垂直轴风力转动机作为驱动装置来驱动。本发 明的冷却塔采用螺旋形垂直轴风力转动机有如下好处： (P、起动风速低，因为该螺旋形风叶受风面积大，风能利用率也提高了，故相应的 启动风速低，能在极低的风速条件下启动运行。传统的机械通风冷却塔风机的转速为 210r-320r/min，而本发明的螺旋形垂直轴风力转动机在风速为8m/s的情况下，其转速即 可达到150r/min。
[0056] li、风向改变的时候无需对风，因为本发明的螺旋形垂直轴风力转动机的风叶为 螺旋形，任何方向的风都可以使螺旋形风叶受力转动，该无需对风的特性也提高了风能的 利用率。螺旋形垂直轴风力转动机通过齿轮传动的方式把机械能传递给冷却塔风机并使其 运转工作，设置较低的齿轮传速比即可在较低的风速下达到冷却塔风机的额定转速。当螺 旋形垂直轴风力转动机的转速按齿轮传动比匹配后的冷却塔风机转速达到其额定转速时， 由螺旋形垂直轴风力转动机驱动冷却塔风机运转工作来吸引或强行充入空气到冷却塔内 部，使空气与循环水在冷却塔内部充分接触进行热交换从而达到冷却循环水的目的，节省 了冷却塔电机所消耗的电能。当风速过低使螺旋形垂直轴风力转动机的转速按齿轮传动比 匹配后的冷却塔风机转速达不到其额定转速时，备用电机通电进入工作状态，由电机作为 驱动装置驱动冷却塔风机运行工作。由于螺旋形垂直轴风力转动机转轴齿轮处安装了单向 轴承，因此当电机通电工作时螺旋形垂直轴风力转动机的低速转动并不影响电机的正常工 作以及不会增加电机的负载。以螺旋形垂直轴风力转动机为主要的驱动装置来驱动冷却塔 风机运转工作并配备备用电机的方式，节约了大量的电能，所以改进后的冷却塔运行1年 的电机能耗将大大降低。
[0057] 应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可 以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保 护范围。
【主权项】
1. 一种垂直轴风力转动机与电机结合驱动的冷却塔，包括：冷却塔本体，设置在冷却 塔本体内的风机，其特征在于，其还包括： 设置在所述冷却塔本体上的用于驱动所述风机转动的螺旋形垂直轴风力转动机，所述 螺旋形垂直轴风力转动机上设置有用于将风能转为动能的螺旋形风叶； 设置在所述冷却塔本体上的用于辅助驱动所述风机转动的备用电机； 以及与所述备用电机连接的用于当螺旋形垂直轴风力转动机驱动所述风机转动低于 预定转数时控制备用电机开启辅助驱动所述风机转动致额定转数的智能控制装置。2. 根据权利要求1所述的垂直轴风力转动机与电机结合驱动的冷却塔，其特征在于， 所述螺旋形垂直轴风力转动机还包括：连接支撑所述螺旋形风叶的螺旋形风叶转轴，设置 在螺旋形风叶转轴下端的螺旋形风叶转轴齿轮。3. 根据权利要求1所述的垂直轴风力转动机与电机结合驱动的冷却塔，其特征在于， 所述螺旋形垂直轴风力转动机还包括：一第一单向轴承，所述螺旋形风叶转轴齿轮通过所 述第一单向轴承安装在在所述螺旋形风叶转轴下端。4. 根据权利要求2所述的垂直轴风力转动机与电机结合驱动的冷却塔，其特征在于， 所述冷却塔本体内设置有用于安装所述风机的风机支架，所述风机通过一风机转轴安装在 所述风机机架上，并在所述风机转轴上固定安装有一风机齿轮，所述风机齿轮与所述螺旋 形风叶转轴齿轮相齿合。5. 