) 冷卻器內(nèi)，將水添加到入口空氣中。一部分水蒸發(fā)而吸收空氣中的潛熱。結(jié)果，釋放出顯熱 的空氣就冷卻且密度增大。在一個(gè)具體實(shí)例中，蒸發(fā)冷卻器可為對(duì)于渦輪入口空氣的有用 選擇。在使用可選的蒸發(fā)冷卻器的情況下，將水添加到渦輪入口空氣中將向渦輪提供更高 的質(zhì)量流速和壓力比，且將引起渦輪輸出和效率的提高。例如，假定干球溫度為40°C，而相 對(duì)濕度為20%，則如果使用80%的有效蒸發(fā)冷卻器，則輸出功率可提高大約12%。與此對(duì) 應(yīng)的是發(fā)熱量降低大約4%。從經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)來看，蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)的益處與渦輪輸出的潛 在年平均增量相關(guān)。當(dāng)然，蒸發(fā)冷卻器可用于其它示例性環(huán)境。
通常，在蒸發(fā)冷卻器內(nèi)，噴淋系統(tǒng)潤濕介質(zhì)，媒質(zhì)和水流過該介質(zhì)(例如，波狀的 纖維材料層)?？諝饬髟诮橘|(zhì)處與流動(dòng)水互相混和。水依靠重力向下流過介質(zhì)，且未蒸發(fā)的 水收集在排泄盤內(nèi)。排泄盤繼而又連接到儲(chǔ)器(sump)上，該儲(chǔ)器收集水以便再循環(huán)至介質(zhì) /再使用到介質(zhì)上。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，蒸發(fā)冷卻器內(nèi)存在的水使蒸發(fā)冷卻器內(nèi)的環(huán)境變得有些不利。 應(yīng)當(dāng)避免使用因水而受到不利影響的材料。通常在蒸發(fā)冷卻器內(nèi)使用的一種示例性材料為 不銹鋼。不銹鋼的一個(gè)缺點(diǎn)在于材料成本相對(duì)較高。蒸發(fā)冷卻器的持續(xù)高效運(yùn)行為通常的 期望預(yù)期。因此，需要的是一種提供改進(jìn)的更新?lián)Q代的蒸發(fā)冷卻器。發(fā)明內(nèi)容
以下概述提出了簡要概括，以便提供對(duì)本文所述的系統(tǒng)和/或方法的一些方面的 基本理解。該概述并非為本文所述的系統(tǒng)和/或方法的寬泛綜述。它并非意圖標(biāo)識(shí)關(guān)鍵/ 重要元件或界定此類系統(tǒng)和/或方法的范圍。它的唯一目的在于在稍后提供的更為詳細(xì)的 描述之前，以簡化形式提出一些概念。
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了 一種用于冷卻空氣的蒸發(fā)冷卻器。蒸發(fā)冷卻器包括具有 空氣入口和空氣出口的冷卻殼體。蒸發(fā)冷卻器包括蒸發(fā)介質(zhì)(media)，該介質(zhì)定位在冷卻殼 體內(nèi)介于空氣入口與空氣出口之間，以便空氣流經(jīng)由其穿過和用于接收水以容許蒸發(fā)至少 一些水。蒸發(fā)冷卻器包括排泄盤，該排泄盤定位在冷卻殼體內(nèi)且位于蒸發(fā)介質(zhì)下方，用以收 集并未蒸發(fā)且從蒸發(fā)介質(zhì)掉落的水。蒸發(fā)冷卻器包括儲(chǔ)器，該儲(chǔ)器定位在冷卻殼體內(nèi)且位 于排泄盤下方，用于收集水以便將水供給蒸發(fā)介質(zhì)。蒸發(fā)冷卻器包括管路，該管路將排泄盤 連接到儲(chǔ)器上以便水從排泄盤流動(dòng)至儲(chǔ)器。蒸發(fā)冷卻器包括定位在冷卻殼體內(nèi)且連接到管 路上的空氣孔口，該空氣孔口通向冷卻殼體內(nèi)的空氣且處在排泄盤上方，用以容許釋放管 路內(nèi)的空氣。


本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員在參照附圖研讀以下描述時(shí)，本發(fā)明的前述及其它 方面將變得明顯，在附圖中
圖1為包括根據(jù)本發(fā)明的方面的示例性蒸發(fā)冷卻器的簡圖2為圖1中的蒸發(fā)冷卻器的排泄部分的示意性放大示圖，且示出了根據(jù)本發(fā)明 的方面；以及
圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的孔口的示意性放大示圖。
具體實(shí)施方式
