專利名稱：混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻塔，尤其涉及一種混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔。
背景技術(shù)：
當(dāng)前隨著全社會(huì)對(duì)節(jié)能減排的深入，各類節(jié)能型設(shè)備越來越受到重視，作為廣泛被使用的冷卻塔節(jié)能類產(chǎn)品同樣被大家所看重。噴霧推進(jìn)型冷卻塔正是充分利用管路中介質(zhì)(水)的余壓為動(dòng)力，推動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)冷卻介質(zhì)，不消耗額外能源，特別適用于一些水質(zhì)較差或有特殊要求的場(chǎng)合。目前市場(chǎng)上使用較多的噴霧冷卻塔以逆流式結(jié)構(gòu)為主，其工作的主要原理是需要冷卻的熱水從設(shè)備流出，由于余壓的存在，依次通過冷卻塔底部進(jìn)水管、中心管，到達(dá)中心管頂部的噴霧推進(jìn)器，再經(jīng)過連接在噴霧推進(jìn)器上的噴霧頭噴出。因?yàn)閲婌F頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)流道設(shè)計(jì)帶有旋流和收縮口，經(jīng)噴霧頭噴出的水由于出口的突然擴(kuò)大，使得噴出的水流呈喇叭狀旋轉(zhuǎn)水滴呈很細(xì)的霧化狀態(tài)，向后噴出的水施加反作用力在噴霧頭上，使得噴霧頭產(chǎn)生力矩，推動(dòng)噴霧頭及與之相連的噴霧推進(jìn)器繞中心軸旋轉(zhuǎn)，力矩越大轉(zhuǎn)速越快。噴霧推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)安裝在它下部的風(fēng)葉一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使空氣產(chǎn)生向上流動(dòng)。向上流動(dòng)的空氣與從上落下的水滴進(jìn)行熱交換，熱水中的熱量傳遞給空氣，排出塔外。釋放出熱量后被冷卻的水落入下部的底盤和集水斗中，經(jīng)出水管輸送到設(shè)備中，完成循環(huán)周期。由于風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)將塔內(nèi)空氣排出，并吸引塔外空氣從進(jìn)風(fēng)口處橫向進(jìn)入塔內(nèi)?？諝膺M(jìn)入塔內(nèi)后， 轉(zhuǎn)向向上流動(dòng)，與熱水發(fā)生熱交換，吸收熱量和水分變成濕熱空氣。濕熱空氣除去部分水滴后再排出塔外。上述冷卻塔的主要?jiǎng)恿檫M(jìn)塔水的動(dòng)能，因此水的流量和壓力是影響使用的重要的影響因素。如圖I所示，當(dāng)流量大、壓頭高時(shí)，噴霧頭噴出的水滴霧化度高、噴濺分布廣、 分散均勻，同時(shí)反作用力大，噴霧推進(jìn)器受到的力和力矩相應(yīng)也大，噴霧推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)速度高。風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風(fēng)量(空氣流量)也大。此時(shí)，空氣與水滴之間接觸充分，熱量交換和質(zhì)量交換度高，熱水被帶走的熱量越多，冷卻效果越好，冷卻能力越強(qiáng)。反之，當(dāng)水量、水壓低時(shí)，噴霧頭噴出的水霧化程度低，分散程度差、分布面小，易成柱狀水流落下，反作用力也小，給噴霧頭的推力相應(yīng)的也小。如此，噴霧推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)速度就低，風(fēng)葉所產(chǎn)生的風(fēng)量 (空氣流量)相應(yīng)也小，空氣與水滴的接觸不夠多，水、氣交換不夠充分，冷卻效果就差，如果水量小于一定的值，就會(huì)無法推動(dòng)噴霧推進(jìn)器，就會(huì)只有噴水，無風(fēng)量產(chǎn)生的情況產(chǎn)生。綜上所述，現(xiàn)有的噴霧推進(jìn)冷卻塔的性能受到進(jìn)塔水量、壓頭的影響較大，當(dāng)水量、水壓不穩(wěn)定，波動(dòng)幅度大時(shí)，冷卻塔的冷卻能力相應(yīng)地波動(dòng)起伏，很不穩(wěn)定，從而嚴(yán)重影響設(shè)備的正常使用。所以，此類噴霧推進(jìn)冷卻塔的主要缺陷在于冷卻效果不穩(wěn)定，特別是負(fù)荷小、水量較小時(shí)，無法滿足使用要求。中國(guó)專利201020170802. 4公開了一種自動(dòng)噴霧式冷卻塔，由殼體、噴霧冷卻器、 收水器、電機(jī)、風(fēng)機(jī)、管道、支架、進(jìn)水管和水池構(gòu)成。