根据权利要求4所述的垂直轴风力转动机与电机结合驱动的冷却塔，其特征在于， 螺旋形风叶转轴上套设置有一用于测量所述螺旋形垂直轴风力转动机转速的转速测量仪。6. 根据权利要求5所述的垂直轴风力转动机与电机结合驱动的冷却塔，其特征在于， 其还包括：与备用电机连接并通过备用电机驱动的电机齿轮，所述电机齿轮通过第二单向 轴承与备用电机的转轴连接；所述电机齿轮与所述风机齿轮相齿合。7. 根据权利要求6所述的垂直轴风力转动机与电机结合驱动的冷却塔，其特征在于， 所述螺旋形风叶转轴齿轮、所述风机齿轮、所述电机齿轮三者安装在同一水平面并且正常 啮合；当螺旋形风叶带动螺旋形风叶转轴齿轮转动的时，螺旋形风叶转轴齿轮带动风机齿 轮转动，风机齿轮带动电机齿轮转动，由于第二单向轴承的作用，电机的转轴不受转矩的作 用； 当电机工作的时候，螺旋形风叶转轴不会受到来自于电机的转矩的作用。8. 根据权利要求2所述的垂直轴风力转动机与电机结合驱动的冷却塔，其特征在于， 在所述冷却塔本体上设置有用于支撑安装所述螺旋形垂直轴风力转动机的支架，所述支架 包括第一支架和第二支架； 在所述螺旋形风叶转轴的下部依次套接有用于将螺旋形风叶通过所述支架垂直安装 在冷却塔上的第一圆锥滚子轴承和第二圆锥滚子轴承；第一圆锥滚子轴承与所述第一支架 连接，第二圆锥滚子轴承与第二支架连接。9. 根据权利要求8所述的垂直轴风力转动机与电机结合驱动的冷却塔，其特征在于， 在所述第一圆锥滚子轴承处安装一用于遮挡从冷却塔排风口排出来的空气的挡板，所述挡 板的大小与所述螺旋形风叶的宽度相同。10. -种如权利要求1-9任一项所述的垂直轴风力转动机与电机结合驱动的冷却塔的 控制方法，其特征在于，包括： 当设置在所述冷却塔本体上的用于驱动所述风机转动的螺旋形垂直轴风力转动机的 螺旋形风叶受风力驱动转动时，螺旋形风叶带动螺旋形风叶转轴齿轮转动，螺旋形风叶转 轴齿轮带动风机齿轮转动，风机齿轮带动电机齿轮转动； 所述智能控制装置将转速测量仪所测得的螺旋形垂直轴风力转动机的转速数据与所 设定的螺旋形风叶的最低转速值相比较，当所测定的螺旋形风叶的实时转速低于所设定的 螺旋形风叶最低转速时，所述智能控制装置控制电机通电并进入工作状态，通过电机驱动 所述风机转动致额定转数； 冷却塔本体内的风机运转将吸引或强行充入空气到冷却塔本体内部，使空气与冷却塔 内的循环水充分接触进行热交换从而降低循环水的温度。
【专利摘要】本发明公开了垂直轴风力转动机与电机结合驱动的冷却塔及控制方法，所述冷却塔包括：设置在所述冷却塔本体上的用于驱动所述风机转动的螺旋形垂直轴风力转动机，所述螺旋形垂直轴风力转动机上设置有用于将风能转为动能的螺旋形风叶；设置在所述冷却塔本体上的用于辅助驱动所述风机转动的备用电机；以及与所述备用电机连接的用于当螺旋形垂直轴风力转动机驱动所述风机转动低于预定转数时控制备用电机开启辅助驱动所述风机转动致额定转数的智能控制装置。本发明提供了一种利用风力和电机结合的节能冷却装置，风力驱动为主，大大降低了能耗，节约了大量的电能。
【IPC分类】F03D80/00, F04D25/08, F04D25/04, F03D9/25, F03D3/06
【公开号】CN105351220
【申请号】CN201510720908
【发明人】陈佰满, 李增鸿, 肖汉敏, 徐如长
【申请人】东莞理工学院
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月30日