附圖中描述和示出了結(jié)合本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的示例性實(shí)施例。這些示出的 實(shí)例并非意圖限制本發(fā)明。例如，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面可在其它實(shí)施例、且甚至是在其 它類型的裝置中使用。而且，本文所用的一些用語僅是為了方便，而并非作為對(duì)本發(fā)明的限 制。此外，在附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)用于標(biāo)注相同的元件。
圖1中示意性地示出了包括根據(jù)本發(fā)明的方面的蒸發(fā)冷卻器10的示例性實(shí)施例。 在所示的實(shí)例中，蒸發(fā)冷卻器10用于結(jié)合渦輪12使用。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，本發(fā)明不 必限于結(jié)合渦輪使用。
通常，蒸發(fā)冷卻器10包括冷卻殼體14，該冷卻殼體14具有空氣入口 16和空氣出 口 18。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，空氣出口 18可操作地連接到渦輪12上。 渦輪12經(jīng)示意性地示出，且因此應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，渦輪結(jié)構(gòu)可采用任何形式，而且該渦輪 構(gòu)造并非是對(duì)本發(fā)明的具體限制。
轉(zhuǎn)到蒸發(fā)冷卻器10的空氣入口 16，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，一個(gè)或多個(gè)過濾裝置22定位 在空氣入口處或空氣入口附近，且進(jìn)行操作以從流入入口且經(jīng)過冷卻殼體14的空氣流M 中濾出不需要的材料。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，經(jīng)由過濾裝置22流入空氣入口 16的空氣流 24通常為熱空氣流。
至少一個(gè)蒸發(fā)介質(zhì)30定位在冷卻殼體14內(nèi)。在蒸發(fā)介質(zhì)30定位在冷卻殼體14 內(nèi)的情況下，蒸發(fā)介質(zhì)定位成介于空氣入口 16與空氣出口 18之間。在所示的實(shí)例內(nèi)，提供 了三個(gè)蒸發(fā)介質(zhì)30，且三個(gè)蒸發(fā)介質(zhì)通過使用字母后綴A-C而單獨(dú)地標(biāo)識(shí)。在下文中，蒸發(fā) 介質(zhì)30可通過使用參考表示30來歸類地或共同地引用，但也可通過使用參考標(biāo)號(hào)30和字 母后綴A-C來具體地引用。蒸發(fā)介質(zhì)30布置為垂直陣列，其中，在垂直陣列內(nèi)通常一個(gè)介 質(zhì)定位在另一個(gè)之上。各蒸發(fā)介質(zhì)30均可由任何適合的材料制成，且可具有任何適合的構(gòu) 成。通常，介質(zhì)30由波狀的纖維材料層制成。波狀層提供了穿過介質(zhì)30的通道。因此，空 氣流可穿過介質(zhì)30。
供水裝置34可操作地連接和定位成用以提供水，以便促使?jié)櫇窠橘|(zhì)30。在所示的 實(shí)例中，供送管路36延伸且可操作地連接到至少一個(gè)水分配歧管38上。分配歧管38將水 40分配或噴淋到蒸發(fā)介質(zhì)30上。因此，介質(zhì)接收來自于歧管38的水40，且如將認(rèn)識(shí)的那 樣，至少一些水會(huì)蒸發(fā)。在所示的實(shí)例內(nèi)，提供了三個(gè)水分配歧管38，其中各個(gè)歧管均定位 在相應(yīng)的介質(zhì)上方。各分配歧管38均單獨(dú)地連接到供送管路36上。三個(gè)分配歧管38通 過使用字母后綴A-C單獨(dú)地標(biāo)識(shí)。在下文中，分配歧管38可通過使用參考標(biāo)號(hào)38歸類地 或共同地引用，但也可通過使用參考標(biāo)號(hào)38和字母后綴A-C具體地引用。
