CN117091428A - 冷却塔及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种冷却塔及其控制方法。冷却塔包括：塔体(10)，具有冷却水管(11)和填料(12)；水动机构(20)，位于所述塔体(10)内，且位于所述冷却水管(11)的出口下侧，被配置为将所述冷却水管(11)的出口排出的冷却水的势能转换成动能；旋转布水机构(30)，位于所述塔体(10)内，并位于所述冷却水管(11)的出口下侧，所述旋转布水机构(30)与所述水动机构(20)传动连接，被配置为在所述水动机构(20)的驱动下转动，以将来自所述冷却水管(11)的出口的冷却水向所述填料(12)进行布撒。

Description

冷却塔及其控制方法

技术领域

本公开涉及一种冷却塔及其控制方法。

背景技术

冷却塔是一种用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置，其被广泛应用于空调、食品、石化、机械、材料等行业。

在一些冷却塔的相关技术中，冷却水的动能在经过水电驱动结构中的涡轮时，使涡轮转动以带动风机转动，并且冷却水通过喷淋管上的喷淋头喷洒到填料上以实现自然风冷。

发明内容

发明人经研究发现，相关技术中的涡轮所实现的传动效率比较有限，这相应地增加了驱动冷却水的能量消耗，而且为了扩大布水面积所用的喷淋头需要经常性地更换，影响使用的便利性。

有鉴于此，本公开实施例提供一种冷却塔及其控制方法，有利于减少能耗。

在本公开的一个方面，提供一种冷却塔，包括：

塔体，具有冷却水管和填料；

水动机构，位于所述塔体内，且位于所述冷却水管的出口下侧，被配置为将所述冷却水管的出口排出的冷却水的势能转换成动能；

旋转布水机构，位于所述塔体内，并位于所述冷却水管的出口下侧，所述旋转布水机构与所述水动机构传动连接，被配置为在所述水动机构的驱动下转动，以将来自所述冷却水管的出口的冷却水向所述填料进行布撒。

在一些实施例中，所述水动机构包括至少一个水动轮，所述水动轮具有轮体和多个接水斗，所述多个接水斗沿所述轮体的周向间隔地设置在所述轮体的外周上。

在一些实施例中，所述水动机构包括多个所述水动轮和与多个所述水动轮均固定连接的传动轴，所述传动轴与所述旋转布水机构传动连接。

在一些实施例中，所述冷却水管的出口在通过所述水动轮的转动轴线的水平参考平面的投影位于所述水动轮的转动轴线的同一侧。

在一些实施例中，所述水动机构包括多个所述水动轮，所述塔体具有多个所述冷却水管，多个所述水动轮与所述多个所述冷却水管分别对应，各个所述水动轮位于对应的所述冷却水管的下方。

在一些实施例中，所述轮体内具有沿所述轮体的周向间隔排布的多个配重槽，所述水动轮还包括多个配重球，分别设置在所述多个配重槽内，所述配重槽沿所述轮体的径向延伸，所述配重球能够在所述配重槽内沿所述轮体的径向运动。

在一些实施例中，所述旋转布水机构包括至少一个接水盘，所述接水盘可转动地支撑在所述塔体内，并具有邻近所述冷却水管的出口的接水面、邻近所述填料的布水面和多个布水孔，所述多个布水孔连通所述接水面和所述布水面。

在一些实施例中，所述布水孔具有邻近所述接水面的渐缩口。

在一些实施例中，所述多个布水孔的至少部分相对于所述接水盘的转动轴线倾斜延伸，且位于所述接水面的孔口相比于位于所述布水面的孔口更邻近所述接水盘的转动轴线。

在一些实施例中，所述多个布水孔相对于所述接水盘的转动轴线的倾斜角度沿所述接水盘的径向从内向外逐渐增大。

在一些实施例中，所述接水盘的接水面具有沿所述接水盘的周向间隔排布的多个导流凸起，所述导流凸起沿所述接水盘的径向延伸。

在一些实施例中，所述接水盘的外周轮廓具有多个直齿，所述多个直齿通过传动齿轮组与所述水动机构传动连接。

在一些实施例中，所述塔体具有进风口和出风口，所述进风口与所述填料相对，所述冷却塔还包括风冷机构，所述风冷机构位于所述出风口，并与所述水动机构传动连接，被配置为在所述水动机构的驱动下转动，以驱动所述塔体外的空气进入所述填料来实现对冷却水的风冷作用。

