集通风、喷淋与水电互补为一体的冷却装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种集通风、喷淋与水电互补为一体的冷却装置，属于冷却塔领域。所述集通风、喷淋与水电互补为一体的冷却装置包括：供水管、水力驱动器、出水喷淋器、多机减速器、多台异步电动机及风机，本发明通过出水喷淋器的设计，简化了冷却塔的结构，并可降低冷却塔的高度，从而减少供水压力；且使得供水简化与顺畅，使水力损失大幅减少，可进一步降低水压和能耗；通过出水喷淋器进行旋转喷淋，使得布水均匀，且使得水滴在空中运动时间加长，提高散热效果，可省去散热填料层，降低了成本；且本发明以水力驱动器为主，辅之以多机减速器的动力装置，可以充分利用所配动力，极大降低了能源损耗。
【专利说明】集通风、喷淋与水电互补为一体的冷却装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及冷却塔领域，特别涉及一种集通风、喷淋与水电互补为一体的冷却装置。
【背景技术】
[0002]冷却塔是利用水和空气的接触，散去工矿企业或制冷设备中带来的热量，使其能循环使用的设备。
[0003]冷却塔一般装有喷淋和通风两套系统。喷淋系统包括供水管、布水管和喷头,喷淋系统中的管路呈固定的网状布置；通风系统包括风扇、电动机和变向减速器。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]受喷淋系统管路布置限制，喷淋系统中的岔管、弯头较多，导致水力损失很大，布水欠均匀，散热效果不好。
[0006]冷却塔设计时，总会为供水动力选择留有一定裕量，存在一部分浪费，建成后也常有多余水能浪费，若能回收这部分能量显然是有意义的。
【发明内容】
[0007]为了解决现有技术冷却装置存在的能量浪费大、能量损失大及散热效果差的问题，本发明实施例提供了一种集通风、喷淋与水电互补为一体的冷却装置。所述技术方案如下:
[0008]一种集通风、喷淋与水电互补为一体的冷却装置，所述冷却装置包括:供水管、水力驱动器、出水喷淋器、多机减速器、多台异步电动机及风机，所述供水管与所述水力驱动器相连，所述供水管用于供应冷却水，所述水力驱动器用于通过所述冷却水并在所述冷却水的带动下产生旋转动力，所述水力驱动器与所述出水喷淋器相连，所述出水喷淋器相对所述水力驱动器旋转，所述出水喷淋器用于通过并喷淋所述冷却水，所述多机减速器与所述出水喷淋器相连，所述多机减速器相对所述出水喷淋器旋转，所述多机减速器用于减速，所述多台异步电动机安装在所述多机减速器上，所述风机相对所述出水喷淋器旋转，所述多机减速器与所述多台异步电动机相匹配，所述多台异步电动机用于为所述风机提供能量或发电。
[0009]可选地，所述水力驱动器包括:蜗壳、导叶、转轮、底盖、下轴承及下轴，所述导叶设置在所述蜗壳中，所述转轮设置在所述蜗壳中心位置，所述底盖封堵在所述转轮上，所述下轴承安装在所述底盖中，所述下轴固定在所述转轮上，且所述下轴通过所述下轴承支撑。
[0010]进一步地，所述水力驱动器还包括止水迷宫，所述止水迷宫设置在所述转轮与所述蜗壳的交界处。
[0011]可选地，所述出水喷淋器包括出水管、喷头及上轴，所述出水管与所述转轮固定连接，所述喷头固定在所述出水管外部，且所述喷头与所述出水管相连通，所述上轴固定在所述出水管顶部。
[0012]可选地，所述喷头为多个，所述多个喷头均固定在所述出水管外部，所述多个喷头均与所述出水管相连通。
[0013]可选地，所述喷头为蘑菇状。
[0014]可选地，所述喷头设置在所述上轴上部，所述喷头上设有筋板，所述筋板设置在所述喷头顶部，且所述筋板与所述喷头及所述上轴均固定连接。
[0015]可选地，所述多机减速器包括轴承、大齿轮及多个小齿轮，所述轴承支撑着所述上轴，所述大齿轮与所述上轴相连，所述多个小齿轮相对所述大齿轮外围均布，且所述多个小齿轮与所述大齿轮相啮合，所述多个小齿轮的齿轮轴与所述多台异步电动机的轴相连。
[0016]可选地，所述风机安装在所述上轴上。
[0017]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0018]1.本发明通过出水喷淋器取代现有技术的布水管，简化了冷却塔的结构，并可降低冷却塔的高度，从而减少供水压力；