該冷卻塔的風(fēng)機(jī)設(shè)于塔體的頂部，完全由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，雖然可以解決由于水量不穩(wěn)定帶來的冷卻效果不穩(wěn)定的問題，但是沒有利用進(jìn)水的動(dòng)能，浪費(fèi)能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，以解決現(xiàn)有冷卻塔受進(jìn)水量影響較大，冷卻效果不穩(wěn)定的問題，同時(shí)具有較好的節(jié)能效果。一種混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，包括塔體、塔體內(nèi)豎直設(shè)置的中心管以及套設(shè)在中心管頂端的噴霧推進(jìn)器，所述的塔體頂部設(shè)有電機(jī)和內(nèi)置風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒；所述的噴霧推進(jìn)器上方設(shè)有與其連接的傳動(dòng)軸，所述的傳動(dòng)軸通過變速器與所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸底端連接，所述電機(jī)的輸出軸通過減速機(jī)構(gòu)和離合裝置與所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接；所述的冷卻塔還包括檢測(cè)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的測(cè)速機(jī)構(gòu)以及控制離合裝置和電機(jī)工作的控制機(jī)構(gòu)，所述測(cè)速機(jī)構(gòu)的輸出端連接控制機(jī)構(gòu)。所述的噴霧推進(jìn)器包括與中心管頂端轉(zhuǎn)動(dòng)配合的轉(zhuǎn)動(dòng)套以及與轉(zhuǎn)動(dòng)套外周面固定連接的噴霧頭，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)套頂端與傳動(dòng)軸固定連接。所述的變速器包括殼體、殼體內(nèi)與傳動(dòng)軸固定連接的內(nèi)齒輪以及與內(nèi)齒輪哨合的行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述的行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪與所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接。電機(jī)可以采用臥式和立式兩種設(shè)置方式，具體如下所述電機(jī)的輸出軸與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸垂直設(shè)置，所述的減速機(jī)構(gòu)包括相嚙合的錐齒輪和錐齒軸，錐齒輪穿套固定在風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，錐齒軸通過離合裝置與電機(jī)的輸出軸連接。所述電機(jī)的輸出軸與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸平行設(shè)置，所述的減速機(jī)構(gòu)包括相嚙合的大、小齒輪，其中小齒輪與電機(jī)的輸出軸連接，大齒輪的轉(zhuǎn)軸通過離合裝置與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接。所述的噴霧推進(jìn)器下方的塔體內(nèi)周面設(shè)有環(huán)形的集水槽，所述的集水槽上方設(shè)有與其內(nèi)周沿連接集水網(wǎng)，集水槽底面設(shè)有漏水孔，下方設(shè)有換熱填料。集水網(wǎng)用于收集側(cè)向噴出的水滴，引流至集水槽內(nèi)，由于自重通過漏水孔流下，與向上流的空氣在換熱填料(如 PP、PVC等)里發(fā)生熱交換。所述的塔體頂端設(shè)有收水器，用于收集排出熱空氣中的水分，減少風(fēng)吹水損失。所述的集水網(wǎng)向上延伸至收水器。所述的塔體底部側(cè)壁設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處安裝有百葉板，側(cè)向進(jìn)風(fēng)。所述的塔體底端設(shè)有集水盤，集水盤連接出水管，收集熱交換后的冷水，并通過出水管回流設(shè)備，循環(huán)使用。本發(fā)明冷卻塔檢測(cè)傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，當(dāng)其轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時(shí)，則開啟電機(jī)，離合裝置結(jié)合，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)和噴霧推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速大于設(shè)定值時(shí)，離合裝置斷開， 則關(guān)閉電機(jī)，由進(jìn)水余壓驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)和噴霧推進(jìn)器轉(zhuǎn)動(dòng)，不消耗電能，達(dá)到節(jié)能效果，可以始終保持噴霧推進(jìn)器和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在某一范圍內(nèi)，降溫效果穩(wěn)定。