在一些实施例中，所述进风口设置在所述塔体侧壁低于所述旋转布水机构的位置，所述出风口设置在所述塔体的顶部或所述塔体侧壁高于所述旋转布水机构的位置。

在一些实施例中，所述风冷机构包括叶轮，所述叶轮的叶轮轴通过传动齿轮组与所述水动机构传动连接。

在一些实施例中，所述水动机构包括传动轴和与所述传动轴固定连接的多个水动轮，所述旋转布水机构包括至少一个接水盘，所述接水盘的外周轮廓具有多个直齿，所述传动齿轮组包括：

第一锥齿轮，固定连接在所述传动轴上；

第二锥齿轮，与所述第一锥齿轮啮合；

第一直齿轮，与所述第二锥齿轮同轴连接，并与所述接水盘的外周轮廓的多个直齿啮合；

第二直齿轮，与所述叶轮轴固定连接，并与所述第一直齿轮啮合。

在一些实施例中，所述多个水动轮包括两组水动轮，所述两组水动轮分别位于所述第一锥齿轮的两侧，所述旋转布水机构包括两个所述接水盘，分别位于所述第一直齿轮的两侧，两个所述接水盘、所述第一直齿轮、所述第二直齿轮位于同一平面。

在一些实施例中，所述水动机构包括传动轴和所述传动轴固定连接的水动轮，所述冷却塔还包括变速机构，所述变速机构与所述传动轴连接，被配置为调整所述传动轴的转动速度。

在一些实施例中，所述变速机构包括：

测速传感器，被配置为检测所述传动轴的转速；和

变速箱，与所述传动轴驱动连接，所述变速箱的运行频率能够根据所述传动轴的转速进行调整。

在一些实施例中，所述变速机构还包括：

处理器，与所述测速传感器和所述变速箱信号连接，

其中，所述处理器被配置为：

响应于所述传动轴的转速小于第一转速阈值，使所述变速箱以满频率运行；

响应于所述传动轴的转速大于等于所述第一转速阈值，且小于等于第二转速阈值，使所述变速箱以非满频率运行；

响应于所述传动轴的转速大于所述第二转速阈值，使所述变速箱停止运行。

在本公开的一个方面，提供一种前述冷却塔的控制方法，包括：

通过所述测速传感器检测所述传动轴的转速；

根据所述传动轴的转速对所述变速箱的运行频率进行调整。

在一些实施例中，根据所述传动轴的转速对所述变速箱的运行频率进行调整的步骤包括：

响应于所述传动轴的转速小于第一转速阈值，使所述变速箱以满频率运行；

响应于所述传动轴的转速大于等于所述第一转速阈值，且小于等于第二转速阈值，使所述变速箱以非满频率运行；

响应于所述传动轴的转速大于所述第二转速阈值，使所述变速箱停止运行。

因此，根据本公开实施例，通过在塔体内设置水动机构，并使水动机构位于冷却水管的出口下侧，可以在冷却水基于自身重力下落的过程中实现对水动机构的驱动作用，而通过在塔体内设置旋转布水机构，并使旋转布水机构也位于冷却水管的出口下侧，这样在冷却水基于自身重力下落的过程中通过旋转布水机构的转动扩大向填料的布水范围，增加布水面积；而且通过旋转布水机构与所述水动机构的传动连接，水动机构还将冷却水的重力势能转换成驱动旋转布水机构转动的机械能，从而在满足冷却塔的布水功能的同时，减少冷却塔的能量消耗，降低运行成本。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开一些实施例的冷却塔的结构示意图；

图2和图3是图1所示实施例在不同视角下的结构示意图；

图4是根据本公开一些实施例的冷却塔中水动轮的结构示意图；

图5是根据本公开一些实施例的冷却塔中接水盘的接水面的结构示意图；

图6是根据本公开一些实施例的冷却塔中接水盘的布水面的结构示意图；

图7是根据本公开一些实施例的冷却塔中接水盘的纵截面示意图；

图8是根据本公开一些实施例的冷却塔中接水盘布水孔的截面示意图；

图9是根据本公开一些实施例的冷却塔的控制关系示意图；

图10是根据本公开一些实施例的冷却塔的控制方法的流程示意图。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在一些冷却塔的相关技术中，冷却水的动能在经过水电驱动结构中的涡轮时，使涡轮转动以带动风机转动，并且冷却水通过喷淋管上的喷淋头喷洒到填料上以实现自然风冷。发明人经研究发现，相关技术中的涡轮所实现的传动效率比较有限，这相应地增加了驱动冷却水的能量消耗，而且为了扩大布水面积所用的喷淋头需要经常性地更换，影响使用的便利性。

