[发明专利]冷却塔风机专用筒形冲动式水力驱动器

说明书

一、技术领域

本发明涉及水动力风机冷却塔，特别是一种专用于工业冷却塔节能技术改造或与节能型新型冷却塔配套的冷却塔风机专用筒形冲动式水力驱动器。

二、背景技术

常用的工业冷却塔节能改造中，利用冷却塔供、配水系统一般留有的压力余量，用一种水轮机来驱动冷却塔风机，可以替代原风机驱动电动机。达到节能与少维护的目的。

目前，应用于工业冷却塔的水轮机，是采用双击式水轮机、混流式水轮机或轴流式水轮机。这些类型的水轮机的工作条件与冷却塔风机参数不匹配，都存在一些不足。双击式水轮机本来在无压状态下工作，用到冷却塔的有压系统后会使水轮机能量转换的效率低下，当容量较大或水压较高时还易发生振动。轴流式或普通混流式水轮机一般比转速比较高，其转速难以与冷却塔风机匹配。一种较好的方案是采用超低比转速混流式水轮机，可使水轮机转速与风机匹配，但超低比转速混流式水轮机平面尺寸较大，影响冷却塔气流的通道。为此，有必要克服现有风机水力驱动装置的缺陷，研究出一种转速合适、结构紧凑、尺寸较小的新型冷却塔风机水力驱动装置。

三、发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明提供一种冷却塔风机专用筒形冲动式水力驱动器，可有效解决水轮机能量转换效率低、平面尺寸大和转速不匹配的问题，其解决的技术方案是，包括有引水室、导水室、涡轮和主轴，引水室下面的导水室内装有环形轴向导叶，水流由引水室直接进入导叶，经导叶改变方向后以无撞击进口方式进入其下部的涡轮室，涡轮室内装有冲动型涡轮，水流经涡轮作功后由尾水管的出水口排出，引水室、导水室、涡轮室均为同一直径，自上而下排列成圆筒状，蜗轮室上部穿过引水室经密封在涡轮主轴上装有组合轴承，涡轮主轴与风机的风机轴直连，其工作原理是，压力水流经压力管道首先进入引水室，然后进入导水室，水流经过导水室后增加水流的环量，并沿轴向均匀进入涡轮，水流在涡轮中进行能量转换，把水能变成旋转机械能，经涡轮轴带动冷却塔风机转动。这种水力驱动器为圆筒状结构，圆筒的上部是一个环形引水室，下面装有环形轴向导叶，水流由引水室直接进入导叶，经导叶改变方向后进入其下部的冲动型涡轮，从导叶出来的水流以无撞击进口方式进入涡轮叶片流道，作功后经尾水管排出。引水室、导水室、涡轮均为同一直径，自上而下排列成圆筒状，故称筒形水力驱动器。蜗轮室上部穿过引水室经密封在涡轮主轴上装有组合轴承，主轴与风机轴直连。本发明结构独特，工作原理新颖，与传统的水轮机有明显不同，传统的水轮机有冲击式和反击式，冲击式水轮机为无压工作方式，只靠动能作功，而反击式水轮机主要靠势能做功，流道为有压系统。本发明的筒形水力驱动器的涡轮为冲动式，采用汽轮机的冲动式涡轮原理进行设计，使涡轮不仅具有冲击式水轮机的特点，也具有反击式水轮机的特点，涡轮全周进水，涡轮在有压系统中工作，水流轴向进入，轴向流出。因此，过流能力强，尺寸紧凑。大弯曲度的涡轮叶片适合冷却塔供配水系统的剩余压力与流量条件，比转速和单位转速较低，与风机转速有很好的匹配性，适应驱动冷却塔风机的功率与转速要求。与现有应用于冷却塔的几种水轮机相比，效率高，尺寸小，振动轻，更适合在工业冷却塔上安装，主要用于替代原风机驱动电动机，以达到节能、安全和减少维护的目的。本发明也可应用于小型水电站。

四、附图说明

图1为本发明的结构剖面主视图

1-引水室；    2-导水室；    3-蜗轮；    4-涡轮室与尾水管；

5-主轴；      6-轴承；      7-密封；    8-风机；9-出水口；

10-尾水管

图2为环形导水室的透视图

2-导水室

五、具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1、2所示，本发明包括有引水室、导水室、涡轮和主轴，引水室1下面的导水室2内装有环形轴向导叶，水流由引水室直接进入导叶，经导叶改变方向后以无撞击进口方式进入其下部的涡轮室4，涡轮室4内装有冲动型涡轮3，水流经涡轮作功后由尾水管10的出水口9排出，引水室、导水室、涡轮室均为同一直径，自上而下排列成圆筒状，蜗轮室上部穿过引水室经密封7在涡轮主轴5上装有组合轴承6，涡轮主轴与风机8的风机轴直连。