CN204329665U - 混合动力节能冷却塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了混合动力节能冷却塔，包括冷却塔主体、所述冷却塔主体上端连有风筒，所述风筒内设有风扇轴，所述风扇轴上设有风扇，所述风扇轴下端连有水轮机，风扇轴的顶端连有辅助电机，所述辅助电机与风扇相连，所述辅助电机与风扇之间设有调速磁力耦合器，所述冷却塔主体两侧分别穿有第一进水管、第二进水管，所述水轮机下端连有底座。本实用新型节能，而且延长了各零部件的使用寿命，减少了期间能量损失，结构简单易安装。

Description

混合动力节能冷却塔

技术领域

 本实用新型涉及冷却设备技术领域，具体涉及一种混合动力节能冷却塔。

背景技术

冷却塔是用水作为循环冷却剂，从系统中吸收热量排放到大气中，以降低水温的装置，利用水与空气流动接触进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置，以此保证系统的正常运行。

目前，现有技术中冷却塔主要是通过电机驱动风机的风扇来实现冷却塔内换热，但是使用驱动电机来驱动风扇会消耗大量电能，为了解决这一问题，部分厂家在冷却塔中安装了水轮机，通过进水管注水后，水轮机在水的冲击下转动，之后通过水轮机带动风筒内的风扇转动散热冷却。但是，此种结构存在以下几个问题，一是水冲击水轮机转动后，水轮机需要带动齿轮组转动，齿轮组将力的方向由水平方向转为竖直方向，在此过程中不可避免的存在能量损失，而且风扇与辅助电机相连，电机启动时容易会对风扇造成冲击，电机自身也会产生振动，由此导致整个系统的各个零部件使用寿命缩短；二是进水管的进水方向水平或朝下不能很好的带动水轮机，并且单方向的水流不足以提供水轮机转动所需的能量，在水压不足的情况下带动风筒内的风扇就更加困难了；三是进水管中水冲击水轮机扇叶时水流很容易向上方飞溅，会影响水力转换为水轮机转动力。

实用新型内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种混合动力节能冷却塔，通过一下技术方案实现：

混合动力节能冷却塔，包括冷却塔主体、所述冷却塔主体上端连有风筒，所述风筒内设有风扇轴，所述风扇轴一端固定于风筒的顶部，所述风扇轴上设有风扇，所述风扇轴另一端连有水轮机，风扇轴的顶端连有辅助电机，所述辅助电机与风扇相连，所述辅助电机与风扇之间设有调速磁力耦合器，所述冷却塔主体两侧分别穿有第一进水管、第二进水管，所述水轮机下端连有底座。

进一步地所述第一进水管、第二进水管的出水口均对准水轮机扇叶，第一进水管的出水口与第二进水管出水口相向设置，所述第一进水管、第二进水管的出水口处均为弯管，所述第一进水管、第二进水管的出水口均朝向水轮机扇叶片的凹面或所述第一进水管、第二进水管的出水口均朝向水轮机扇叶片的凸面。

进一步地所述水轮机外设有水轮机壳，第一进水管、第二进水管分别从水轮机壳两侧穿入。

更进一步地所述水轮机壳内位于水轮机上面的位置设有密封盖。

进一步地所述冷却塔主体内从上至下依次设有布水器、填料层，所述布水器设于水轮机与底座之间，所述布水器分别与第一进水管、第二进水管相连。

进一步地所述风扇轴上设有速度传感器。

进一步地所述第一进水管、第二进水管上分别设有水压传感器。

上述速度传感器与水压传感器的信号输出端经过信号处理电路与PLC控制器相连，上述辅助电机也通过PLC控制器控制开启和关闭。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型在结构上将水轮机直接与风扇连于同一个轴上，即风扇轴上，通过进水管中的水冲击使得水轮机转动，与此同时，水轮机直接带动风扇转动，整个过程能量损失少，水的冲击力尽可能地带动了风扇的转动，辅助电机与风扇之间设有调速磁力耦合器，使得电机控制精度高，节能效果优良，而且能提高辅助电机的启动能力，减少了冲击和振动，使得水压较低时辅助电机能够稳定地控制风扇，延长了电机、风扇、水轮机的使用寿命；

第一进水管与第二进水管的出水口均对准水轮机的扇叶，并且方向为相向而设，使得水的冲击力更大程度地冲击到水轮机上，带动水轮机的转动，同时也带动风扇的转动，第一进水管、第二进水管的出水口处均为弯管，减少了水流在进水管出水口出冲力的损失；

水轮机外设有水轮机壳，水轮机壳内位于水轮机上面的位置设有密封盖，阻挡进水管进来的水流向上冲击，保持水流向下运动的趋势；

风扇轴上端设有辅助风机，当进水管水压不足时，通过辅助风机的作用补足风扇转动所需能量。

风扇轴上设置有速度传感器，速度传感器时刻将传输水轮机转速情况传输给PLC控制器，以便水压较低时自动控制辅助电机运作；

第一进水管、第二进水管上设有水压传感器，水压传感器时刻将进水管中水压的情况反馈给PLC控制器，同样地方便水压较低时自动控制辅助电机运作。

附图说明

图1为本实用新型示意图。

图2为风机顺时针转动时进水管的示意图。

图3为风机逆时针转动时进水管的示意图。

1-冷却塔主体，2-风筒，3-风扇轴，4-风扇，5-水轮机，6-辅助电机，7-第一进水管，8-第二进水管，9-底座，10-水轮机壳，11-布水器，12-填料。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型作出进一步地说明。