有鉴于此，本公开实施例提供一种冷却塔及其控制方法，有利于减少能耗。

图1是根据本公开一些实施例的冷却塔的结构示意图。图2和图3是图1所示实施例在不同视角下的结构示意图。参考图1-图3，本公开实施例提供了一种冷却塔。该冷却塔包括：塔体10、水动机构20和旋转布水机构30。塔体10具有冷却水管11和填料12。

塔体10可以设置成具有内部空间的壳体，冷却水管11可以将塔体10外部的冷却水流路中的冷却水接入到塔体10内，并通过冷却水管11上的出口排出。冷却塔可以包括一个冷却水管11，也可以包括多个冷却水管11。冷却水管11上可以设置一个冷却水的出口，也可以设置多个冷却水的出口。

冷却塔的主要功能是通过蒸发和传导来降低冷却水的温度。填料12在冷却塔内部起到增加表面积的作用，使冷却水和空气之间更好地接触，延长冷却水停留时间，从而促进水的蒸发和散热过程。在一些实施例中，填料12可采用聚氯乙烯、聚丙烯等材料。

水动机构20位于所述塔体10内，且位于所述冷却水管11的出口下侧，被配置为将所述冷却水管11的出口排出的冷却水的势能转换成动能。通过在塔体内设置水动机构，并使水动机构位于冷却水管的出口下侧，可以在冷却水基于自身重力下落的过程中实现对水动机构的驱动作用。

旋转布水机构30位于所述塔体10内，并位于所述冷却水管11的出口下侧，所述旋转布水机构30与所述水动机构20传动连接，被配置为在所述水动机构20的驱动下转动，以将来自所述冷却水管11的出口的冷却水向所述填料12进行布撒。

通过在塔体内设置旋转布水机构，并使旋转布水机构也位于冷却水管的出口下侧，这样在冷却水基于自身重力下落的过程中通过旋转布水机构的转动扩大向填料的布水范围，增加布水面积。并且，通过旋转布水机构与所述水动机构的传动连接，水动机构还将冷却水的重力势能转换成驱动旋转布水机构转动的机械能，使得旋转布水机构可以至少部分地省去用于驱动其转动的能量消耗，从而在满足冷却塔的布水功能的同时，减少冷却塔的能量消耗，降低运行成本。

参考图3，在一些实施例中，所述水动机构20包括至少一个水动轮21。所述水动轮21具有轮体211和设置在轮体211上的多个接水斗212。接水斗212能够接收从冷却水管11的出口落下的冷却水。在接水斗212内所盛的冷却水的重力作用以及下落的冷却水对接水斗212的冲击作用下，能够使轮体211获得连续或间断地转动的扭矩。

水动机构20可包括一个水动轮21，也可以包括多个水动轮21。水动轮21的数量和尺寸可根据塔体10的内部空间确定。参考图1和图2，在一些实施例中，所述水动机构20包括多个所述水动轮21和与多个所述水动轮21均固定连接的传动轴22，所述传动轴22与所述旋转布水机构30传动连接。这种多个水动轮共轴的结构能够扩大水动机构20在传动轴22的延伸方向上的接水范围，从而更充分地利用冷却水下落的势能，而且共轴结构可以实现多个水动轮同向的集中能量传递，提高能量传递效率，从而有利于降低冷却塔的能耗。

参考图3，在一些实施例中，所述冷却水管11的出口在通过所述水动轮21的转动轴线的水平参考平面RP2的投影位于所述水动轮21的转动轴线的同一侧。在图3中，通过点划线示出了通过水动轮21的转动轴线的竖直参考平面RP1，可以看到冷却水管11所具有的多个出口均位于该竖直参考平面RP1的右侧。相应地，在垂直于该竖直参考平面RP1且通过水动轮21的转动轴线的水平参考平面RP2上，冷却水管11所具有的多个出口的投影则都位于水动轮21的转动轴线的同一侧。