[0019]2.本发明通过出水喷淋器取代现有技术的布水管，使得供水简化与顺畅，使水力损失大幅减少，可进一步降低水压和能耗；
[0020]3.本发明通过出水喷淋器进行旋转喷淋，使得布水均匀，且使得水滴在空中运动时间加长，提高散热效果，可省去现有为增强散热而设置的填料层，降低了成本；
[0021]4.本发明以水力驱动器为主，辅之以多机减速器的动力装置，可以充分利用所配动力，极大降低了能源损耗。
[0022]故本发明是集通风，喷淋与水电互补为一体的冷却设备，既减少能量损失，增加散热效果，还可回收富裕能量，且有助于降低冷却塔高度，方便冷却塔结构设计。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本发明实施例提供的集通风、喷淋与水电互补为一体的冷却装置的结构示意图；
[0025]图2是本发明实施例提供的水力驱动器的放大结构示意图；
[0026]图3是本发明实施例提供的出水喷淋器的放大结构示意图；
[0027]图4是本发明实施例提供的集通风、喷淋与水电互补为一体的冷却装置轴系的放大结构示意图；
[0028]图5是本发明实施例提供的多机减速器的放大结构示意图。
[0029]图中各符号表示含义如下:
[0030]1供水管，
[0031]2 支台，
[0032]3 支架，
[0033]10水力驱动器，
[0034]11蜗壳，12导叶，13转轮，14底盖，15下轴承，16下轴，17止水迷宫，
[0035]20出水喷淋器，
[0036]21出水管，22喷头，23筋板，24上轴，
[0037]30多机减速器，
[0038]31大齿轮，32小齿轮，33圆锥滚子轴承，
[0039]40异步电动机，
[0040]50 风机，
[0041]51风机轮毂。
【具体实施方式】
[0042]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0043]如图1所示，本发明提供了一种集通风、喷淋与水电互补为一体的冷却装置，所述冷却装置包括:供水管1、水力驱动器10、出水喷淋器20、多机减速器30、多台异步电动机40及风机50，所述供水管I与所述水力驱动器10相连，所述供水管I用于供应冷却水，所述水力驱动器10用于通过所述冷却水并在所述冷却水的带动下产生旋转动力，所述水力驱动器10与所述出水喷淋器20相连，所述出水喷淋器20相对所述水力驱动器10旋转，所述出水喷淋器20用于通过并喷淋所述冷却水，所述多机减速器30与所述出水喷淋器20相连，所述多机减速器30相对所述出水喷淋器20旋转，所述多机减速器30用于减速，所述多台异步电动机40安装在所述多机减速器30上，所述风机相对所述出水喷淋器20旋转，所述多机减速器30与所述多台异步电动机40相匹配，所述多台异步电动机40用于为所述风机50提供能量或发电。
[0044]本发明的工作原理如下:
[0045]通风、喷淋过程:冷却水通过供水管I进入水力驱动器10，驱动水力驱动器10旋转，进而带动出水喷淋器20同时旋转，而后冷却水进入出水喷淋器20，通过出水喷淋器20将冷却水旋转地、均匀地喷出，最后落入冷却塔中；
[0046]水电互补过程:众所周知，异步电动机40载荷大小与其转速滑差有关，当冷却塔的富裕能量较少时，水力驱动器10不足以将风机50拖入额定转速，则多台异步电动机40会补足动力使风机50升至额定值。本领域普通技术人员都知道，冷却塔富裕能量愈多，多台异步电动机40的负载愈小。若富裕能量很多，多台异步电动机40的对应转速已达或超过同步值，则多台异步电动机40会空转或转入发电状态，将电能返送至配电系统。也就是说，不论富裕能量的多寡，本发明所述冷却装置均能将其回收，并可保证风机50转速在对应的额定值和同步值之间，变化范围不超过3%，这是风机50工作完全允许的。
[0047]本发明通过出水喷淋器20取代现有技术的布水管，简化了冷却塔的结构，并可降低冷却塔的高度，从而减少供水压力；
[0048]本发明通过出水喷淋器20取代现有技术的布水管，使得供水简化与顺畅，使水力损失大幅减少，可进一步降低水压和能耗；