供水儲(chǔ)池(reservoir)/儲(chǔ)器42提供在冷卻殼體14的下部位置處。在下文中，該 儲(chǔ)池稱為儲(chǔ)器42。儲(chǔ)器42的位置在垂直方向上處于介質(zhì)30的垂直陣列下方。水泵46可 操作地連接到儲(chǔ)器42和供送管路36上。泵46操作以將水40從儲(chǔ)器42沿供送管路36向 上輸送到水分配歧管38中。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，儲(chǔ)器42可連接到外部水補(bǔ)充供送源和/或 外部排泄裝置(drain)上。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，供水裝置34可包括各種水流調(diào)節(jié)/控 制裝置(未示出，例如在泵處)和/或用于定期維護(hù)等的其它結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員將認(rèn)識(shí)到這些附加裝置/結(jié)構(gòu)的各種實(shí)例。
排泄盤50與上部的兩個(gè)介質(zhì)30A、30B中的各個(gè)相關(guān)聯(lián)。兩個(gè)排泄盤50通過使用 字母后綴A和B來單獨(dú)地標(biāo)識(shí)。在下文中，排泄盤50可通過使用參考標(biāo)號(hào)50歸類地或共 同地引用，但也可通過使用參考標(biāo)號(hào)50和字母后綴A和B來具體地引用。各相應(yīng)的排泄盤 50A、50B定位在冷卻殼體14內(nèi)，且定位在相應(yīng)的介質(zhì)30A、30B之下。各排泄盤50均用于收 集在介質(zhì)30處并未蒸發(fā)且因此從介質(zhì)掉落到排泄盤中的水40。排泄盤50定位在儲(chǔ)器42 上方。
排泄管路裝置M從排泄盤50延伸至儲(chǔ)器42。具體而言，排泄管路裝置M的至少 一個(gè)垂直段56垂直地延伸，且在各排泄盤50處，一個(gè)或多個(gè)連接段58可操作地連接在相 應(yīng)的排泄盤50與垂直段56之間。因此，定位在排泄盤50下方的儲(chǔ)器42用于收集水，包括 來自排泄盤的水。
圖1僅示出了排泄管路裝置M的單個(gè)垂直段56，而圖2示出了兩個(gè)垂直段56 (處 在排泄盤50的對(duì)置兩側(cè)上)。在所示的實(shí)例中，連接段58連接在沿排泄盤50的一系列位 置處。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，該構(gòu)造是可變的(例如，連接段的數(shù)目/位置不同)。在下文 中，連接段58可通過使用參考標(biāo)號(hào)58歸類地或共同地引用，但也可通過使用參考標(biāo)號(hào)58 和字母后綴A和B來具體地引用。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，排泄管路裝置M可由通過任何適合的 方式(例如，法蘭螺栓連接、焊接等)固定在一起的任何管路組合構(gòu)成。
在操作中，水40從儲(chǔ)器42經(jīng)由供水裝置34泵送，包括將水40向上沿供送管路36 泵送且經(jīng)由分配歧管38泵送出并泵送到蒸發(fā)介質(zhì)30上。介質(zhì)30上的水40潤濕介質(zhì)，而 且還在重力的影響下沿介質(zhì)向下流動(dòng)。流過蒸發(fā)冷卻器10的空氣流M流動(dòng)穿過介質(zhì)30 中的通道。水從介質(zhì)30蒸發(fā)，因此冷卻了空氣且增加了空氣內(nèi)的水分含量。冷卻和變濕的 空氣流然后朝向渦輪12行進(jìn)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，蒸發(fā)冷卻器10可具有蒸發(fā)冷卻器功 能所涉及的各種其它結(jié)構(gòu)。例如，一個(gè)或多個(gè)除霧器可定位在介質(zhì)下游，以便從冷卻空氣中 除去水滴。
