CN111623662B - 一种可分体旋转的导风装置 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种可分体旋转的导风装置，包括导风模块组及其执行机构，导风模块组由不同形状的分体导风模块和射流间隙组成，各分体导风模块在宽度方向上依次沿直线竖直排列，射流间隙为相邻分体导风模块之间可使环境风通过并形成射流的间隙，分体导风模块设有旋转轴。该导风装置可布置于自然通风间接空冷塔或直接空冷塔三角形换热器外侧，可根据环境风风向、风速的变化，由执行机构控制对应导风模块组中的分体导风模块旋转一定角度，在对前一个冷却三角单元导风的同时，通过分体导风的模块射流间隙射流消除其背风侧旋涡，减小对后一个冷却三角单元的不利影响，改善与该导风装置相邻的两个冷却三角单元的空气流场结构，提高空冷塔的冷却性能。

Description

一种可分体旋转的导风装置

技术领域

本发明属于火/核电站自然通风冷却塔领域，特别涉及一种可分体旋转的导风装置。

背景技术

热电厂自然通风冷却系统借助空冷塔的自然对流作用抽吸环境风，通过三角形换热器实现对循环水的冷却。三角形换热器由若干冷却三角构成，冷却三角单元是空冷系统的核心传热单元，其气侧的流场分布特性直接影响空冷塔系统的冷却特性和防冻特性。环境风是影响冷却三角单元换热效果的重要因素，特别是对于侧风面扇段的冷却三角单元，环境风以一定角度通过百叶窗进入冷却三角单元，导致冷却三角单元两侧冷却柱迎面风速和通风量存在较大差异，还有可能在冷却三角单元内部形成旋涡并导致热风回流，不仅会极大地降低冷却三角单元的冷却能力，在冬季严寒天气也极易导致冷却管束冻结，影响空冷系统的安全运行。

中国申请专利，申请号：201610252226.X，公开了一种用于间接空冷机组空冷塔的空气导流装置，其装置由若干片导流板组成，导流板环绕排列在空冷塔外部，与空冷散热器等高；导流板组与空冷塔底部散热器外缘切线成一定角度且该角度可随环境风向变化而变化。该发明在一定程度上减弱了环境风对空冷塔热力性能的影响，但空冷塔周围不同区域风向不同，其仅根据整体环境风向调整各导风板的旋转角度，无法对空冷塔不同区域的导风板进行单独控制，且导风板背风侧易形成较大的气流漩涡，对其背风侧的空气流场产生不利影响；本发明可以实现根据导风装置所处区域的环境风速和风向使导风模块组内各分体导风模块旋转一定角度，在导风的同时还能够通过各分体导风模块之间的间隙形成射流，消除其背风侧漩涡，从而有效改善自然通风间接空冷塔或自然通风直接空冷塔周围及三角形换热器内部的空气流场结构，提高空冷塔的冷却性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现在技术尚存在的自然通风间接空冷塔或自然通风直接空冷塔导风设施不能适应环境风风向风、速变化的问题，提供一种可分体旋转的导风装置，依据导风装置所处区域环境风的风速、风向，由执行机构带动导风模块组内各分体导风模块旋转，借助不同形状的分体导风模块的导流和引流作用，在实现对前一个冷却三角单元导风的同时，通过分体导风模块与空冷塔之间、各分体导风模块之间的间隙形成射流消除分体导风模块背风侧旋涡，减小对后一个冷却三角单元的不利影响，从而有效改善空冷塔内外空气流场结构，提高空冷塔的冷却性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种可分体旋转的导风装置，包括导风模块组及其执行机构，其特征在于：所述导风模块组由分体导风模块、射流间隙组成；所述分体导风模块在宽度方向上依次沿直线竖直排列；所述射流间隙，为相邻分体导风模块在宽度方向上可使环境风通过并形成射流的间隙；所述导风模块组中分体导风模块数为m，m=2，3，4，5，6；所述分体导风模块为弧形、S形、Z形或平板形结构；所述分体导风模块均设有旋转轴；所述同一导风模块组中各分体导风模块，由同一执行机构控制绕其旋转轴旋转；所述执行机构与导风模块组一一对应。

所述导风模块组组数为n，n=1，2，3，4，5，6；所述多个分体导风模块由设有通风孔的平板或波纹板或加肋板制成，通风孔孔径沿分体导风模块宽度方向逐渐减小。

所述各分体导风模块之间间隙的宽度d ₁为0.1~1m。

所述多个分体导风模块中每一个的旋转轴位于各分体导风模块内端、外端或距分体导风模块内端一定距离l _n 处，同一导风模块组中所有分体导风模块的旋转轴共面，其中l _n 的范围是0<l _n <L，L为分体导风模块内外端间距。