由于冷却水管11的出口在水平参考平面RP2的投影位于所述水动轮21的转动轴线的同一侧，从冷却水管11的出口下落的冷却水能够对水动轮21轴线同侧的接水斗212形成集中的向下冲击作用，使水动轮21获得更大扭矩，从而有利于提高水动轮21的转速和效率。

参考图1和图2，在一些实施例中，所述水动机构20包括多个所述水动轮21，所述塔体10具有多个所述冷却水管11，多个所述水动轮21与所述多个所述冷却水管11分别对应，各个所述水动轮21位于对应的所述冷却水管11的下方。采用多个冷却水管11可以增加接入冷却水的范围，提高空间利用率，而多个水动轮21可以在塔体10内更大范围内实现冷却水势能转换的作用。

参考图3，在一些实施例中，所述塔体10具有进风口13和出风口14，所述进风口13与所述填料12相对。所述冷却塔还包括风冷机构40，所述风冷机构40位于所述出风口14，并与所述水动机构20传动连接。风冷机构40能够驱动所述塔体10外的空气从进风口13进入，经过所述填料12来实现对冷却水的风冷作用，再从出风口14排出。通过风冷机构40与水动机构20传动连接，以使风冷机构40在水动机构20的驱动下转动。这样可以省去驱动风冷机构的能源消耗和其他驱动装置。

在图3中，所述进风口13可设置在所述塔体10侧壁低于所述旋转布水机构30的位置，所述出风口14可设置在所述塔体10的顶部或所述塔体10侧壁高于所述旋转布水机构30的位置。这样，在风冷机构40对空气的驱动作用下，从下向上的气流除了对填料12进行风冷，还能够直接对下落的冷却水进行风冷，提高风冷效率。

参考图1-图3，在一些实施例中，所述风冷机构40包括叶轮41，所述叶轮41的叶轮轴42通过传动齿轮组50与所述水动机构20传动连接。传动齿轮组50能够实现较高的传动效率，有利于节省能量消耗，而且传动齿轮组50能够实现更加紧凑的结构，节省冷却塔内部空间，有利于增加填料体积，从而增加冷却塔效率。

图4是根据本公开一些实施例的冷却塔中水动轮的结构示意图。参考图1和图4，在一些实施例中，所述多个接水斗212沿所述轮体211的周向间隔地设置在所述轮体211的外周上。多个接水斗212在轮体211上的周向间隔布置可以实现持续的势能转换作用。

参考图4，在一些实施例中，所述轮体211内具有沿所述轮体211的周向间隔排布的多个配重槽211s，所述水动轮21还包括多个配重球213，分别设置在所述多个配重槽211s内，所述配重槽211s沿所述轮体211的径向延伸，所述配重球213能够在所述配重槽211s内沿所述轮体211的径向运动。

在水动轮21转动时，配重球503受配重槽211s的结构影响，位于图3中水平参考平面RP2下侧的配重球则运动到远离水动轮21转轴的位置，而位于图3中水平参考平面RP2上侧的配重球则运动到靠近水动轮21转轴的位置，这样在水动轮21受冷却水的冲击而转动的情况下，通过配重球在配重槽内的移动来使轮体211获得持续转动的转动力矩，从而使水动轮21能够持续地沿图3中的顺时针方向转动。

在图4中，配重槽211s可以设置成弓形截面，弓形截面具有圆弧形侧边和直线形侧边，所述圆弧形侧边相对于直线形侧边的方位与接水斗的接水口相对于接水斗的底部的方位一致，这使得竖直参考平面两侧的配重球滚动的区域不同，接水一侧的配重球在直线形侧边的槽壁上滚动，而另一侧的配重球则在圆弧形侧边的槽壁上滚动，由于接水一侧的配重球所运行的直线形侧边的槽壁距离更短，因此配重球能够更快地在槽内移动，而另一侧的配重球则可在圆弧形侧边滚动时更加平滑，避免对配重槽形成较强的冲击作用。

图5是根据本公开一些实施例的冷却塔中接水盘的接水面的结构示意图。图6是根据本公开一些实施例的冷却塔中接水盘的布水面的结构示意图。图7是根据本公开一些实施例的冷却塔中接水盘的纵截面示意图。图8是根据本公开一些实施例的冷却塔中接水盘布水孔的截面示意图。