[0049]本发明通过出水喷淋器20进行旋转喷淋，使得布水均匀，且使得水滴在空中运动时间加长，提高散热效果，可省去现有为增强散热而设置的填料层，降低了成本；
[0050]本发明以水力驱动器10为主，辅之以多机减速器30的动力装置，可以充分利用所配动力，极大降低了能源损耗。
[0051]由此可见，本发明是集通风，喷淋与水电互补为一体的冷却设备，既减少能量损失，增加散热效果，还可回收富裕能量，且有助于降低冷却塔高度，方便冷却塔结构设计。
[0052]本发明既可用于新建冷却塔，也可用于现有冷却塔的改造。
[0053]可选地，如图2所示，本实施例中，水力驱动器10类似一台倒置的水轮机，坐在冷却塔底部的支台2上。水力驱动器10设计原理也与水轮机基本相同，唯需与风机50转速匹配，要求设计转速比较低。所述水力驱动器10包括:蜗壳11、导叶12、转轮13、底盖14、下轴承15及下轴16，所述蜗壳11用于使冷却水沿圆周均匀地旋转着进入转轮13，也即形成一定的进口环量，所述导叶12用于增强和调整水流的进口环量，使所述水力驱动器10尽可能高效地将水能转化为机械能，所述导叶12设置在所述蜗壳11中，所述转轮13可按低比速反击式水轮机设计，所述转轮13设置在所述蜗壳11中心位置，所述底盖14封堵在所述转轮13上，所述下轴承15安装在所述底盖14中，所述下轴16固定在所述转轮13上，且所述下轴16通过所述下轴承15支撑。
[0054]更具体地，所述导叶12通过螺栓固定在所述蜗壳11中，使得结构简单，使用方便。
[0055]更具体地，所述下轴16为水润滑，可采用塑料轴瓦或橡胶轴瓦，也可采用含油的金属轴瓦。
[0056]更具体地，所述水力驱动器10可用金属制作，由于工作压力甚小，个别部件比如下轴16可采用工业塑料代替。水力驱动器10同水轮机一样，具有极高的工作效率，一般可达92?94%，高于用电动机减速后带动风机50的效率。
[0057]进一步地，如图2所示，所述水力驱动器10还包括止水迷宫17，所述止水迷宫17设置在所述转轮13与所述蜗壳11的交界处。即在所述转轮13的出口处增设止水迷宫17，以减少冷却水的泄漏。
[0058]可选地，如图3所示，所述出水喷淋器20包括出水管21、喷头22及上轴24，所述出水管21与所述转轮13固定连接，所述喷头22固定在所述出水管21外部，且所述喷头22与所述出水管21相连通，所述上轴24固定在所述出水管21顶部。
[0059]通过上述结构，使得冷却水利用出水喷淋器20中剩余的微压和旋转离心力进行喷淋，故喷水均匀，散热效果好。
[0060]更具体地，本实施例中，所述出水管21宜用钢管制作。
[0061]优选地，所述上轴24焊接在所述出水管21上。
[0062]可选地，如图3所示，所述喷头22为多个，所述多个喷头22均固定在所述出水管21外部，所述多个喷头22均与所述出水管21相连通。通过上述结构，使得喷水效果更好。
[0063]可选地，如图3所示，所述喷头22为蘑菇状，结构合理，喷水效果好。
[0064]可选地，如图3所示，所述喷头22设置在所述上轴24上部，所述喷头22上设有筋板23，所述筋板23设置在所述喷头22顶部，且所述筋板23与所述喷头22及所述上轴24均固定连接，通过上述结构，稳固了上轴24。
[0065]可选地，如图5所示，所述多机减速器30包括轴承、大齿轮31及多个小齿轮32，所述轴承支撑着所述上轴24，所述大齿轮31与所述上轴24相连，所述多个小齿轮32相对所述大齿轮31外围均布，且所述多个小齿轮32与所述大齿轮31相啮合，所述多个小齿轮32的齿轮轴与所述多台异步电动机40的轴相连。其中，轴承应能承受所述冷却设备转动部件的轴向和径向力，并应具有一定的调心能力。
[0066]本实施例中，只要异步电动机40的滑差性能相同，不论承载大小，均会分摊于各台异步电动机40。
[0067]更具体地，本实施例中，大齿轮31与小齿轮32的转速比取决于所选风机50和异步电动机40的转速。所述轴承的选配可有多种方案，本实施例中，轴承优选球面圆锥滚子轴承33。本实施例中，所述多机减速器30内盛有润滑油，既可润滑轴承，又可润滑大齿轮31及小齿轮32。所述多机减速器30顶部装有多台异步电动机40，所述多机减速器30底部则固定在冷却塔顶部的支架3上。支架3间可布置收水器。
