CN204649004U - 一种带风力发电的冷却塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带风力发电的冷却塔，包括冷却塔和风力发电机构，风力发电机构通过一塔架设置在冷却塔出风口；其中，风力发电机构包括叶轮、齿轮箱和发电机，叶轮的转轴水平方向设置并垂直于冷却塔出风方向，叶轮的转轴通过刹车装置、齿轮箱连接发电机。冷却塔包括冷却塔本体，冷却塔本体内部自上而下顺序设置有出风口、布水器、填料层、进风口和底池，冷却水经由布水器喷洒在填料层上并最终落入到底池内；空气自进风口进入，自下而上流经填料层，与填料层内的冷却水进行热交换后从出风口流出吹动叶轮转动，叶轮转动带动发电机发电。本实用新型通过在冷却塔的出风处，设立风力发电结构，同时还利用自然风能，具有节能环保的优点。

Description

一种带风力发电的冷却塔

技术领域

本是实用新型涉及冷却塔设计技术领域，尤其涉及一种带风力发电的冷却塔。

背景技术

随着生活水平的不断提高，中央空调已经成为很多高楼大厦，高档写字楼的必要配置。而对于中央空调水系统来说，往往都会在大楼的顶上，装上冷却塔，进行散热，以保证中央空调系统的顺利运行。

冷却塔的工作原理如下（见图1）：冷却塔是将冷却水喷撒至填料表面，与通过的空气相接触。空气和水流成反向交会，冷却水从上而下喷淋，水流借着重力自然落下流经填料层，空气吸入后，在风机的作用下，垂直向上通过填料层与水流相会，此时，冷却水与冷空气之间就产生了显热热交换作用，同时部分的冷却水被蒸发，即部分冷却水的蒸发潜热被排放至空气中，最后经冷却后的冷却水落入水槽内，冷却后冷水的最低温度在填料层底部与最低湿球温度相接近。再利用泵再将冷却水传送至冷凝器（中央空调主机）中，保证中央空调系统的不断运行。

由于普通冷却塔，为了达到冷却水和风（空气）的良好换热，往往要求出风风速大于7.6m/s，而出风直接散入大气,没有任何利用。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种带风力发电的冷却塔，包括冷却塔和风力发电机构，所述风力发电机构通过一塔架设置在所述冷却塔出风口处；其中，所述风力发电机构包括叶轮、齿轮箱和发电机，所述叶轮的转轴水平方向设置并垂直于所述冷却塔出风方向，所述叶轮的转轴通过所述齿轮箱连接所述发电机。

较佳地，所述叶轮的转轴与所述齿轮箱之间还设置有刹车装置。

较佳地，所述发电机还通过控制器连接蓄电池组，所述蓄电池组连接用电设备并为其供电。

较佳地，所述冷却塔包括冷却塔本体，所述冷却塔本体内部自上而下顺序设置有出风口、布水器、填料层、进风口和底池，冷却水经由所述布水器喷洒在所述填料层上并最终落入到所述底池内；空气自所述进风口进入，自下而上流经所述填料层，与所述填料层内的冷却水进行热交换后从所述出风口流出吹动所述叶轮，带动叶轮转动。

较佳地，所述出风口上设置有风扇，所述风扇还连接有一风扇电机。

较佳地，所述出风口与所述布水器之间还设置有挡水板。

较佳地，所述发电机连接所述风扇电机为其供电。

较佳地，所述风力发电机构还包括有对风力发电机构加以控制的控制装置，所述控制装置进一步包括桨叶倾角控制装置和偏航控制系装置。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1）本实用新型提供的带风力发电的冷却塔，利用冷却塔的出风以及自然风能进行风力发电，发电效率高，从而起到充分利用能源的效果；而且本实用新型利用风能发电，风能是一种清洁的可再生能源，无污染，具有节能环保的优点；

2）本实用新型提供的带风力发电的冷却塔，通过齿轮箱的设置，从而提高了叶轮传输给发电机的转速，保证了发电机的正常发电；

3）本实用新型提供的带风力发电的冷却塔，通过刹车装置的设置，防止在大风情况下因叶轮转速过快，导致摧毁发电机的现象；

4）本实用新型提供的带风力发电的冷却塔，将风力发电机构产生的电力作为冷却塔的风扇电机的动力，节约了风扇的耗电；当然电能还可用于冷却塔上其他用电设备，为其他用电设备提供电力驱动，使冷却塔运行基本不需要消耗电能，真正实现节能。