参考图1、图5-图7，在一些实施例中，所述旋转布水机构30包括至少一个接水盘31，所述接水盘31可转动地支撑在所述塔体10内，并具有邻近所述冷却水管11的出口的接水面31a、邻近所述填料12的布水面31b和多个布水孔311，所述多个布水孔311连通所述接水面31a和所述布水面31b。

从冷却水管11的出口排出的冷却水洒落到转动的接水盘31的接水面31a时，通过接水盘31的旋转实现冷却水在接水面31范围下的重新分布，并通过接水盘31上的多个布水孔311将冷却水向靠近布水面31b一侧的填料12进行布水。考虑到前面实施例中，冷却水管11的出水口相对于水动轮21有一定的偏置，使得落在接水盘31上的冷却水分布不均，但经通过多孔且可转动的接水盘31来实现接水、旋转布水的功能，可以实现旋转均布、离心布水、多孔布水的多重作用，提高布水范围和均匀程度，从而有效地提升布水效果。

参考图5和图8，在一些实施例中，所述布水孔311具有邻近所述接水面31a的渐缩口311s。这种渐缩口311s能够使冷却水更容易地进入布水孔311，增加从布水孔311进入的冷却水量，从而使更多冷却水通过布水孔311进行布水，提高布水效果。

参考图7和图8，在一些实施例中，所述多个布水孔311的至少部分相对于所述接水盘31的转动轴线31x倾斜延伸，且位于所述接水面31a的孔口相比于位于所述布水面31b的孔口更邻近所述接水盘31的转动轴线31x。向下且向外倾斜延伸的布水孔311能够有效地扩大布水范围，提高冷却水与填料12的接触面积。

参考图7，在一些实施例中，所述多个布水孔311相对于所述接水盘31的转动轴线31x的倾斜角度沿所述接水盘31的径向从内向外逐渐增大。在图8中，布水孔311的中心线311x相对于转动轴线31x倾斜设置，而参考图7所示该倾斜角度从内到外逐渐增加。例如，可使倾斜角度设置为从最邻近转动轴线31x的0°向外以5°递增。最内侧的一些布水孔311的中心线311x可以与所述接水盘31的转动轴线31x平行，也即倾斜角度为0°。这种从内到外逐渐增加的倾斜角度，可以形成逐层向外扩散的布水范围，在扩大布水范围的同时增加布水的均匀性。

参考图5和图7，在一些实施例中，所述接水盘31的接水面31a具有沿所述接水盘31的周向间隔排布的多个导流凸起312，所述导流凸起312沿所述接水盘31的径向延伸。对于未能进入布水孔311的冷却水来说，通过接水盘31的转动，冷却水能够在导流凸起312的引导下通过接水盘边缘甩到填料12的最边缘处，从而使得冷却水能够尽量地与填料12接触。

参考图1、图5和图6，在一些实施例中，所述接水盘31的外周轮廓具有多个直齿313，所述多个直齿313通过传动齿轮组50与所述水动机构20传动连接。这样，水动机构20能够通过传动齿轮组50与接水盘31外周轮廓的多个直齿313传动连接，这样可以驱动接水盘31稳定且持续地转动，并减少传动过程中的能量损失。

参考图1和图2，在一些实施例中，所述水动机构20包括传动轴22和与所述传动轴22固定连接的多个水动轮21，所述旋转布水机构30包括至少一个接水盘31，所述接水盘31的外周轮廓具有多个直齿313。所述传动齿轮组50可包括：第一锥齿轮51、第二锥齿轮52、第一直齿轮53和第二直齿轮54。

第一锥齿轮51固定连接在所述传动轴22上。第二锥齿轮52与所述第一锥齿轮51啮合。第一直齿轮53与所述第二锥齿轮52同轴连接，并与所述接水盘31的外周轮廓的多个直齿313啮合。第二直齿轮54与所述叶轮轴42固定连接，并与所述第一直齿轮53啮合。在本实施例中，传动齿轮组50通过锥齿轮和直齿轮的配合，可以将水动轮21的转动方便地传递到位于塔体10内不同位置、不同转动轴线的接水盘31和叶轮轴42。

在图1-图3中，所述多个水动轮21可包括两组水动轮21，所述两组水动轮21分别位于所述第一锥齿轮51的两侧。所述旋转布水机构30可包括两个所述接水盘31，分别位于所述第一直齿轮53的两侧。两个所述接水盘31、所述第一直齿轮53、所述第二直齿轮54可位于同一平面。居中设置的传动齿轮组50可实现更简洁地传动作用，并占据较少空间。