[0068]可选地，如图5所示，所述风机50安装在所述上轴24上。更具体地，所述风机50通过风机轮毂51安装在所述上轴24上。
[0069]如图4所示，风机轮毂51、大齿轮31、上轴24、喷头22、出水管21、转轮13和下轴16组成一个完整的轴系。优选地,组成轴系的各个部件同心。
[0070]综上所述，本发明所述冷却设备极为巧妙地将各部件串接在一起，既可简化冷却塔的结构，又可降低冷却塔的高度。当然，最突出的还是其显著的节能效果。经测算，与现有纯电动的冷却设备相比，可节能50%以上，整个冷却塔的投资还可下降15%左右。本发明所述冷却设备不仅可用于新建的冷却塔，也可用于对现有冷却塔进行改造。
[0071 ] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0072]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种集通风、喷淋与水电互补为一体的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括:供水管、水力驱动器、出水喷淋器、多机减速器、多台异步电动机及风机，所述供水管与所述水力驱动器相连，所述供水管用于供应冷却水，所述水力驱动器用于通过所述冷却水并在所述冷却水的带动下产生旋转动力，所述水力驱动器与所述出水喷淋器相连，所述出水喷淋器相对所述水力驱动器旋转，所述出水喷淋器用于通过并喷淋所述冷却水，所述多机减速器与所述出水喷淋器相连，所述多机减速器相对所述出水喷淋器旋转，所述多机减速器用于减速，所述多台异步电动机安装在所述多机减速器上，所述风机相对所述出水喷淋器旋转，所述多机减速器与所述多台异步电动机相匹配，所述多台异步电动机用于为所述风机提供能量或发电。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述水力驱动器包括:蜗壳、导叶、转轮、底盖、下轴承及下轴，所述导叶设置在所述蜗壳中，所述转轮设置在所述蜗壳中心位置，所述底盖封堵在所述转轮上，所述下轴承安装在所述底盖中，所述下轴固定在所述转轮上，且所述下轴通过所述下轴承支撑。
3.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述水力驱动器还包括止水迷宫，所述止水迷宫设置在所述转轮与所述蜗壳的交界处。
4.根据权利要求2或3所述的冷却装置，其特征在于，所述出水喷淋器包括出水管、喷头及上轴，所述出水管与所述转轮固定连接，所述喷头固定在所述出水管外部，且所述喷头与所述出水管相连通，所述上轴固定在所述出水管顶部。
5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述喷头为多个，所述多个喷头均固定在所述出水管外部，所述多个喷头均与所述出水管相连通。
6.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述喷头为蘑菇状。
7.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述喷头设置在所述上轴上部，所述喷头上设有筋板，所述筋板设置在所述喷头顶部，且所述筋板与所述喷头及所述上轴均固定连接。
8.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述多机减速器包括轴承、大齿轮及多个小齿轮，所述轴承支撑着所述上轴，所述大齿轮与所述上轴相连，所述多个小齿轮相对所述大齿轮外围均布，且所述多个小齿轮与所述大齿轮相啮合，所述多个小齿轮的齿轮轴与所述多台异步电动机的轴相连。
9.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于，所述风机安装在所述上轴上。
【文档编号】F28F25/06GK104315877SQ201410497898
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】刘尚智, 刘忆, 刘思 申请人:刘忆, 刘思, 刘尚智