如本文所提到的那樣，在介質(zhì)30處未蒸發(fā)的水40最終掉落到相應(yīng)的排泄盤50中 或直接落入儲(chǔ)器42中。收集在相應(yīng)的排泄盤50內(nèi)的水40向下沿排泄管路裝置M行進(jìn)并 輸送至儲(chǔ)器42。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，在蒸發(fā)冷卻器10內(nèi)存在一定量的水40進(jìn)行再循環(huán)。此外，應(yīng)當(dāng) 認(rèn)識(shí)到，這有利于保持水40的再循環(huán)流動(dòng)，且不使水以意外的方式離開蒸發(fā)冷卻器10，不 使水以意外的方式收集在蒸發(fā)冷卻器10內(nèi)，或不使水另外以不對(duì)再循環(huán)到儲(chǔ)器42的水40 進(jìn)行輸送的方式行進(jìn)。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，水40從一個(gè)或多個(gè)排泄盤50至排泄管路裝置M的流動(dòng)可能有 些斷斷續(xù)續(xù)的。因此，空氣就有可能引入/存在于排泄管路裝置M內(nèi)。具體而言，空氣有可能引入/存在于排泄管路裝置M的垂直段56內(nèi)。另外，排泄管路裝置M內(nèi)的這些空氣 有可能導(dǎo)致排泄管路裝置內(nèi)的空氣堵塞(air lock)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，空氣堵塞將在保持 水40經(jīng)由排泄管路裝置M的再循環(huán)流動(dòng)方面造成一定困難。
另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，蒸發(fā)冷卻器內(nèi)的環(huán)境可能不利于一些材料。由于存在可造 成腐蝕的水/水分，故不太期望有些類型的金屬在蒸發(fā)冷卻器內(nèi)使用。因此，金屬制成的物 件，如供水裝置和排泄管路裝置的管路，可由不銹鋼制成而有助于避免腐蝕。如果事實(shí)如 此，則不銹鋼的使用便很普遍。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，不銹鋼通常認(rèn)作是昂貴的材料。
回到排泄管路裝置內(nèi)的潛在空氣堵塞問題上，有可能在排泄管路裝置內(nèi)使用過大 尺寸的管路，以便降低空氣堵塞。具體而言，過大尺寸的管路將容許水和空氣兩者同時(shí)在排 泄管路裝置內(nèi)流動(dòng)。然而，如本文所提到的那樣，在排泄管路裝置內(nèi)通常使用的材料為不銹 鋼，且因此不銹鋼管路的尺寸增大將帶來明顯的成本增加。
為了解決排泄管路內(nèi)的空氣堵塞和成本的問題，本發(fā)明在排泄管路裝置M內(nèi)提 供了至少一個(gè)孔口 60，以容許空氣流入/流出排泄管路裝置?？卓?60提供了至少一個(gè)開口 來容許空氣流動(dòng)/釋放(散逸)。在所示的實(shí)例內(nèi)，孔口 60定位在排泄管路裝置M的垂 直段56的上部范圍。因此，孔口 60可操作地連接到排泄管路裝置M的管路(例如，垂直 段56)上。在空氣孔口 60通向冷卻殼體14內(nèi)的空氣且在最高的排泄盤50A上方的情況， 空氣孔口容許空氣從排泄管路裝置M的管路內(nèi)釋放。另外，在過濾裝置22定位在冷卻殼 體14的空氣入口 16處以便過濾冷卻殼體內(nèi)的空氣的情況下，孔口 60通向冷卻殼體內(nèi)的過 濾空氣?？卓?60并未暴露于冷卻殼體14外的空氣。
所示的實(shí)例在最高排泄盤(即，50A)上方的位置處提供了孔口 60。這容許孔口 60 通向蒸發(fā)冷卻器10內(nèi)的大氣(atmosphere)，且還防止水40從最高的排泄盤(即，50A)直 接流入孔口 60中。圖3示出了具有定位在最高排泄盤(即，50A)上方的孔口 60的構(gòu)造的 一個(gè)實(shí)例。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，可提供一種結(jié)構(gòu)(例如，壁區(qū)段，為了清楚起見而未示出)，而 孔口 60可通過該結(jié)構(gòu)進(jìn)行附接和/或支承。在所示的實(shí)例中，孔口具有可附連到該結(jié)構(gòu)上 的法蘭62。
再次注意的是，孔口 60通向蒸發(fā)冷卻器10內(nèi)的大氣。該大氣是過濾空氣。因此， 沒有來自于蒸發(fā)冷卻器10外的污染物經(jīng)由穿過孔口 60的通路引入水40/排泄管路裝置 54/供水裝置；34中。
本發(fā)明已參照上述示例性實(shí)施例進(jìn)行了描述。在研讀和理解本說明書時(shí)，他人將 會(huì)想到多種改進(jìn)和備選方案。結(jié)合本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的示例性實(shí)施例意圖包括歸入 所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有這些改進(jìn)和備選方案。
