冷却塔风机双动力驱动装置的制作方法

本实用新型涉及机械通风式冷却塔领域，具体涉及冷却塔风机的驱动装置。

背景技术：

节能减排是我国现阶段的一个基本国策，国家大力提倡以科学发展观为指向推动市场化改革，来改善我们的生态环境和资源的经济补偿体系，并且把我国经济发展的激励机制转变到鼓励、研发和自主创新上来，转变到鼓励节能减排降耗上来，转变到鼓励降低成本、提高效率、提高经济的总要素生产率的增长方向上来。

现有的机械通风冷却塔是通过电机驱动并带动风扇转动抽风换热，通过电机驱动需消耗大量的电能，据统计，我国目前国内机械通风式冷却塔总循环水量超过22亿吨，仅风机电机的电耗每年近8000亿度。按存量传统塔50％可实施改造测算，每年节电4000亿度，相当于每年节煤1.4亿吨，年碳排量减少3.7亿吨(参数来源钢铁行业刊物第141期)。冷却塔风机节能技改项目对于节约企业支出成本，提高企业效益，保护自然环境具有重要意义。

由于循环水系统中均存在一定的回水富余能量，近年来出现了纯水轮机驱动的冷却塔，将传统冷却塔中用于带动风机的电机拆除，采用水轮机完全代替电机，水轮机与冷却塔风机直接连接，通过循环水余压带动水轮机工作，从而完全依靠水轮机带动冷却塔风机转动，但因循环水系统个体不同富余能量也存在出入，有时进水管中回水富余能量不足导致风叶转速不够，从而影响冷却效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供冷却塔风机双动力驱动装置，以解决进水管中回水富余能量不足导致风叶转速不够，从而影响冷却效果的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

冷却塔风机双动力驱动装置，包括水室和轴向向上贯穿水室的动力主轴，动力主轴用于与冷却塔风机直接连接，水室内设有固定在动力主轴上的叶轮组转体，水室连通有进水管体和出水管体，进水管体的进水方向为沿水室切线方向，出水管体包括缓冲段和若干个分流段，缓冲段的出水端与进水管体的进水端位于同一水平面上，若干个分流段均与缓冲段连通；水室上方还设有用于单向驱动动力主轴旋转的动力补偿机构。

本方案的原理在于：

冷却塔循环用水通过进水管体进入水室内时，能冲击叶轮组转体旋转，从而带动动力主轴旋转，进而能带动冷却塔风机转动，从而将冷却水的余压转利用转换为风机的动能。

当水室入口处水压和水量产生变化，或者当循环冷却水温急剧升高(比如夏季高温时段)时，仅依靠水的动能不能完全驱动风机正常运行，由于增设有动力补偿机构，由循环水及动力补偿机构共同作功于动力主轴，驱动风机运行(此时风机转速及抽风量与传统同等配置电机的冷却塔风机相当)，即冷却塔设备正常运行(冷却塔温降效果达到技术要求)。

采用本方案能达到如下技术效果：

1、利用循环水余压推动水室内的动力主轴旋转，从而带动冷却塔风机转动，与传统冷却塔风机完全依靠电机和减速器带动相比，节省了电耗，为用户节省了电费；并且当单纯依靠循环水余压推动水室内的动力主轴时动力不足时，还可以通过动力补偿机构对冷却塔风机进行动力补偿，以满足冷却塔风机的动力要求。

2、改进传统水轮机的结构，传统水轮机出水口通常为一根管道连接，由于循环水在水室中旋转流动，导致水室中的水无法快速由一根管道排出，使得循环水对叶轮组转体的转动产生一定阻力而影响动力主轴的快速转动，从而使得风机的冷却效果降低，而本实用新型设置特殊的出水管体结构，在水室内的水排出时缓冲段能够起到不阻水的作用，循环水从水室排出的效率增大，并且缓冲段还能对排出的水起到缓冲作用，避免能量损耗，设置若干个分流段进行出水一方面能够满足出水压力的要求，另一方面还能够使水室内排出的水迅速流向冷却塔的布水系统。