圖I (a)為現(xiàn)有冷卻塔進(jìn)水量與降溫之間的關(guān)系曲線圖；圖I (b)為現(xiàn)有冷卻塔進(jìn)水量與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線圖；圖2為本發(fā)明冷卻塔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示冷卻塔中臥式離合變速器的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明另一種冷卻塔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4所示冷卻塔中立式離合變速器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明冷卻塔噴霧推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7(a)為本發(fā)明冷卻塔進(jìn)水量與降溫之間的關(guān)系曲線圖；圖7(b)為本發(fā)明冷卻塔進(jìn)水量與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，一種混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，包括塔體1，塔體I中心設(shè)有中心管 2，塔體I頂端設(shè)有風(fēng)筒3，底端設(shè)有底盤4，底盤4下方設(shè)有集水盤5，集水盤5連接出水管 6，底盤4下方還設(shè)有與中心管2連通的進(jìn)水管7。塔體I外部設(shè)有支撐架8和扶梯9，形狀大致為筒狀，橫截面為圓形、方形或多邊形等。 塔體I內(nèi)頂部靠近風(fēng)筒3處有收水器14，底部側(cè)面開設(shè)進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處安裝有百葉板15。中心管底端套設(shè)噴霧推進(jìn)器16。如圖6所示，噴霧推進(jìn)器16包括轉(zhuǎn)動(dòng)套12以及若干通過連接管11與轉(zhuǎn)動(dòng)套12連接的噴霧頭17，噴霧頭17均勻環(huán)繞轉(zhuǎn)動(dòng)套12設(shè)置，連接管11略向上傾斜設(shè)置，可以使噴出水滴盡量開散。轉(zhuǎn)動(dòng)套12與中心管2之間設(shè)有軸承 13，使它們能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。噴霧頭17下方的塔體I內(nèi)周面設(shè)有環(huán)形的集水槽18，集水槽18上方設(shè)有與其內(nèi)周沿連接的集水網(wǎng)10，集水槽18底面開有漏水孔，下方設(shè)有換熱填料19。換熱填料19可以選用PP、PVC等。集水網(wǎng)10向上延伸至收水器14，且略微向內(nèi)側(cè)傾斜，可以收集噴向塔壁的水滴，引流至集水槽18內(nèi)，與空氣在換熱填料19發(fā)生熱交換。噴霧推進(jìn)器16頂端連接傳動(dòng)軸20，風(fēng)筒3內(nèi)設(shè)有風(fēng)機(jī)21，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸22通過變速器23與傳動(dòng)軸20同軸連接。如圖3所示，變速器23包括殼體231、殼體內(nèi)內(nèi)齒輪232以及與內(nèi)齒輪嚙合的行星齒輪機(jī)構(gòu)，行星齒輪機(jī)構(gòu)由中心的太陽輪233和周圍的行星輪234 組成，其中內(nèi)齒輪232與傳動(dòng)軸20固定連接，太陽輪233與風(fēng)機(jī)21的轉(zhuǎn)軸22固定連接。風(fēng)筒3旁邊還設(shè)有電機(jī)24，電機(jī)24的輸出軸25與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸22垂直，并通過減速機(jī)構(gòu)、離合裝置26與風(fēng)機(jī)21的轉(zhuǎn)軸22連接，如圖3所示，減速機(jī)構(gòu)由嚙合的錐齒輪27、 錐齒軸28組成，其中錐齒軸28與輸出軸25連接，錐齒輪27固套在風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸22上。也可以米用如圖4和圖5所不的立式結(jié)構(gòu)，電機(jī)24設(shè)于風(fēng)筒3的上方，電機(jī)24的輸出軸25 與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸2平行，輸出軸25通過齒輪29、30與風(fēng)機(jī)21的轉(zhuǎn)軸22連接，齒輪30的轉(zhuǎn)軸通過離合裝置26與風(fēng)機(jī)21的轉(zhuǎn)軸22連接。