在图2中，两个所述接水盘31可以平行于水动轮21的转动轴线，而叶轮41的转动轴线可以垂直于两个所述接水盘31所在的平面，并与所述水动轮21的转动轴线也垂直。

参考图1和图2，在一些实施例中，所述水动机构20包括传动轴22和所述传动轴22固定连接的水动轮21，所述冷却塔还包括变速机构60，所述变速机构60与所述传动轴22连接，被配置为调整所述传动轴22的转动速度。通过设置变速机构60对传动轴的转速调整，可以根据水动轮21被冷却水驱动的情况来满足风冷机构40和旋转布水机构30的转速要求。

图9是根据本公开一些实施例的冷却塔的控制关系示意图。参考图9，在一些实施例中，所述变速机构60包括测速传感器61和变速箱62。测速传感器61被配置为检测所述传动轴22的转速，测速传感器61可以直接检测传动轴22的转速或通过检测水动轮的转速来间接地确定传动轴22的转速。

变速箱62与所述传动轴22驱动连接，所述变速箱62的运行频率能够根据所述传动轴22的转速进行调整。变速箱62可将电机输出轴输出的扭矩转换成对传动轴22的驱动扭矩。变速箱62可以设置在塔体10内，也可以设置在塔体10外部或塔体10的侧壁上。

这样通过对传动轴22的转速的检测，根据该转速调整变速箱62的频率，从而使风冷机构40和旋转布水机构30能够在满足转速要求的情况下配合水动轮对冷却水重力势能的转化作用来减少能量消耗。

参考图9，在一些实施例中，所述变速机构60还包括处理器63。处理器63与所述测速传感器61和所述变速箱62信号连接，并被配置为：响应于所述传动轴22的转速V小于第一转速阈值V1，使所述变速箱62以满频率运行；响应于所述传动轴22的转速V大于等于所述第一转速阈值V1，且小于等于第二转速阈值V2，使所述变速箱62以非满频率运行，例如使变速箱62以1/2倍满频率运行；响应于所述传动轴22的转速V大于所述第二转速阈值V2，使所述变速箱62停止运行。

当检测到V＜V1时，表明此时冷却水流速不大，水动轮所能提供的动力有限，因此使所述变速箱以满频率运行，以便使风冷机构和旋转布水机构能够达到需求转速。当检测到V1≤V≤V2时，表明此时冷却水的流速较大，水动轮能够提供一定的动力，此时只需要使所述变速箱以例如1/2倍满频率运行即可使风冷机构和旋转布水机构能够达到需求转速。当检测到V＞V2，表明此时冷却水流速很大，已无需变速箱提供驱动力即可使风冷机构和旋转布水机构能够达到需求转速，从而可使变速箱停止工作，以节省能量消耗。

图10是根据本公开一些实施例的冷却塔的控制方法的流程示意图。基于前述各实施例的冷却塔和图9-图10，本公开实施例还提供了一种前述冷却塔的控制方法。该控制方法包括步骤S1和步骤S2。步骤S1和步骤S2可以作为处理器指令由处理器63执行。

在步骤S1中，通过所述测速传感器61检测所述传动轴22的转速。在步骤S2中，根据所述传动轴22的转速对所述变速箱62的运行频率进行调整。这样通过对传动轴22的转速的检测，根据该转速调整变速箱62的频率，从而使风冷机构40和旋转布水机构30能够在满足转速要求的情况下配合水动轮对冷却水重力势能的转化作用来减少能量消耗。

在一些实施例中，步骤S2根据所述传动轴22的转速对所述变速箱62的运行频率进行调整的步骤包括：响应于所述传动轴22的转速V小于第一转速阈值V1，使所述变速箱62以满频率运行；响应于所述传动轴22的转速V大于等于所述第一转速阈值V1，且小于等于第二转速阈值V2，使所述变速箱62以非满频率运行，例如使变速箱62以1/2倍满频率运行；响应于所述传动轴22的转速V大于所述第二转速阈值V2，使所述变速箱62停止运行。