所述分体导风模块在竖直方向上分为1~5层。

所述执行机构为气动执行机构、电动执行机构或齿条齿轮传动机构。

所述气动执行机构或电动执行机构由电动机或旋转气缸、传动轴、驱动杆构成，驱动杆与各分体导风模块有分体导风模块驱动连接点，各分体导风模块驱动连接点到旋转轴的距离相同，二者间距d ₂的范围为0<d ₂≤l _max ，l _max 为分体导风模块旋转轴到内端距离l _n 和分体导风模块旋转轴到外端距离l _w 中的较大者。

所述齿条齿轮传动机构由电动机、齿条、齿轮构成，齿轮固定在各分体导风模块旋转轴下端，电动机直接与其中一个分体导风模块的齿轮联接，通过齿条带动导风模块组的其他分体导风模块共同转动。

所述一个可分体旋转的导风模块组中，各分体导风模块由一个执行机构控制保持相同角度旋转。

与已有的技术相比，本发明的有益效果是：一种可分体旋转的导风装置，通过执行机构根据环境风风速、风向控制对应导风模块组内各分体导风模块旋转一定角度，在导风的同时通过相邻分体导风模块在宽度方向上的射流间隙射流，有效消除分体导风模块背风侧形成的横向旋涡；可分体旋转的导风装置，布置在自然通风间接空冷塔或自然通风直接空冷塔三角形换热器外侧时，可根据环境风风向、风速按导风模块组调整其各分体导风模块旋转角度，在实现对前一冷却三角单元导风以强化传热的同时，通过分体导风模块之间的射流间隙射流消除其导风模块背风侧横向旋涡，有效减小分体导风模块导风对后一个冷却三角单元进风口附近区域流场的不利影响，从而系统精准改变空冷塔周围及冷却三角单元内部的空气流场结构，有效改善空冷塔侧风区域各扇段通风量，系统优化空冷塔流场结构，提高空冷塔的冷却性能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为具有相同弧形分体导风模块的导风装置结构示意图。

图2为环境风向改变时导风装置各分体导风模块状态示意图。

图3为导风装置在自然通风间接空冷塔或自然通风直接空冷塔外的布置方式图。

图4为具有两组导风模块组的导风装置结构示意图。

图5为具有不同曲率的弧形分体导风模块的导风装置结构示意图。

图6为具有弧形分体导风模块和S形分体导风模块的导风装置结构示意图。

图7为具有弧形分体导风模块和Z形分体导风模块的导风装置结构示意图。

图8为采用齿条齿轮传动机构作为执行机构的导风装置结构示意图。

图9为加肋板结构示意图。

图10为波纹板结构示意图。

图11为分体导风模块在竖直方向分层的导风装置结构示意图。

图中，1-三角形换热器1，2-三角行换热器2，3-冷却柱1，4-冷却柱2，5-冷却柱外端衔接面，6-靠近三角形换热器的分体导风模块，7-分体导风模块内端，8-分体导风模块外端，9-分体导风模块旋转轴，10-弧形分体导风模块，11-电动机或旋转气缸，12-传动轴，13-驱动杆，14-驱动连接点，15-环境风，16-自然通风直接空冷塔或自然通风间接空冷塔，17-S形分体导风模块，18-Z形分体导风模块，19-电动机，20-主动齿轮，21-齿条，22-从动齿轮，23-通风孔。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-8所示，本发明一种可分体旋转的导风装置由导风模块组及其执行机构组成，导风模块组由分体导风模块、射流间隙组成，每个导风模块组中含2~6个分体导风模块，各分体导风模块在宽度方向上依次沿直线竖直排列；射流间隙为相邻分体导风模块在宽度方向上可使环境风通过并形成射流的竖直间隙，其宽度d ₁为0.1~1m；分体导风模块为不同曲率的弧形、S形、Z形或平板形结构，由设有通风孔的平板或波纹板或加肋板制成，通风孔的孔径沿分体导风模块宽度方向逐渐减小，加肋板和波纹板结构分别如图9、图10所示；每个分体导风模块均设有旋转轴，旋转轴布置于分体导风模块内端、外端或距分体导风模块内端l _n 处；同一导风模块组中各分体导风模块，由同一执行机构控制旋转，执行机构与导风模块组一一对应。

如图11所示，为可分体旋转的导风装置结构的三维视图，导风模块组中每个分体导风模块均在竖直方向上分为三层，可进一步增加各分体导风模块的强度，增强导风模块对大风等恶劣天气条件的适应性。