在變速器23的殼體231底面設(shè)有測(cè)速傳感器31，測(cè)速傳感器31的輸出端連接控制機(jī)構(gòu)(圖中未示出)，控制機(jī)構(gòu)控制離合裝置26和電機(jī)24工作，當(dāng)測(cè)速傳感器31檢測(cè)到傳動(dòng)軸20的轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時(shí)，控制機(jī)構(gòu)接受到該信號(hào)則發(fā)出控制信號(hào)，啟動(dòng)電機(jī)24，使離合裝置26結(jié)合，否則電機(jī)24停止工作，離合裝置26分離。離合裝置26可以采用電磁離合器、液壓驅(qū)動(dòng)離合器等結(jié)構(gòu)。上述冷卻塔工作原理如下當(dāng)進(jìn)水量充足時(shí)，進(jìn)入的熱水依次通過進(jìn)水管7、中心管2、噴霧推進(jìn)器16和連接管，最終從噴霧頭17噴灑出去，由于反作用力的存在，噴霧推進(jìn)器16旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)風(fēng)機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)，由于變速器的存在，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于噴霧推進(jìn)器的轉(zhuǎn)速，且風(fēng)機(jī)21轉(zhuǎn)速大于設(shè)定值。當(dāng)進(jìn)水量不夠充分時(shí)，噴霧頭的反作用力不充分，噴霧推進(jìn)器的推動(dòng)力不充分，轉(zhuǎn)速較小，則風(fēng)機(jī)21轉(zhuǎn)速小于設(shè)定值，測(cè)速傳感器31檢測(cè)到傳動(dòng)軸20的轉(zhuǎn)速過小，小于設(shè)定轉(zhuǎn)速值，控制機(jī)構(gòu)發(fā)出信號(hào)給電機(jī)24和離合裝置26,使電機(jī)24啟動(dòng),離合裝置26結(jié)合，電機(jī)24驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)21轉(zhuǎn)動(dòng)。在噴霧推進(jìn)器16轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，噴霧頭17繞軸旋轉(zhuǎn)，向四周噴灑水滴，部分向上噴灑，被收水器14收集，向下噴灑的水滴與進(jìn)入的熱空氣發(fā)生熱交換，側(cè)向噴灑的水滴被集水網(wǎng)10 收集，引流至集水槽18內(nèi)，從漏水孔流入換熱填料與冷空氣發(fā)生熱交換。冷空氣從塔體I 底部的百葉板進(jìn)入塔體內(nèi)部，發(fā)生熱交換后，從頂部風(fēng)筒3排出，夾帶的水滴被收水器14收集。熱交換后的水則回落至底盤4內(nèi)，通過集水盤5和出水管6流回設(shè)備，循環(huán)利用。如圖7所示，本發(fā)明冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與降溫相對(duì)進(jìn)水量更加平穩(wěn)，能夠適用于水壓不穩(wěn)定等特種場(chǎng)合，同時(shí)，比全部工況采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)節(jié)約電能消耗，起到節(jié)能效果。
權(quán)利要求
1.一種混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，包括塔體、塔體內(nèi)豎直設(shè)置的中心管以及套設(shè)在中心管頂端的噴霧推進(jìn)器，所述的塔體頂部設(shè)有電機(jī)和內(nèi)置風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒；其特征在于，所述的噴霧推進(jìn)器上方設(shè)有與其連接的傳動(dòng)軸，所述的傳動(dòng)軸通過變速器與所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸底端連接，所述電機(jī)的輸出軸通過減速機(jī)構(gòu)和離合裝置與所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接；所述的冷卻塔還包括檢測(cè)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的測(cè)速機(jī)構(gòu)以及控制離合裝置和電機(jī)工作的控制機(jī)構(gòu)，所述測(cè)速機(jī)構(gòu)的輸出端連接控制機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，其特征在于，所述的噴霧推進(jìn)器包括與中心管頂端轉(zhuǎn)動(dòng)配合的轉(zhuǎn)動(dòng)套以及與轉(zhuǎn)動(dòng)套外周面固定連接的噴霧頭，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)套頂端與傳動(dòng)軸固定連接。