權(quán)利要求
1.一種用于冷卻空氣的蒸發(fā)冷卻器，所述蒸發(fā)冷卻器包括具有空氣入口和空氣出口的冷卻殼體；蒸發(fā)介質(zhì)，其定位在所述冷卻殼體內(nèi)介于所述空氣入口與所述空氣出口之間，以便空 氣經(jīng)由其流過和用于接收水以容許蒸發(fā)至少一些水；排泄盤，其定位在所述冷卻殼體內(nèi)且處在所述蒸發(fā)介質(zhì)下方，用以收集并未蒸發(fā)且已 從所述蒸發(fā)介質(zhì)掉落的水；儲(chǔ)器，其定位在所述冷卻殼體內(nèi)且處在所述排泄盤下方，用于收集水以便將水供給所 述蒸發(fā)介質(zhì)；管路，其將所述排泄盤連接到所述儲(chǔ)器上以便水從所述排泄盤流動(dòng)至所述儲(chǔ)器；以及空氣孔口，其定位在所述冷卻殼體內(nèi)且連接到所述管路上，所述空氣孔口通向所述冷 卻殼體內(nèi)的空氣且處在所述排泄盤上方，以容許從所述管路內(nèi)釋放空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻器，其特征在于，所述蒸發(fā)介質(zhì)為第一蒸發(fā)介質(zhì)，以 及所述蒸發(fā)冷卻器包括多個(gè)蒸發(fā)介質(zhì)，所述多個(gè)蒸發(fā)介質(zhì)分別定位在所述冷卻殼體內(nèi)介于 所述空氣入口與所述空氣出口之間，以便空氣經(jīng)由其流過和用于接收水以容許蒸發(fā)至少一 些水，所述排泄盤為第一排泄盤，以及所述蒸發(fā)冷卻器包括多個(gè)排泄盤，所述多個(gè)排泄盤分 別定位在所述冷卻殼體內(nèi)且處在相應(yīng)的蒸發(fā)介質(zhì)下方，用以收集并未蒸發(fā)且從相應(yīng)的蒸發(fā) 介質(zhì)上掉落的水，所述管路連接到全部的排泄盤上，以便水從全部的排泄盤流動(dòng)至所述儲(chǔ) 器，所述空氣孔口定位在最高的排泄盤上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸發(fā)冷卻器，其特征在于，多個(gè)蒸發(fā)介質(zhì)和相應(yīng)的多個(gè)排泄 盤相對(duì)于彼此垂直地定向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻器，其特征在于，所述管路為排泄管路裝置的垂直 管路區(qū)段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻器，其特征在于，過濾裝置定位在所述冷卻殼體的 空氣入口處，使得所述冷卻殼體內(nèi)的空氣經(jīng)受過濾，所述孔口通向所述冷卻殼體內(nèi)的已過濾全氣ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻器，其特征在于，所述空氣孔口并未暴露于所述冷 卻殼體外的空氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于框架式發(fā)動(dòng)機(jī)蒸發(fā)冷卻器的排泄系統(tǒng)的通風(fēng)。用于冷卻空氣的蒸發(fā)冷卻器包括具有空氣入口和空氣出口的冷卻殼體，以及定位在冷卻殼體內(nèi)介于空氣入口與空氣出口之間以便空氣經(jīng)由其流過和用于接收水以容許蒸發(fā)至少一些水的蒸發(fā)介質(zhì)。該蒸發(fā)冷卻器包括定位在冷卻殼體內(nèi)且在蒸發(fā)介質(zhì)下方用以收集并未蒸發(fā)且從蒸發(fā)介質(zhì)上掉落的水的排泄盤，以及定位在冷卻殼體內(nèi)且在排泄盤下方用于收集水以便將水供給蒸發(fā)介質(zhì)的儲(chǔ)器。該蒸發(fā)冷卻器包括將排泄盤連接到儲(chǔ)器上以便水從排泄盤流至儲(chǔ)器的管路，以及定位在冷卻殼體內(nèi)且連接到管路上的空氣孔口，該空氣孔口通向冷卻殼體內(nèi)的空氣且處在排泄盤上方，以容許從管路內(nèi)釋放空氣。
文檔編號(hào)F01D25/12GK102032001SQ20101050689
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者P·J·D·史密斯, P·K·尼科林, W·K·A·埃爾斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司