[发明专利]无固定导叶的冷却塔专用超低比速混流式水轮机

说明书

技术领域

本发明涉及水轮机，特别是一种无固定导叶的冷却塔专用超低比速混流式水轮机。

背景技术

水轮机是工业生产中冷却塔常用的配套设备，目前的水轮机由于结构上存在的问题，使用中效率低，水资源浪费大，特别是目前已有的冷却塔驱动风机专用超低比速混流式水轮机的座环都包含固定导叶，而导叶水力损失占整体水力损失的比重较大。如翼型导叶对水流的排挤作用使导叶内流速高达12-13m/s，座环水力损失较大，可达到10%以上；而等厚度导叶座环对水流的排挤作用，会使最高流速达14m/s以上，导致座环水力损失高达14%-15%。总体效率低，水资源浪费严重。特别是对于超低比速混流式水轮机,由于导叶高度很小,给铸造或焊接带来极大的困难。因此，如何有效解决水轮机加工生产和降低座环引起的水力损失，提高水轮机的水力效率是必需解决的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种无固定导叶的冷却塔专用超低比速混流式水轮机，可有效解决座环加工生产的问题并能降低座环引起的水力损失，从而提高水轮机的水力效率。

本发明解决的技术方案是，包括蜗壳式引水室和与蜗壳式引水室相连的无固定导叶的座环，无固定导叶的座环内装有比转速为40-60m.kw的超低比速混流式转轮，压力水流由蜗壳的进口流入，流经无固定导叶的座环，然后流入超低比速混流式水轮机转轮，最后再由转轮出口流入到尾水管，超低比速混流式转轮所需环量由蜗壳和无导叶的座环共同形成，消除导叶绕流的水力损失和导叶对水流的排挤作用，改善座环中的流动，座环内流速均匀，座环水力损失大为减小；因座环损失减少，水轮机效率得到大幅度提高。

本发明结构简单，效率高，便于制造和安装，水力损失小，效率高。

附图说明

图1为本发明的结构主视图。

图2为本发明图1中A-A剖面主视图。

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，本发明包括蜗壳式引水室1和与蜗壳式引水室相连的无固定导叶的座环2，无固定导叶的座环内装有比转速为40-60m.kw的超低比速混流式转轮3，压力水流由蜗壳1的进口流入，流经无固定导叶的座环2，然后流入超低比速混流式水轮机转轮3，最后再由转轮出口流入到尾水管，超低比速混流式转轮所需环量由蜗壳和无导叶的座环共同形成，消除导叶绕流的水力损失和导叶对水流的排挤作用，改善座环中的流动，座环内流速均匀，座环水力损失大为减小；因座环损失减少，水轮机效率得到大幅度提高。

为保证无导叶座环具有足够的强度和刚度并满足承受水轮机转动部件重量的要求，所述的蜗壳断面为圆形，并采用铸造方式，其厚度比有固定导叶要大一些，具体的厚度要通过强度和刚度的计算来确定。

本发明使用时，压力水流由铸造蜗壳1的进口流入，流经无固定导叶的座环2，然后流入超低比速混流式水轮机转轮3，最后再由转轮出口流入到尾水管。水轮机所需要的环量由蜗壳1、无导叶的座环2来形成。因无固定导叶，去除了导叶绕流损失和导叶对水流的排挤作用，提高了座环的水力效率，因此也提高了水轮机的整体效率。

由上述情况可以看出，本发明无固定导叶的冷却塔专用超低比速混流式水轮机装置的特点是效率高、结构简单、便于制造与安装。为此，在满足水轮机强度要求的前提下，为达到冷却塔风机驱动功率的要求，在设计冷却塔专用超低比速混流式水轮机时，去掉了冷却塔专用超低比速混流式水轮机座环中的固定导叶，以减少座环的水力损失并便于加工；而超低比速混流式水轮机的转轮所需的环量则通过减小蜗壳断面面积并加大断面中心距的方法，由蜗壳、无导叶座环形成。同时，因无固定导叶支撑，设计时要通过计算来确定蜗壳的厚度（往往要增加蜗壳和座环的厚度）以满足水轮机组的强度和刚度要求。去掉活动导叶，有压水流直接由蜗壳经座环流入转轮，再由尾水管流出，大大减少了水流的损失，并提高了水资源的利用率和工作效率，并经实际应用得到了有效的证明，有关实验应用情况如下：