附图说明

结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征和优点，其中：

图1为现有冷却塔的原理示意图；

图2为实用新型提供的带风力发电的冷却塔的整体示意图；

图3为实用新型提供的发电机与用电设备之间的连接关系示意图。

符号说明：

1-冷却水入口

2-布水器

3-进风口

4-冷却水出口

5-风扇电机

6-风扇

7-挡水板

8-填料层

9-底池

10-塔架

11-叶轮

12-刹车装置

13-齿轮箱

14-发电机

15-控制装置。

具体实施方式

参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细地描述本实用新型。然而，本实用新型可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

参照图2，本实用新型提供了一种带风力发电的冷却塔，包括冷却塔和风力发电机构，风力发电机构通过一塔架10设置在冷却塔的出风口附近；本实用新型通过在冷却塔出风处设置风力发电机构，利用冷却塔出风的流速，进行风力发电，起到节能环保的作用。而且本实用新型适用于一般高楼内中央空调连接的冷却塔，由于此类冷却塔的出风速度大于7.6m/s，便于发电机的持续发电，当然该冷却塔也可用于其它场合中，此处不作限制。

在本实施例中，冷却塔包括一冷却塔本体，冷却塔本体的顶部设置有出风口，冷却塔本体下端侧壁上设置有进风口3，且进风口上设置有风扇6，风扇6还配备有风扇电机5来驱动风扇6转动；冷却塔本体的底部还设置有回收冷却水的底池9，底池9上还设置有冷却水出口4；冷却塔本体内部自上而下设置有布水器2和填料层8，且填料层8位于进风口3的上侧；布水器2一端设置有冷却水入口1，需要被冷却的水自冷却水入口1进入到布水器2内，冷却水经由布水器2均匀喷洒到填料层8上，再落回到底池9内；风扇6下方与布水器2之间还设置有挡水板7，用于防止水汽随空气从出风口排出。

冷却塔的工作原理具体如下：

需要散热的冷却水（例如来自中央空调冷凝器内的冷却水），从冷却水入口1引入，由布水器2的喷淋口喷出，并喷撒至填料层8的表面；于此同时，空气在风扇6的作用下，从冷却塔下端的进风口3进入，空气和水流成反向交会，冷却水从上而下喷淋，空气在风扇6的作用下，垂直向上通过填料层与水流相会，冷却水与空气之间产生显热和潜热热交换作用；最后经冷却后的冷却水在自身重力的作用下落入冷却塔底池9内，再利用冷却水泵，从冷却水出口4将底池9内冷却后的水传送至出去（例如传动回中央空调主机的冷凝器，从而有利于保证中央空调系统的不断运行），而空气则从冷却塔顶部排出。

在本实施例中，风力发电机构通过一塔架10安装在冷却塔上，塔架10起到起到支撑风力发电机构的作用。风力风电机构包括有叶轮11和发电机14，叶轮11的转轴连接发电机14；叶轮11位于冷却塔的出风口处，叶轮11的转轴水平方向设置且垂直于冷却塔的出风方向，从而使得叶轮11既可以从出风口获取风能带动其转动，又能够获取自然环境中的风能带动其转动；叶轮11转动从而带动发电机14发电，实现将风能转化成电能。

其中，叶轮11与发电机14之间还设置有齿轮箱13，齿轮箱13主要功用是将叶轮11在风力作用下所产生的动力传递给发电机14，并使其得到相应的转速。因为通常叶轮11的转速相对较低，达不到发电机发电所要求的转速，本实用新型通过齿轮箱13齿轮副的增速作用来实现，从而保证了发电机14的正常发电。在齿轮箱13与叶轮11之间还设置有刹车装置12，由于自然环境中风的速度不稳定，在大风作用下，叶轮11会越转越快，发电机14极易被吹毁，本实用新型通过刹车装置12的设置，来限定叶轮11的转速。

在本实施例中，风力发电机构还包括有控制装置15，控制装置15根据风速、风向对发电机构来加以控制，持续监测齿轮箱13、发电机14的运行状态，保持叶轮在最合适的位置获取风能，控制偏航。具体的，控制装置15主要包括桨叶倾角控制系统和偏航控制系统；桨叶倾角控制通过液压执行机构来实现，在转速随风速增加升至额定转速后，通过加大倾角来维持转速不变，目前工程上使用线性ＰＩＤ控制器来进行控制；偏航系统使风轮跟踪变化稳定的风向，当风力发电机组由于偏航作用，机舱内引出的电缆发生缠绕时，自动解除缠绕。偏航系统可通过控制电机实现。