3.如權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，其特征在于，所述的變速器包括殼體、殼體內(nèi)與傳動(dòng)軸固定連接的內(nèi)齒輪以及與內(nèi)齒輪嚙合的行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述的行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽輪與所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸底端連接。
4.如權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，其特征在于，所述電機(jī)的輸出軸與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸垂直設(shè)置，所述的減速機(jī)構(gòu)包括相嚙合的錐齒輪和錐齒軸，錐齒輪穿套固定在風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，錐齒軸通過離合裝置與電機(jī)的輸出軸連接。
5.如權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，其特征在于，所述電機(jī)的輸出軸與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸平行設(shè)置，所述的減速機(jī)構(gòu)包括相嚙合的大、小齒輪，其中小齒輪與電機(jī)的輸出軸連接，大齒輪的轉(zhuǎn)軸通過離合裝置與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接。
6.如權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，其特征在于，所述的噴霧推進(jìn)器下方的塔體內(nèi)周面設(shè)有環(huán)形的集水槽，所述的集水槽上方設(shè)有與其內(nèi)周沿連接集水網(wǎng)，集水槽底面設(shè)有漏水孔，下方設(shè)有換熱填料。
7.如權(quán)利要求6所述的混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，其特征在于，所述的塔體頂端設(shè)置風(fēng)筒處設(shè)有收水器。
8.如權(quán)利要求7所述的混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，其特征在于，所述的集水網(wǎng)向上延伸至收水器。
9.如權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，其特征在于，所述的塔體底部側(cè)壁設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口處安裝有百葉板。
10.如權(quán)利要求I所述的混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，其特征在于，所述的塔體底端設(shè)有集水盤，集水盤連接出水管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合動(dòng)力噴霧推進(jìn)冷卻塔，包括塔體、塔體內(nèi)豎直設(shè)置的中心管以及套設(shè)在中心管頂端的噴霧推進(jìn)器，所述的塔體頂部設(shè)有電機(jī)和內(nèi)置風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒；所述的噴霧推進(jìn)器上方設(shè)有與其連接的傳動(dòng)軸，所述的傳動(dòng)軸通過變速器與所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸底端連接，所述電機(jī)的輸出軸通過減速機(jī)構(gòu)和離合裝置與所述風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接；所述的冷卻塔還包括檢測(cè)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速的測(cè)速機(jī)構(gòu)以及控制離合裝置和電機(jī)工作的控制機(jī)構(gòu)，所述測(cè)速機(jī)構(gòu)的輸出端連接控制機(jī)構(gòu)。本發(fā)明冷卻塔可以始終保持噴霧推進(jìn)器和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在某一范圍內(nèi)，降溫效果穩(wěn)定，同時(shí)，比全部工況采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)節(jié)約電能消耗，起到節(jié)能效果。
文檔編號(hào)F28F25/00GK102538502SQ201110455548
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者俞林忠, 梁忠, 陳祥燕, 陳祥榮 申請(qǐng)人:上虞市東杰冷卻塔有限公司, 陳祥榮