[发明专利]一种水动冷却塔直驱径流式水轮机

说明书

  

技术领域

本发明涉及水轮机的技术领域，具体地说涉及一种水动冷却塔直驱径流式水轮机。

  

背景技术

水轮机是将水能转换成旋转机械能的一种水力原动机。由于工业冷却塔循环管路水压需要安全余量以及水泵型号选择偏保守，冷却塔循环水系统中的水能往往有富余，就成为剩余能量。冷却塔用水轮机把剩余能量转换成绕轴旋转机械能，从而带动风机旋转，取代了风机的驱动设备电动机。 

由于冷却塔工作环境的限制，冷却塔水轮机与发电水轮机相比具有其特殊性，因此对该种水轮机的研究具有非常重要的意义。为了提高水轮机的工作效率，其中比较重要的问题是解决水轮机尺寸要适应冷却塔有限安装空间，以及与风机功率、 转速匹配等问题。 

  

发明内容

本发明目的是提供一种结构简单，加工方便，制造成本低，出力大效率高，适于大规模推广的冷却塔水轮机，高效节能的水动冷却塔直驱径流式水轮。 

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的： 

本发明的一种水动冷却塔直驱径流式水轮机，它包括蜗壳、安装在蜗壳上内部布置有导叶的座环、转轮以及直锥形尾水管，蜗壳出水口和导叶进水口、导叶出水口和转轮进水口、转轮出水口和尾水管8进水口顺次相连通，轴下端向下依次与轴承座、转轮及泄水锥连接，轴上端连接冷却风机，所述水轮机为比转速小于60m.kW的低比转速水轮机。

本发明转轮的单位转速 为常数,位于37～57之间，n为风机额定转速，H为水轮机进出水口压力差，D1为转轮进水口直径；所述转轮流道部分尺寸关系为h1与D1比值为0.095～0.105，h2与D1比值为0.218～0.228， D2与D1的比值为0.501～0.511，所述转轮包括上冠、下环、夹持在上冠和下环之间的13片弯曲叶片，所述上冠为曲面，其母线为三段不等的曲率圆弧，曲率半径R1、R2、R3与D1的比值分别为1.104～1.108、0.225～0.229、0.232～0.236；所述下环为曲面，其母线为两段不等的曲率圆弧，曲率半径R4、R5与D1的比值分别为0.385～0.389、0.194～0.198，所述弯曲叶片呈勺状，弯曲度由叶片进口安放角β1与出口安放角β2决定，β1与β2之差在之间，所述的进口安放角β1为106°～110°，出口安放角β2在-42°～-49°之间，弯曲叶片厚度相等； 

其中h1为转轮的进水口高、D1为转轮的进水口直径、h2为转轮流道高、D2为转轮的出水口直径。

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

本发明的一种水动冷却塔直驱径流式水轮机，通过合理的设计匹配，只需要知道冷却风机的额定转速n，再根据使用环境确定，由进出口压力差H可得出转轮的进水口直径D1的值，再根据转轮的进水口直径D1的值优化确定水轮机各部分最佳尺寸即可得出满足额定转速、出力要求的水轮机，本发明针对冷却塔水轮机的特点，根据转轮的进水口直径D1与冷却风机转速的关系，提供了一种合理设计水轮机的快捷途径。

本发明的一种水动冷却塔直驱径流式水轮机采用13个长的等厚度弯曲叶片的转轮，结构简单，从加工制造到安装都十分方便，水轮机整体尺寸小，设计工况效率能保持在87%以上，最优工况效率能达到91%，充分达到高效节能的目的。 

  

附图说明

图1是本发明的整体结构正视图。 

图2是本发明的蜗壳断面尺寸图。 

图3是本发明的转轮截面图。 

图4是本发明的座环截面图。 

图5是本发明的导叶三视图。 

图6是本发明的泄水锥示意图。 

图7是图6的俯视图。 

  

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述： 

如图1-4所示，本发明的一种水动冷却塔直驱径流式水轮机，它包括它包括蜗壳1、安装在蜗壳内部布置有单列环形对称导叶2的上下座环3、转轮7以及直锥形尾水管8，蜗壳1出水口和导叶2进水口、导叶2出水口和转轮7进水口、转轮7出水口和尾水管8进水口顺次相连通，轴10下端向下依次与轴承座9、转轮7以及泄水锥11相连接，轴10上端连接冷却风机，所述的水轮机转轮为低比转速转轮，比转速小于60m.kW，转轮7单位转速为常数,其范围在37～57之间，n为风机额定转速，H为水轮机进出水口压力差，D1为转轮7的进水口直径。