当检测到V＜V1时，表明此时冷却水流速不大，水动轮所能提供的动力有限，因此使所述变速箱以满频率运行，以便使风冷机构和旋转布水机构能够达到需求转速。当检测到V1≤V≤V2时，表明此时冷却水的流速较大，水动轮能够提供一定的动力，此时只需要使所述变速箱以例如1/2倍满频率运行即可使风冷机构和旋转布水机构能够达到需求转速。当检测到V＞V2，表明此时冷却水流速很大，已无需变速箱提供驱动力即可使风冷机构和旋转布水机构能够达到需求转速，从而可使变速箱停止工作，以节省能量消耗。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (22)

1.一种冷却塔，其特征在于，包括：

塔体(10)，具有冷却水管(11)和填料(12)；

水动机构(20)，位于所述塔体(10)内，且位于所述冷却水管(11)的出口下侧，被配置为将所述冷却水管(11)的出口排出的冷却水的势能转换成动能；

旋转布水机构(30)，位于所述塔体(10)内，并位于所述冷却水管(11)的出口下侧，所述旋转布水机构(30)与所述水动机构(20)传动连接，被配置为在所述水动机构(20)的驱动下转动，以将来自所述冷却水管(11)的出口的冷却水向所述填料(12)进行布撒。

2.根据权利要求1所述的冷却塔，其特征在于，所述水动机构(20)包括至少一个水动轮(21)，所述水动轮(21)具有轮体(211)和多个接水斗(212)，所述多个接水斗(212)沿所述轮体(211)的周向间隔地设置在所述轮体(211)的外周上。

3.根据权利要求2所述的冷却塔，其特征在于，所述水动机构(20)包括多个所述水动轮(21)和与多个所述水动轮(21)均固定连接的传动轴(22)，所述传动轴(22)与所述旋转布水机构(30)传动连接。

4.根据权利要求2所述的冷却塔，其特征在于，所述冷却水管(11)的出口在通过所述水动轮(21)的转动轴线的水平参考平面(RP2)的投影位于所述水动轮(21)的转动轴线的同一侧。

5.根据权利要求2所述的冷却塔，其特征在于，所述水动机构(20)包括多个所述水动轮(21)，所述塔体(10)具有多个所述冷却水管(11)，多个所述水动轮(21)与所述多个所述冷却水管(11)分别对应，各个所述水动轮(21)位于对应的所述冷却水管(11)的下方。

6.根据权利要求2所述的冷却塔，其特征在于，所述轮体(211)内具有沿所述轮体(211)的周向间隔排布的多个配重槽(211s)，所述水动轮(21)还包括多个配重球(213)，分别设置在所述多个配重槽(211s)内，所述配重槽(211s)沿所述轮体(211)的径向延伸，所述配重球(213)能够在所述配重槽(211s)内沿所述轮体(211)的径向运动。

7.根据权利要求1所述的冷却塔，其特征在于，所述旋转布水机构(30)包括至少一个接水盘(31)，所述接水盘(31)可转动地支撑在所述塔体(10)内，并具有邻近所述冷却水管(11)的出口的接水面(31a)、邻近所述填料(12)的布水面(31b)和多个布水孔(311)，所述多个布水孔(311)连通所述接水面(31a)和所述布水面(31b)。

8.根据权利要求7所述的冷却塔，其特征在于，所述布水孔(311)具有邻近所述接水面(31a)的渐缩口(311s)。

9.根据权利要求7所述的冷却塔，其特征在于，所述多个布水孔(311)的至少部分相对于所述接水盘(31)的转动轴线(31x)倾斜延伸，且位于所述接水面(31a)的孔口相比于位于所述布水面(31b)的孔口更邻近所述接水盘(31)的转动轴线(31x)。

10.根据权利要求9所述的冷却塔，其特征在于，所述多个布水孔(311)相对于所述接水盘(31)的转动轴线(31x)的倾斜角度沿所述接水盘(31)的径向从内向外逐渐增大。

11.根据权利要求7所述的冷却塔，其特征在于，所述接水盘(31)的接水面(31a)具有沿所述接水盘(31)的周向间隔排布的多个导流凸起(312)，所述导流凸起(312)沿所述接水盘(31)的径向延伸。

12.根据权利要求7所述的冷却塔，其特征在于，所述接水盘(31)的外周轮廓具有多个直齿(313)，所述多个直齿(313)通过传动齿轮组(50)与所述水动机构(20)传动连接。