3、动力补偿机构的设置，在循环水动力不足时，能够为冷却塔风机提供额外的动力，起多重保险作用，保证冷却塔风机转速与采用传统电机驱动的冷却塔风机转速相同，即保证冷却塔的正常运行。

进一步，进水管体包括连通的圆方变径管体和弧形入室管体，圆方变径管体的进水端为圆形、出水端为矩形，弧形入室管体连接于水室的侧壁与圆方变径管体的出水端之间，弧形入室管体的横截面为矩形。

本方案的进水口结构，通过圆管变矩管，横截面面积变小，能增大进入水室内的水压；还能够适应水室的盘形结构，进水管体进入水室内的水能够全部冲在叶轮组转体上，提高水的利用率；圆方变径管体的设置，能够对进入进水管体内的水起到缓冲的作用，减少能量损耗。

进一步，缓冲段的纵截面呈矩形，且缓冲段的高度与水室的高度相同。

水室内的水通过缓冲段排出，由于缓冲段的截面形状与水室相适应且高度相同，进入水室内的水能起到较好的不阻水和缓冲作用。并且由于叶片转动时，其转动范围纵向截面为矩形，而为减小传输过程中的耗损，传输循环水的管道一般采用圆管，如果直接将圆管引入水室，圆管流出圆柱状水流冲向叶片时，圆柱状水不能完全覆盖叶片。本方案中循环水先由传输圆管流入到圆方变径管体，然后再流入圆弧形入室管体，弧形入室管体的横截面呈矩形，与叶片转动范围纵向截面呈矩形相对应，从而保证有弧形入室管体流出的循环水充分与叶片接触，从而使主轴受力更大，使风机快速转动，从而保证冷却效果。

进一步，分流段为两个，且两个分流段分别位于缓冲段出水端的两侧。

此为分流段的较佳数量和位置，两个分流段均与冷却塔布水系统连通，其中一个分流段与布水系统的一侧连通、另一个分流道与布水系统的另一侧连通，便于循环水快速流向布水系统，进而被快速冷却散热。

进一步，分流段包括相连通的弧形缓冲管和竖直延伸的矩管。

弧形缓冲管能对缓冲段排出的水起到缓冲作用，避免能量损耗。

进一步，出水管体的出水端与进水管体的进水端的横截面积比为1.1～1.2:1。

相比于将出水端横截面积设置到与进水端横截面积相等，会造成出水口循环水流出速度缓慢，影响叶片转动；或者出水端横截面积与进水端面积相比过大，则会造成出水端出水压过低。本方案中，出水端与进水端的横截面积之比为1.1～1.2：1，即出水端横截面积稍大于进水端的横截面积，使得循环水能由出水端快速排走，保证水室内循环水快速、稳定流动，也保证了从出水端排出的循环水具有一定压力，循环水够迅速流向布水系统。

进一步，动力补偿机构包括相连接的辅助电机和齿轮减速机构，齿轮减速机构包括齿轮箱体和传动齿轮组，动力主轴上通过超越离合器连有补偿齿轮，补偿齿轮与传动齿轮组的末级传动齿轮啮合，补偿齿轮外套有补偿壳体。

辅助电机的动力通过齿轮减速机构传递到补偿齿轮上，补偿齿轮带动补偿齿轮旋转，补偿齿轮通过超越离合器带动动力主轴旋转。

进一步，动力主轴外还套设有支撑壳体，支撑壳体外壁上固定有支撑筋板。

支撑壳体用于包裹动力主轴，避免动力主轴外露，还能对补偿壳体起到竖向支撑作用，支撑筋板能增强支撑壳体的竖向支撑力。

进一步，水室顶部可拆卸连接有水室上盖。

可拆卸的水室上盖便于安装水室内部的叶轮组转体，也便于对水室内进行检修。

进一步，齿轮箱体和补偿壳体均连接在水室上盖上面。

齿轮箱体和补偿壳体均支撑在水室上盖上，便于齿轮箱体和补偿壳体的安装连接。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的立体图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：水室1、动力主轴100、进水管体2、弧形入室管体21、圆方变径管体22、出水管体3、缓冲段31、分流段32、弧形缓冲管321、矩管322、水室上盖4、支撑壳体5、支撑筋板50、补偿壳体6、齿轮减速机构7、输入轴8。

