冷却塔的多动力混合驱动机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种冷却塔的多动力混合驱动机构，其包括螺旋形风力叶片、风机、水轮机；所述的螺旋形风力叶片、风机、水轮机，三者传动轴的轴心线均处在同一条垂线上；所述的螺旋形风力叶片和水轮机输出的机械能，叠加后同时输出给风机，驱动风机工作。

【技术实现步骤摘要】
冷却塔的多动力混合驱动机构
本技术涉及中央空调节能和清洁能源利用
，尤其涉及一种冷却塔的多动力混合驱动机构。
技术介绍
冷却塔是中央空调系统的重要组成部分，它的作用是使在中央空调系统中不断循环的冷却水得到冷却，从而达到规定的温度要求。传统的冷却塔驱动风机的方式有电机直接驱动或者电机通过减速机构后驱动、水轮机驱动以及电机与水轮机混合驱动等驱动方式。在实际应用中，为了保证冷却水系统中的冷却水循环流量要求，电机驱动的冷却塔所匹配水泵的实际扬程，一般高于冷却塔实际所需要的扬程30％以上，造成了富余扬程的浪费。目前也有使用水轮机驱动或电机与水轮机混合驱动的冷却塔回收水泵扬程部分富余能量作为风机的驱动力的设计，如中国技术专利申请201310191720.6公开的一种有辅助电机的节能型冷却塔，为了保证系统控温的恒定性，使冷却水达到规定的降温要求，仍需依靠电机作为辅助驱动力，以确保风机有足够的驱动力。目前，也有使用风力作为混合驱动力的冷却塔，如中国技术专利申请201510720908.4公开的一种垂直轴风力转动机与电机结合驱动的冷却塔，其采用了螺旋形风叶与备用电机结合驱动的结构及控制方法。上述两种结构及方法，均需要设置和使用备用电机和齿轮变速装置，以保证在风能或水能不足的情况下，使用电机保证风机的转速足够，实践中主要消耗的还是电能，其整体结构较为复杂且节能效果受到一定的限制，在实际运行中的维护维修成本上升较多。由于中央空调的冷却塔，一般都是设置在高层建筑的顶部，或其他位置开阔的位置，这些地方均是外部通风效果好、自然界风能较丰富的地方。因此，对于水能及风能最大限度回收和叠加利用，就成为降低冷却塔综合能耗的关键因素之一。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题之一在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种节能冷却塔的多动力混合驱动机构，省去传统的备用电机、齿轮变速装置，简化整体结构、提升传动效率，并使运行中的维护维修成本降低；使用水轮机回收富余的水能，使用螺旋形风叶捕获风能，并整体上优先使用水能、风能，使其主要消耗的是回收的富余水能、风能等清洁能源，从而提高设备综合节能效果。本技术要解决的技术问题之一在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种节能冷却塔的多动力混合驱动机构，采用新型传动结构，使各段传动轴的轴心处于同一垂直线上，且直接联接，传动效率高、整体结构大幅简化；通过变速轴承增大螺旋形风叶主轴输出的转速，使其转速在多数情况下均高于水轮机输出的转速，从而使螺旋形风叶输出的扭矩、水轮机输出的扭矩，叠加后输出给风机，使二者都得到充分的利用。作为本技术的改进，本技术还提供一种综合利用水能、风能和电能的冷却塔驱动机构，增设一电动发电机，使其以风力和水轮机驱动为主，在风力足够大的时候利用电动发电机发电并储存起来，并在风能+水能不足的时候补充驱动风机，降低系统整体上对于电能的能耗，提高对于清洁能源的利用效率。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种冷却塔的多动力混合驱动机构，其特征在于，包括：一设置在所述多动力混合的节能冷却塔驱动机构上端用于捕获风能并将其转换成机械能驱动所述风机的螺旋形风力叶片；一把冷却塔内部的空气抽到外部、使冷却塔内形成负压并降温的风机；一回收冷却塔水泵所提供水流压力富余能量、并将其转换成机械能驱动所述风机的水轮机；所述的螺旋形风力叶片、风机、水轮机，三者传动轴的轴心线均处在同一条垂线上；所述的螺旋形风力叶片和水轮机输出的机械能，叠加后同时输出给风机，驱动风机工作。所述的传动轴包括螺旋形风力叶片主轴和风机主轴两段，其中所述的螺旋形风力叶片主轴上段穿设在螺旋形风力叶片上，其下段通过一超越离合器与所述的风机主轴的上段联接；所述的风机主轴下段穿设在水轮机及风机内。所述的螺旋形风力叶片与风力叶片主轴之间设有变速轴承，该变速轴承设有内圈、中圈和外圈，且该变速轴承的中圈固定在轴承座上；外圈与所述的风力叶片联接，内圈与所述的风力叶片主轴联接，以增大风力叶片主轴对外输出机械能时的转速，使其输出的转速在多数情况下高于风机主轴的转速，从而使该扭矩能够与水轮机输出的扭矩进行叠加后，再一起输出驱动风机运行。所述水轮机包括一内部空心的涡形机壳，一设置在所述机壳内部并固定在所述风机主轴下端的叶轮；所述机壳的上表面中心位置开设由一轴孔，所述风机主轴的下段穿过所述轴孔伸进所述机壳的内腔，并与所述的叶轮连接；所述机壳上开设有与所述内腔相通的切向进水口，所述机壳下表面中心位置开设有与所述内腔相通的轴向出水口，水流经由进水口流入、出水口流出，并驱动叶轮旋转，进而驱动风机主轴旋转。