实施例1

如图1所示，混合动力节能冷却塔包括冷却塔主体1、所述冷却塔主体1上端连有风筒2，所述风筒2内设有风扇轴3，所述风扇轴3上设有风扇4，所述风扇轴3另一端连有水轮机5，所述水轮机5上设有水轮机扇叶，优选地所述水轮机5外设有水轮机壳10，优选地所述水轮机壳10内位于水轮机5上面的位置设有密封盖，风扇轴3顶端设有辅助电机6，辅助电机6与风扇4相连，所述辅助电机6与风扇4之间设有调速磁力耦合器，所述冷却塔主体1两侧分别穿有第一进水管7、第二进水管8，水轮机5下端连有底座9，所述冷却塔主体1内从上至下依次设有布水器11、填料层12，所述布水器11设于水轮机与底座之间，所述布水器分别与第一进水管7、第二进水管8相连。

上述调速磁力耦合器的铜转子与辅助电机轴相连，调速磁力耦合器与风扇轴相连，电机和工作机之间形成软连接，通过调节间隙来实现风机轴扭矩和转速的改变，由此在水压较低时启动辅助风机来改变风扇转速，从而补足风扇转动所需能量。

如图2所述第一进水管7、第二进水管8的出水口均对准水轮机扇叶，第一进水管7的出水口与第二进水管8出水口相向设置，所述第一进水管7、第二进水管8的出水口处均为弯管，所述水轮机扇叶的凹面朝向为顺时针，所述第一进水管、第二进水管的出水口均朝向水轮机扇叶片的凹面，此时本实施例中风扇的转动方向为顺时针转动。

优选地上述本实施例中风扇轴3上设有速度传感器，速度传感器的信号输出端通过信号处理电路与PLC控制器相连，所述辅助电机也由PLC控制器控制开启与关闭。

在实际操作过程中，冷水从第一进水管、第二进水管中进入，当速度传感器采集到的转速不小于设定值时，此时辅助电机关闭，水轮机的扇叶在水流的冲击下开始沿顺时针方向转动，风扇在风扇轴的直接联动下也开始沿顺时针转动，冲击后的水流向下继续流动进入布水器，水在布水器的作用下向下均匀喷出；当速度传感器采集到的转速数据小于设定值时，控制器控制辅助电机开启，补足风扇转动所需能量，由此达到风扇与冷水双重冷却，水力与电力双重驱动的效果，此过程减少了能量损失，延长了设备的使用寿命。

实施例2

本实施例与实施例1主要有以下区别，第一如图3所示所述水轮机扇叶的凹面朝向为逆时针，但所述第一进水管、第二进水管的出水口仍然朝向水轮机扇叶片的凹面，本实施例中风扇转动方向为逆时针方向；第二优选本实施例中第一进水管、第二进水管中分别设有水压传感器，水压传感器的信号输出端通过信号处理电路与PLC控制器相连。

在实际操作过程中与实施例1不同之处在于通过水压传感器代替速度传感器的作用，当水压传感器采集到的压力数据小于设定值时，控制器控制辅助电机开启，并且及时补足风扇转动所需要的能量。

Claims (7)

1.混合动力节能冷却塔，包括冷却塔主体（1）、所述冷却塔主体（1）上端连有风筒（2），其特征在于，所述风筒（2）内设有风扇轴（3），风扇轴（3）一端固定于风筒（2）的顶部，所述风扇轴（3）上设有风扇（4），所述风扇轴（3）另一端连有水轮机（5），所述水轮机（5）上设有扇叶，风扇轴（3）与风筒（2）的固定端设有辅助电机（6），辅助电机（6）与风扇（4）相连，所述辅助电机（6）与风扇（4）之间设有调速磁力耦合器，所述冷却塔主体（1）两侧分别穿有第一进水管（7）、第二进水管（8），所述水轮机（5）下端连有底座（9）。

2.根据权利要求1所述混合动力节能冷却塔，其特征在于，所述第一进水管（7）、第二进水管（8）的出水口均对准水轮机（5）的扇叶，第一进水管（7）的出水口与第二进水管（8）出水口相向设置，所述第一进水管（7）、第二进水管（8）的出水口处均为弯管。

3.根据权利要求1所述混合动力节能冷却塔，其特征在于，所述水轮机（5）外部设有水轮机壳（10），所述水轮机壳（10）上端固定于风扇轴（3）上。

4.根据权利要求3所述混合动力节能冷却塔，其特征在于，所述水轮机壳（10）内位于水轮机（5）上面的位置设有密封盖。

5.根据权利要求1所述混合动力节能冷却塔，其特征在于，所述冷却塔主体（1）内从上至下依次设有布水器（11）、填料层（12），所述布水器（11）设于水轮机（5）与底座（9）之间，所述布水器（11）分别与第一进水管（7）、第二进水管（8）相连。

6.根据权利要求1所述混合动力节能冷却塔，其特征在于，所述风扇轴（3）上设有速度传感器。

7.根据权利要求1所述混合动力节能冷却塔，其特征在于，所述第一进水管（7）、第二进水管（8）上分别设有水压传感器。