风力发电机构的工作过程如下：

从冷却塔顶部排出的空气具有一定的风速，又由于发电机构的叶轮11位于外界环境中，自然环境中也存在风速，冷却塔排出的空气以及自然环境中的空气总共带来的风力带动风车叶轮11旋转，使叶轮11获取风能且将其能量通过低速轴传递给齿轮箱13, 齿轮箱13将旋转的速度提升，来促使发电机14发电，通过发电机14，实现将风能转化为电能。

参照图3，发电机14发得的电，可通过控制器22连接蓄电池组20，蓄电池组20再将掂量输送给各用电设备21，使得用电设备21（例如灯、电冰箱等设备）运行；其中蓄电池20的设置，起到蓄存风力发电的电量的作用，在用电设备21需要用电的时候进行供电，具有节能的效果。当然，在本实施例中发电机14发得的电量可直接用于风扇电机5的电源，从而节省了风扇电机5的耗电，若发电量大的话也可为冷却水泵提供电量，使得整个冷却塔运行基本不需要消耗电能，实现节能。

综上所述，本实用新型提供了一种带风力发电的冷却塔, 包括冷却塔和风力发电机构，风力发电机构通过一塔架设置在冷却塔出风口；其中，风力发电机构包括叶轮、齿轮箱和发电机，叶轮的转轴水平方向设置并垂直于冷却塔出风方向，叶轮的转轴通过刹车装置、齿轮箱连接发电机。冷却塔包括冷却塔本体，冷却塔本体内部自上而下顺序设置有出风口、布水器、填料层、进风口和底池，冷却水经由布水器喷洒在填料层上并最终落入到底池内；空气自进风口进入，自下而上流经填料层，与填料层内的冷却水进行热交换后从出风口流出吹动叶轮转动，叶轮转动带动发电机发电。本实用新型通过在冷却塔的出风处，设立风力发电结构，同时还利用自然风能，具有节能环保的优点。

本技术领域的技术人员应理解，本实用新型可以以许多其他具体形式实现而不脱离本实用新型的精神或范围。尽管已描述了本实用新型的实施例，应理解本实用新型不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本实用新型精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (8)

1.一种带风力发电的冷却塔，其特征在于，包括冷却塔和风力发电机构，所述风力发电机构通过一塔架设置在所述冷却塔出风口处；其中，所述风力发电机构包括叶轮、齿轮箱和发电机，所述叶轮的转轴水平方向设置并垂直于所述冷却塔出风方向，所述叶轮的转轴通过所述齿轮箱连接所述发电机。

2.根据权利要求1所述的带风力发电的冷却塔，其特征在于，所述叶轮的转轴与所述齿轮箱之间还设置有刹车装置。

3.根据权利要求1所述的带风力发电的冷却塔，其特征在于，所述发电机还通过控制器连接蓄电池组，所述蓄电池组连接用电设备并为其供电。

4.根据权利要求1或2或3所述的带风力发电的冷却塔，其特征在于，所述冷却塔包括冷却塔本体，所述冷却塔本体内部自上而下顺序设置有出风口、布水器、填料层、进风口和底池，冷却水经由所述布水器喷洒在所述填料层上并最终落入到所述底池内；空气自所述进风口进入，自下而上流经所述填料层，与所述填料层内的冷却水进行热交换后从所述出风口流出吹动所述叶轮，带动叶轮转动。

5.根据权利要求4所述的带风力发电的冷却塔，其特征在于，所述出风口上设置有风扇，所述风扇还连接有一风扇电机。

6.根据权利要求4所述的带风力发电的冷却塔，其特征在于，所述出风口与所述布水器之间还设置有挡水板。

7.根据权利要求5所述的带风力发电的冷却塔，其特征在于，所述发电机连接所述风扇电机为其供电。

8.根据权利要求1所述的带风力发电的冷却塔，其特征在于，所述风力发电机构还包括有对风力发电机构加以控制的控制装置，所述控制装置进一步包括桨叶倾角控制装置和偏航控制系装置。