[發明專利]逆轉水泵驅動冷卻塔風機裝置

無效

• 申請號: 200810230482.4
• 申請日: 2008-10-20
• 公開（公告）號: CN101382142A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 陳德新;龐輝春
• 申請（專利權）人: 河南新飛紀元科技有限公司
• 主分類號: F04D25/02
• 分類號: F04D25/02;F04D29/40
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 聶孟民

一、技術領域

本發明涉及水泵、水輪機與冷卻塔設備，特別是一種專用于用水力驅動冷卻塔風機的逆轉水泵驅動冷卻塔風機裝置。

二、背景技術

目前工業冷卻塔節能改造中，常利用冷卻塔供、配水系統留有的壓力余量，用水輪機來驅動風機，替代驅動電動機及變速裝置，達到節能與少維護的目的。但水輪機屬于較特殊的機械裝置，工藝復雜，制造成本高。對于中小型冷卻塔的改造難以實現，用普通水泵逆轉作為水輪機運行，達到驅動風機運轉的目的，是一種簡易、廉價、易于實施的技術捷徑，那么如何實現這一技術目的呢？

三、發明內容

針對上述情況，本發明的目的就是提供一種利用冷卻塔供水系統剩余水能驅動風機的新型逆轉水泵驅動冷卻塔風機裝置，有效解決對中小型冷卻塔的改造，實現節約、減少維修的問題，其解決的技術方案是，包括有逆轉水泵和冷卻塔風機，布水總管上部裝逆轉水泵，逆轉水泵轉動軸同上部的主軸相連，主軸上端部裝有風機，逆轉水泵上部在主軸上裝有密封，密封上方有裝在主軸上的推力和徑向組合軸承，使水泵反過程工作，將壓力水從水泵的原出水口通入、從水泵的原進水口排出，使水泵逆轉，作為水輪機運行產生動力，驅動風機葉輪，替代原驅動電動機，運行成本低，節能、性能穩定、使用壽命長，很少維護，有良好的經濟和社會效益。

四、附圖說明

圖1為本發明的結構剖面主視圖。

圖2為本發明在冷卻塔的安裝使用狀態圖。

圖3為本發明轉輪進出口水流速度三角形，其中V₁、V₂為水流絕對速度，U₁、U₂為水流圓周速度，W₁、W₂為水流相對速度，β₁、β₂分別為進出口水流的特征角度。

圖4為本發明立式逆轉水泵驅動冷卻塔風機裝置(圖中箭頭為水流方向)。

圖5為本發明管道式逆轉水泵驅動冷卻塔風機裝置(圖中箭頭為水流方向)。

五、具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式作詳細說明。

由圖3所示，本發明包括有逆轉水泵和冷卻塔風機，布水總管6上部裝逆轉水泵1，逆轉水泵1轉動軸同上部的主軸3相連，主軸3上端部裝有風機2，逆轉水泵1上部在主軸3上裝有密封5，密封5上方有裝在主軸上的推力和徑向組合軸承4。

本發明從冷卻塔供水總管來的壓力水從逆轉水泵1的原出水口接入，壓力水驅動水泵轉輪進行反向旋轉，以水輪機方式運行，把水流能量轉變為旋轉機械能，產生的功率通過主軸直接驅動風機2。做功后的水流經水泵的原進水口排除，經管道與冷卻塔布水總管連接。

本發明在使用時，如圖4所示，把逆轉水泵1安裝在冷卻塔的配水管和風機之間即可，圖4中8為冷卻塔外殼，7為填料。本發明可有效用于立式逆轉水泵驅動冷卻塔風機(如圖4所示)和立式橫向管道式逆轉水泵逆轉驅動冷卻塔風機(如圖5所示)。

本發明的積極貢獻在于：提出逆轉水泵驅動冷卻塔風機裝置的理論，并應用于逆轉水泵的選型，實現節能與少維護，降低運行成本之目的。

水泵逆轉作為水輪機運行進行發電已有應用，但用來驅動冷卻塔風機尚未見先例，兩者有很大不同，主要是冷卻塔供水系統的參數與風機轉速對逆轉水泵具有特殊的限制。選擇水泵逆轉驅動冷卻塔風機時，其技術關鍵是用冷卻塔水系統的流量、剩余水頭與風機轉速計算水輪機的比轉速n_st，依此作為水泵的比轉速n_sp，根據比轉速n_sp的大小與冷卻塔的冷卻水流量選擇水泵型號，才能保證逆轉水泵作為水輪機運行時具有高效率。

逆轉水泵轉輪進出口速度三角形如圖5所示。工業冷卻塔系列的統計參數表明，逆轉水泵的計算比轉速應在50～70m.HP之間，當所選擇的水泵接近計算比轉速，水泵逆轉作為水輪機運行時，逆轉水泵轉輪進口水流基本是無撞擊進口、出口水流基本是法向出口狀態(法向是指圓出口的切線方向，水流動方向上的常用技術名稱)，水能在逆轉水泵中可以得到充分轉換，使逆轉水泵有較高效率。因此，用冷卻塔剩余水頭H、流量Q及風機轉速n計算水泵的比轉速n_sp，進而校核轉輪葉片的進出口水流狀態，是逆轉水泵驅動風機的理論依據。本發明把這種理論稱之為逆轉水泵驅動冷卻塔風機裝置的理論。

本發明有效用于驅動冷卻塔風機，本發明的有益效果是使用本發明技術對傳統的冷卻塔進行技術改造，替代原驅動電動機及傳動機構，可以達到節能、環保和少維護、降低運行成本之目的。

本發明完全可滿足中小型冷卻塔的要求。與目前使用的冷卻塔專用水輪機相比，本發明結構簡單、價格低廉和易于獲得的特點，用于工業冷卻塔節能改造十分方便。