实施例一

如图1所示，本实施例的冷却塔风机双动力驱动装置，包括水室1和轴向向上贯穿水室1的动力主轴100，水室1内设有固定在动力主轴100上的叶轮组转体，动力主轴100顶部用于与冷却塔风机连接。

水室1连通有进水管体2和出水管体3，进水管体2的进水方向为沿水室1切线方向，进水管体2包括连通的圆方变径管体22和弧形入室管体21，圆方变径管体22的进水端为圆形、出水端为矩形，弧形入室管体21连接于水室1的侧壁与圆方变径管体22的出水端之间，弧形入室管体21的横截面为矩形。出水管体3包括缓冲段31和两个分流段32，缓冲段31的出水端与进水管体2的进水端位于同一水平面上，缓冲段31的纵截面呈矩形，且缓冲段31的高度与水室1的高度相同。两个分流段32均与缓冲段31连通，且两个分流段32分别位于缓冲段31出水端的两侧，分流段32包括相连通的弧形缓冲管321和竖直延伸的矩管322，矩管322伸入冷却塔的布水系统中。

水室1顶部通过螺栓可拆卸连接有水室上盖4。

水室1上方还设有动力补偿机构，动力补偿机构包括相连接的辅助电机(图中未示出)和齿轮减速机构7，辅助电机的功率是原同等配置电机功率的10％～30％。齿轮减速机构7包括齿轮箱体和位于齿轮箱体内的传动齿轮组，辅助电机与传动齿轮组的输入轴8连接。动力主轴100上套有补偿壳体6和支撑壳体5，补偿壳体6内安装有补偿齿轮，补偿齿轮通过超越离合器套在动力主轴100上，补偿齿轮与传动齿轮组的末级传动齿轮啮合，补偿齿轮外套有补偿壳体6。支撑壳体5外壁上固定有支撑筋板50，支撑筋板50用于加强支撑壳体5的竖向支撑力，支撑壳体5用于支撑补偿壳体6，并且避免动力主轴100外露。齿轮减速机构7和补偿壳体6均通过螺栓安装在水室上盖4上。

本实用新型的具体实施过程如下：

当上塔循环水通过进水管体2进入水室1内时，能冲动叶轮组转体旋转，从而带动动力主轴100旋转，进而带动冷却塔风机转动，从而将冷却水的余压转利用转换为冷却塔风机的动能。然后，循环水进入出水管体3并通过两个分流段32排出，进入冷却塔的布水系统内进行循环。

本实用新型中特殊的进水口结构，通过圆形截面变矩形截面，横截面面积变小，能增大进入水室1内的水压；还能够适应水室1的结构，进水管体2进入水室1内的水能够全部冲在叶轮组转体上，提高上塔循环水余压的利用率；圆方变径管体22的设置，能够对进入进水管体2内的水起到缓冲的作用，减少能量损耗。

本实用新型中特殊的出水管体3的结构，在水室1内的水排出时缓冲段31能够起到不阻水的作用，并且缓冲段31还能对排出的水起到缓冲作用，避免能量损耗，设置两个分流段32进行出水一方面能够满足出水压力的要求，另一方面还能够使水室1内排出的水迅速流向冷却塔的布水系统。

当水室入口处水压和水量产生变化，或者当循环冷却水温急剧升高(比如夏季高温时段)时，仅依靠水的动能不能完全驱动风机正常运行，导致风机转速不足。此时用户可以自行打开动力补偿机构中辅助电机的开关，辅助电机通过齿轮减速机构7将动力传递到动力主轴100，从而对动力主轴100形成动力补偿，为冷却塔风机提供额外的动力来源，增加风机的转速，使得冷却塔正常运行。采用循环水及电机同时作功驱动风机运行，风机转速及抽风量与传统同等配置电机的冷却塔风机相当，耗电量仅为同等配置电动风机的10％～30％，主要用于夏季高温时段，为用户节约了电费。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于：本实施例中出水管体3的出水端与进水管体2的进水端的横截面积比为1.1～1.2:1，以保证出水压力。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。