实施例1 具有相同弧形分体导风模块的导风装置。

如图1所示，为具有相同弧形分体导风模块的导风装置结构示意图，弧形分体导风模块10沿空冷塔径向依次竖直布置在自然通风间接空冷塔或自然通风直接空冷塔三角形换热器1、2外侧，最内侧弧形分体导风模块6的内端7位于相邻两三角形换热器1、2相邻两冷却柱3、4外端衔接面5的外侧，并与相邻冷却柱外端衔接面5有一定径向间隙d ₁，各弧形分体导风模块之间均保留有一定间隙，弧形分体导风模块10的旋转轴9位于相邻两三角形换热器1、2相邻两冷却柱3、4外端衔接面5的径向延长线上；执行机构为电动执行机构或气动执行机构，包括电动机或旋转气缸11、传动轴12和驱动杆13，驱动杆13与各分体导风模块有驱动连接点14，各分体导风模块驱动连接点14与旋转轴9的距离d ₂相同，与电动机相连的传动轴12的长度等于分体导风模块驱动连接点到旋转轴的距离d ₂，从而可以保证电动机或旋转气缸11通过传动轴12和驱动杆13带动各分体导风模块绕各自旋转轴9保持相同角度旋转；环境风条件下，根据导风模块所处区域环境风的风速和风向，由电动机或旋转气缸11通过传动轴12和驱动杆13带动各弧形分体导风模块6、10绕旋转轴9旋转一定角度，通过弧形分体导风模块6、10对环境风的导流作用，使环境风以合适角度穿过导风模块区域，进入三角形换热器1；此外，环境风通过弧形分体导风模块6与空冷塔之间以及各弧形分体导风模块之间的间隙时形成的射流能够改善该区域的流场，减小或消除分体导风模块背风侧的气流旋涡，减小其对三角形换热器2的不利影响，从而在冷却三角单元内部形成较为均匀的流场，降低冷却三角单元内部热风回流问题。

当环境风风向由图1所示左侧来风转化为图2所示右侧来风时，电动机或旋转气缸11通过传动轴12和驱动杆13控制弧形分体导风模块根据导风模块所处区域环境风的风速、风向旋转合适角度，从而可以适应风向变化，借助弧形分体导风模块对环境风进行导流，配合分体导风模块的间隙射流作用，改善与该导风装置相邻的两个冷却三角单元内的空气流场结构，提高空冷塔冷却效果。

如图3所示，为该导风装置在自然通风间接空冷塔或自然通风直接空冷塔外的布置方式，各导风装置沿自然通风间接空冷塔或自然通风直接空冷塔16周向均匀布置，该实施例中每两个三角形换热器设置一个导风装置；环境风条件下，根据导风装置所在位置的风向风速，由各导风模块组的执行机构控制各分体导风模块10绕旋转轴9旋转合适角度，自然通风间接空冷塔或自然通风直接空冷塔16外不同导风装置的分体导风模块10旋转角度不同，通过各导风装置中各分体导风模块10对环境风的调节，可最大化降低环境侧风对三角形换热器换热效果的影响，提高空冷塔16的冷却性能。

实施例2 具有两个导风模块组的导风装置。

如图4所示，该结构下的导风装置由两个导风模块组构成，与实施例1相比，各分体导风模块10的相对位置不变，但由两组执行机构分别控制，可在实现每个导风模块组中各分体导风模块10在各自电动机或旋转气缸11通过传动轴12和驱动杆13控制下旋转相同角度的同时，不同导风模块组中的分体导风模块旋转不同角度，增强其对环境风的适应和调节能力。

实施例3 具有不同曲率的弧形分体导风模块的导风装置。

如图5所示，为具有不同曲率的弧形分体导风模块的导风装置结构示意图，由靠近空冷塔一侧向外各弧形分体导风模块的曲率逐渐增大，最内侧弧形分体导风模块6与三角形换热器之间以及各弧形分体导风模块10之间均保留一定间隙；对于该结构的导风模块，外侧曲率较大的分体导风模块对环境风的影响大于内侧曲率较小的分体导风模块，且沿径向相邻两个弧形分体导风模块之间可形成类似喷嘴的渐缩通道，环境风通过该区域时风速增大，配合外侧分体导风模块的导流作用、内侧分体导风模块的引流作用以及分体导风模块之间的间隙形成的射流，可以有效改善分体导风模块所在区域的空气流场结构，从而提高空冷塔的冷却性能。

实施例4 具有弧形分体导风模块和S形分体导风模块的导风装置。

如图6所示，为带有弧形分体导风模块和S形分体导风模块的导风装置结构示意图，该结构的导风模块组以S形分体导风模块17替代实施例1中位于外侧的两个弧形分体导风模块10，其他构件的结构及形式保持不变；各分体导风模块旋转过程中，过S形分体导风模块17内端的切线始终与过弧形分体导风模块10外端8的切线平行，通过S形分体导风模块17和弧形分体导风模块10的导流和引流作用，调节进入冷却三角单元的环境风的入射角度，配合各分体导风模块10、17之间的间隙形成的射流来改善所在区域的气流分布，引导其以合适角度进入冷却三角单元，提高冷却三角单元的冷却性能。