在所述风机的机壳上表面的中心位置，固定设有第一轴座，所述第一轴座上开设一轴向通孔，所述风机主轴穿过所述通孔伸进所述机壳内腔。在所述通孔的上部和下部分别布置一个上圆锥滚子轴承和下圆锥滚子轴承；所述通孔的上端固定一上端盖，通孔大的下端固定一下端盖，轴承夹在端盖和所述风机主轴的轴肩之间，使所述风机主轴安装在轴座上。作为本技术的改进，所述的驱动机构还包括一电动发电机及与其配合使用的储能装置，对所述风力叶片和所述水轮机叠加后输出给风机的驱动力调节：当所述风机和所述水轮机的动力达不到所需动态工况时，该电动发电机作为电动机输出动力辅助驱动风机；当所述风机和所述水轮机的动力超过所需动态工况时，电动发电机作为发电机把多余的能量收集并储存于储能装置中。所述的驱动机构，还包括一设置于所述螺旋形风叶主轴上的垂直轴风力发电机减速装置，其用于检测该螺旋形风叶转速并且当螺旋形风叶转速超过预定的所需动态转速时，对所述螺旋形风力叶片进行减速，直到螺旋形风叶转速不高于所需动态转速时停止减速，以避免电动发电机发电时转速过快造成发电机损坏。本技术在所述螺旋形风叶与其传动轴的连接处，设置有变速轴承，起到对螺旋形风叶与传动轴旋转的支承、变速和传递扭矩作用，其体积小、传动损耗小、便于维护；避免采用体积大、传动损耗大的变速齿轮组。具体可以是上下端各设置一个变速轴承，也可以仅在下端设置一个变速轴承，而上端使用普通轴承。所述变速轴承，当变速轴承外圈与所述螺旋形风叶连接并接受螺旋形风叶输入的转矩，变速轴承内圈与所述传动轴连接并向传动轴输出转矩时，传动轴将获得比较大的加速效果，使得所获风能得到有效利用。本技术提供的方案，在同一个垂直轴线上，设置两段传动轴、提供了两处动力源，并通过超越离合器该将上述两处动力最终叠加后输出至风机以驱动扇叶。在实际运行过程中，由于水轮机运行速度较为稳定、但是转速较低，所以，经过变速轴承加速后的叶片捕获的风能，可以通过其传动轴较高的转速，将风力叶片所产生的动力输出至风机驱动扇叶；同时，在自动控制系统的控制下，有可以将转速控制在设定的范围内，使整个结构得以正常工作。所述双向超越离合器，当螺旋形风力叶片转动时可驱动其主轴带动风机主轴运转；当螺旋形风力叶片在微风、无风条件下转速较低或无法转动时，可使风机主轴和螺旋形风叶主轴分离，风机可以正常运转对螺旋形风力叶片不会有作用力；此时螺旋形风叶主轴也没有动力输出给风机主轴。螺旋形风力叶片在外部风速大于5m/s(4级风)时，再加上冷却塔自身排出的风能(一般风速为8m/s，5级风)，在变速轴承的作用下，使其主轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷却塔的多动力混合驱动机构，其特征在于，包括：一设置在所述多动力混合的节能冷却塔驱动机构上端用于捕获风能并将其转换成机械能驱动所述风机的螺旋形风力叶片；一把冷却塔内部的空气抽到外部、使冷却塔内形成负压并降温的风机；一回收冷却塔水泵所提供水流压力富余能量、并将其转换成机械能驱动所述风机的水轮机；所述的螺旋形风力叶片、风机、水轮机，三者传动轴的轴心线均处在同一条垂线上；所述的螺旋形风力叶片和水轮机输出的机械能，叠加后同时输出给风机，驱动风机工作。

【技术特征摘要】
1.一种冷却塔的多动力混合驱动机构，其特征在于，包括：一设置在所述多动力混合的节能冷却塔驱动机构上端用于捕获风能并将其转换成机械能驱动所述风机的螺旋形风力叶片；一把冷却塔内部的空气抽到外部、使冷却塔内形成负压并降温的风机；一回收冷却塔水泵所提供水流压力富余能量、并将其转换成机械能驱动所述风机的水轮机；所述的螺旋形风力叶片、风机、水轮机，三者传动轴的轴心线均处在同一条垂线上；所述的螺旋形风力叶片和水轮机输出的机械能，叠加后同时输出给风机，驱动风机工作。2.根据权利要求1所述的冷却塔的多动力混合驱动机构，其特征在于，所述的传动轴包括螺旋形风力叶片主轴和风机主轴两段，其中所述的螺旋形风力叶片主轴上段穿设在螺旋形风力叶片上，其下段通过一超越离合器与所述的风机主轴的上段联接；所述的风机主轴下段穿设在水轮机及风机内。3.根据权利要求2所述的冷却塔的多动力混合驱动机构，其特征在于，所述的螺旋形风力叶片与风力叶片主轴之间设有变速轴承，该变速轴承设有内圈、中圈和外圈，且该变速轴承的中圈固定在轴承座上；外圈与所述的风力叶片联接，内圈与所述的风力叶片主轴联接，以增大风力叶片主轴对外输出机械能时的转速，使其输出的转速在多数情况下高于风机主轴的转速，从而使该扭矩能够与水轮机输出的扭矩进行叠加后，再一起输出驱动风机运行。4.根据权利要求1所述的冷却塔的多动力混合驱动机构，其特征在于，所述水轮机包括一内部空心的涡形机壳，一设置在所述机壳内部并固定在所述风机主轴下端的叶轮；所述机壳的上表面中心位置开设由一轴孔，所述风机主轴的下段穿过所述轴孔伸进所述机壳的内腔，并与所述的叶轮连接；所述机壳上开设有与所述内腔相通的切向进水口，所述机壳下表面中心位置开设有与所述内腔相通的轴向出水口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佰满，黄栩辉，蒋润花，徐如长，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：新型
国别省市：广东,44