[實用新型]冷卻塔風機驅動專用混流式水輪機

有效

• 申請號: 200820149231.9
• 申請日: 2008-09-16
• 公開（公告）號: CN201250750Y
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 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: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B3/18;F03B11/00;F03B11/06
• 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

本實用新型涉及水輪機，特別是一種冷卻塔風機驅動專用混流式水輪機。

二、背景技術

常用的工業冷卻塔一般需要風機抽風冷卻，風機由電動機帶動減速器來驅動。在冷卻塔中，由于電機轉速較高，一般要通過減速器的減速，運行時噪聲較大，易損壞，需要經常維護，而且電機要消耗大量的電能。考慮到冷卻塔供、配水系統一般留有一定的壓力余量，這種剩余能量往往白白浪費掉。

目前，已經有一些應用于工業冷卻塔的專用水輪機專利技術，是采用雙擊式和混流式、軸流式水輪機，但分析這些技術，存在如下問題：

1、簡單把現有發電用的混流式或軸流式水輪機直接用于冷卻塔，沒有重新進行過流部件的水力設計，工作條件與冷卻塔風機參數不適應，使得水輪機工況不好，造成效率低和振動等問題。

2、水輪機結構復雜，造價高。

3、雙擊式水輪機本來在無壓條件下工作，現有技術把它用在有壓系統中，造成工作條件的完全變化，使其效率降低下、振動。因此，如何有效利用這種剩余能量來驅動冷卻塔風機，達到節能目的，減少噪音與振動呢？

三、實用新型內容

針對上述情況，為克服現有技術缺陷，本實用新型之目的就是提供一種冷卻塔風機驅動專用混流式水輪機，可有效解決利用水輪機剩余能量來驅動冷卻塔風機，實現節能、減少噪音與振動的問題。其解決的技術方案是，按照冷卻塔風機轉速的要求重新設計水輪機的過流部件。與常規水輪機相比，專用水輪機省去了活動導葉，按照無撞擊進口條件確定的固定導葉出口角保證了水輪機效率高和振動小。使其專用水輪機包括蝸殼、主軸和轉輪，主軸下端在尾水管上部的轉輪室內裝有轉輪，蝸殼與裝在轉輪室外壁上的座環固定在一起，主軸與冷卻塔風葉直聯，轉輪上部的主軸上設有密封，密封上部裝有軸承，本實用新型結構簡單新穎、安裝使用方便；節能、環保、噪音小；工作效率高；性能穩定、安全；少維護；節約運行成本，是水輪機應用上的一大創新，有顯著的經濟和社會效益。

四、附圖說明

圖1為本實用新型的結構(剖面)主視圖。

圖2為本實用新型的座環及蝸殼結構主視圖。

圖3為本實用新型的主軸、密封及軸承結構剖分剖面主視圖。

五、具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式作詳細說明。

由圖1-3所示，本實用新型包括蝸殼、主軸和轉輪，主軸7下端在尾水管4上部的轉輪室內裝有轉輪3，蝸殼1與裝在轉輪室外壁上的座環2固定在一起，主軸7與冷卻塔風葉8直聯，轉輪3上部的主軸7上設有密封5，密封5上部裝有軸承6。

由蝸殼1、座環2、轉輪3、尾水管4構成水過流結構。由主軸7、密封5和組合軸承6構成能量傳遞結構。蝸殼1采用等高梯形斷面，如圖2所示，在保證水力性能的基礎上可以減小蝸殼的平面尺寸，蝸殼采用鋼板焊接方式，便于加工。蝸殼1與座環2焊接在一起。座環2由上環9、下環10與固定導葉11構成，導葉11呈環狀對稱均置在上、下環間，上、下環采用等厚度鋼板，其特殊的出口角α按照冷卻塔的水壓、流量與風機轉速計算。水流經蝸殼、固定導葉調整方向后，以無撞擊進口狀態進入轉輪3，做功后經尾水管4排向冷卻塔布水總管。尾水管4采用鋼板構成的直錐形或圓筒形，一般由鋼板焊接而成。轉輪2通過鍵、螺母與主軸7連接。主軸7與冷卻塔風葉8直聯，驅動風機旋轉。水輪機和風機產生的軸向水推力和徑向力由組合軸承6承受，考慮到水輪機的軸向水推力和風機產生的軸向風推力，軸承6采用止推軸承和徑向軸承組成的混合軸承。水輪機密封5采用盤根式密封圈，起到防止水輪機漏水的作用。

本實用新型對傳統的冷卻塔進行技術改造，替代原風機的驅動電動機及傳動機構，可以達到節能、環保和少維護的目的。也可形成系列產品，與新型節能型冷卻塔配套，使工業冷卻塔系統更加安全高效。另外，作為冷卻塔專用的混流式水輪機，其效率、與風機參數的匹配程度、穩定性均高于雙擊式、軸流式水輪機，可廣泛應用于鋼鐵、化工、制藥、化纖、水泥、賓館、影院等各領域的冷卻系統。

本實用新型完全按照冷卻塔供配水系統的參數與風機功率、轉速的要求重新進行水輪機過流部件的設計，使之與冷卻塔參數完全匹配，達到效率高，運行穩定，振動小的目標；同時進行了水輪機的結構設計，使整體結構精簡、使用、高效，制造成本低。

本實用新型特點包括四個方面：