实施例5 具有弧形分体导风模块和Z形分体导风模块的导风装置。

如图7所示，为带有弧形分体导风模块和Z形分体导风模块的导风装置结构示意图，其结构与实施例3相似，仅以Z形分体导风模块18代替实施例3中的S形分体导风模块17，其他分体导风模块的布置方式不变；根据导风模块所处区域环境风的风速和风向，由执行机构控制各分体导风模块旋转一定角度，当环境风通过导风模块所在区域时，在Z形分体导风模块18和弧形分体导风模块10的导流和引流作用下，同样能够有效调节环境风风向，使环境风穿过导风模块区域后以合适角度进入冷却三角单元，改善冷却三角单元的换热效果。

实施例6 采用齿条齿轮传动机构作为执行机构的导风装置。

如图8所示，该结构的导风装置采用齿条齿轮传动机构作为控制各分体导风模块旋转的执行机构，导风模块中各分体导风模块的布置方式不变，齿轮齿条传动机构由电动机19、主动齿轮20、齿条21和从动齿轮22构成，主动齿轮20和从动齿轮22均固定在分体导风模块旋转轴9下端，电动机19与主动齿轮20联接，通过齿条21带动从动齿轮22旋转，以此来控制导风装置内各分体导风模块根据其所处区域环境风的风速、风向转动合适角度，同时借助最内侧分体导风模块与空冷塔之间、各分体导风模块之间的间隙形成的射流，引导环境风以合适角度穿过各分体导风模块，改善空冷塔附近及冷却三角单元的空气流场结构，提高空冷塔的冷却性能。

本发明一种可分体旋转的导风装置，通过在自然通风间接空冷塔或自然通风直接空冷塔冷却三角形换热器外侧设置可分体旋转的导风模块组，依据导风装置所处区域的风速和风向，由执行机构带动各分体导风模块旋转一定角度，引导环境风以合适角度进入冷却三角单元，配合分体导风模块与空冷塔之间、各分体导风模块之间的间隙形成的射流，减少分体导风模块背风侧气流旋涡的形成，改善与其相邻的两个冷却三角单元内的空气流场结构，减小环境侧风对空冷塔冷却特性的不利影响，提高空冷塔的冷却性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施案例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施案例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种可分体旋转的导风装置，包括导风模块组及其执行机构，其特征在于：

所述导风模块组由分体导风模块、射流间隙组成；所述分体导风模块在宽度方向上依次沿直线竖直排列；所述射流间隙，为相邻分体导风模块在宽度方向上可使环境风通过并形成射流的间隙；所述导风模块组中分体导风模块数为m，m=2，3，4，5，6；所述分体导风模块为弧形、S形、Z形或平板形结构；所述分体导风模块均设有旋转轴；同一导风模块组中各分体导风模块，由同一执行机构控制绕其旋转轴旋转；所述执行机构与导风模块组一一对应；多个分体导风模块由设有通风孔的平板或波纹板或加肋板制成，通风孔孔径沿分体导风模块宽度方向逐渐减小；所述执行机构为气动执行机构、电动执行机构或齿条齿轮传动机构；所述气动执行机构或电动执行机构由电动机或旋转气缸、传动轴、驱动杆构成，驱动杆与各分体导风模块有分体导风模块驱动连接点，各分体导风模块驱动连接点到旋转轴的距离相同，二者间距d ₂的范围为0<d ₂≤l _max ，l _max 为分体导风模块旋转轴到内端距离l _n 和分体导风模块旋转轴到外端距离l _w 中的较大者；所述齿条齿轮传动机构由电动机、齿条、齿轮构成，齿轮固定在各分体导风模块旋转轴下端，电动机直接与其中一个分体导风模块的齿轮联接，通过齿条带动导风模块组的其他分体导风模块共同转动。

2.根据权利要求1所述的一种可分体旋转的导风装置，其特征在于：所述导风模块组组数为n，n=1，2，3，4，5，6。

3.根据权利要求1所述的一种可分体旋转的导风装置，其特征在于：所述各分体导风模块之间间隙的宽度d ₁为0.1~1m。

4.根据权利要求1所述的一种可分体旋转的导风装置，其特征在于：所述多个分体导风模块中每一个的旋转轴位于各分体导风模块内端、外端或距分体导风模块内端一定距离l _n 处，且同一导风模块组中所有分体导风模块的旋转轴共面，其中l _n 的范围是0<l _n <L，L为分体导风模块内外端间距。

5.根据权利要求1所述的一种可分体旋转的导风装置，其特征在于：所述分体导风模块在竖直方向上分为1~5层。

6.根据权利要求1所述的一种可分体旋转的导风装置，其特征在于：所述一个可分体旋转的导风模块组中，各分体导风模块由一个执行机构控制保持相同角度旋转。