13.根据权利要求1所述的冷却塔，其特征在于，所述塔体(10)具有进风口(13)和出风口(14)，所述进风口(13)与所述填料(12)相对，所述冷却塔还包括风冷机构(40)，所述风冷机构(40)位于所述出风口(14)，并与所述水动机构(20)传动连接，被配置为在所述水动机构(20)的驱动下转动，以驱动所述塔体(10)外的空气进入所述填料(12)来实现对冷却水的风冷作用。

14.根据权利要求13所述的冷却塔，其特征在于，所述进风口(13)设置在所述塔体(10)侧壁低于所述旋转布水机构(30)的位置，所述出风口(14)设置在所述塔体(10)的顶部或所述塔体(10)侧壁高于所述旋转布水机构(30)的位置。

15.根据权利要求13所述的冷却塔，其特征在于，所述风冷机构(40)包括叶轮(41)，所述叶轮(41)的叶轮轴(42)通过传动齿轮组(50)与所述水动机构(20)传动连接。

16.根据权利要求15所述的冷却塔，其特征在于，所述水动机构(20)包括传动轴(22)和与所述传动轴(22)固定连接的多个水动轮(21)，所述旋转布水机构(30)包括至少一个接水盘(31)，所述接水盘(31)的外周轮廓具有多个直齿(313)，所述传动齿轮组(50)包括：

第一锥齿轮(51)，固定连接在所述传动轴(22)上；

第二锥齿轮(52)，与所述第一锥齿轮(51)啮合；

第一直齿轮(53)，与所述第二锥齿轮(52)同轴连接，并与所述接水盘(31)的外周轮廓的多个直齿(313)啮合；

第二直齿轮(54)，与所述叶轮轴(42)固定连接，并与所述第一直齿轮(53)啮合。

17.根据权利要求16所述的冷却塔，其特征在于，所述多个水动轮(21)包括两组水动轮(21)，所述两组水动轮(21)分别位于所述第一锥齿轮(51)的两侧，所述旋转布水机构(30)包括两个所述接水盘(31)，分别位于所述第一直齿轮(53)的两侧，两个所述接水盘(31)、所述第一直齿轮(53)、所述第二直齿轮(54)位于同一平面。

18.根据权利要求15所述的冷却塔，其特征在于，所述水动机构(20)包括传动轴(22)和所述传动轴(22)固定连接的水动轮(21)，所述冷却塔还包括变速机构(60)，所述变速机构(60)与所述传动轴(22)连接，被配置为调整所述传动轴(22)的转动速度。

19.根据权利要求18所述的冷却塔，其特征在于，所述变速机构(60)包括：

测速传感器(61)，被配置为检测所述传动轴(22)的转速；和

变速箱(62)，与所述传动轴(22)驱动连接，所述变速箱(62)的运行频率能够根据所述传动轴(22)的转速进行调整。

20.根据权利要求19所述的冷却塔，其特征在于，所述变速机构(60)还包括：

处理器(63)，与所述测速传感器(61)和所述变速箱(62)信号连接，

其中，所述处理器(63)被配置为：

响应于所述传动轴(22)的转速小于第一转速阈值，使所述变速箱(62)以满频率运行；

响应于所述传动轴(22)的转速大于等于所述第一转速阈值，且小于等于第二转速阈值，使所述变速箱(62)以非满频率运行；

响应于所述传动轴(22)的转速大于所述第二转速阈值，使所述变速箱(62)停止运行，其中，所述第二转速阈值大于所述第一转速阈值。

21.一种根据权利要求19或20所述的冷却塔的控制方法，其特征在于，包括：

通过所述测速传感器(61)检测所述传动轴(22)的转速；

根据所述传动轴(22)的转速对所述变速箱(62)的运行频率进行调整。

22.根据权利要求21所述的控制方法，其特征在于，根据所述传动轴(22)的转速对所述变速箱(62)的运行频率进行调整的步骤包括：

响应于所述传动轴(22)的转速小于第一转速阈值，使所述变速箱(62)以满频率运行；

响应于所述传动轴(22)的转速大于等于所述第一转速阈值，且小于等于第二转速阈值，使所述变速箱(62)以非满频率运行；

响应于所述传动轴(22)的转速大于所述第二转速阈值，使所述变速箱(62)停止运行，其中，所述第二转速阈值大于所述第一转速阈值。