[發明專利]冷卻塔風機驅動專用超低比轉速混流式水輪機轉輪

有效

• 申請號: 200910064891.6
• 申請日: 2009-05-14
• 公開（公告）號: CN101555859A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 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: F03B3/12
• 分類號: F03B3/12
• 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

本發明涉及水輪機，特別是一種冷卻塔風機驅動專用超低比轉速混流式水輪機轉輪，在不使用減速機的情況下，使水輪機轉速與冷卻塔風機匹配，實現水動力風機驅動裝置的高效、廉價與低噪聲。

二、背景技術

目前，我國尚沒有一種適用于工業冷卻塔風機專用水輪機轉輪?，F有的反擊式水輪機轉輪是為水力發電所設計的，比轉速一般在100～1000m.kW之間，單位轉速在60～150r/min之間。而冷卻塔用水輪機的比轉速需要在50～70之間，單位轉速需要在35～45之間?？梢?，發電用水輪機轉輪不適合直接用于驅動冷卻塔風機。

為了提高水輪機的效率，人們不得不增加轉速匹配器，即通過行星齒輪減速機與風機相連，由于減速機結構復雜，價格昂貴，不僅增加了水輪機裝置的造價，而且由于減速機易損壞，維護工作量較大。

上述問題嚴重困擾著水動力冷卻塔的推廣，解決問題的最好途徑是設計開發一種專用的超低比轉速混流式水輪機轉輪，與冷卻塔的水流系統及風機參數相匹配，在不設減速機的情況下可以與風機直聯。專用轉輪可以使水輪機裝置結構精簡、高效、制造成本低，又可以減少噪音與振動。

三、發明內容

針對上述情況，為克服現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種冷卻塔風機驅動專用超低比轉速混流式水輪機轉輪，可有效解決現有水輪機轉輪與冷卻塔的水流系統及風機參數相匹配，在不設減速機的情況下可以與風機直聯，使水輪機裝置結構精簡、高效、制造成本低，又可以減少噪音與振動的問題，其解決的技術方案是，包括有上冠、葉片和下環，葉片均布在上冠和下環之間，轉輪有較大的進、出口直徑比，轉輪進口直徑與轉輪出口直徑比為1.5～2.5，轉輪進口邊高度與轉輪進口直徑的比值在0.07～0.1之間，轉輪的比轉速為60-70m.kW，單位轉速為40-50r/min，構成具有超低比轉速和超低單位轉速的特性，葉片進、出口之間呈彎曲狀，其彎曲度由葉片進口安放角與葉片出口安放角之差所決定，葉片進口安放角與葉片出口安放角之差為100°-125°，葉片數為10～19片，本發明結構簡單，新穎獨特，具有超低比轉速和超低單位轉速，轉輪具有創新性的流道參數，轉輪流道有較大進、出口直徑比，葉片有較大彎曲度，有效保證了水輪機轉速與冷卻塔風機有良好的匹配性，可以使水輪機與風機直聯，同時使水流能量在轉輪中被充分利用，實現水流能量在轉輪中的高效轉換，有良好的穩定性，經濟和社會效益巨大。

四、附圖說明

圖1為本發明專用超低比轉速混流式轉輪流道。

D₁：轉輪進口直徑；D₂：轉輪出口直徑；b₁：轉輪進口邊高度；

圖2為本發明專用超低比轉速混流式轉輪截面俯視圖。

β₁：葉片進口安放角；β₂：葉片出口安放角。

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1、2所示，本發明包括有上冠1、葉片2和下環3構成的水輪機轉輪流道，葉片呈翼型斷面形狀均布在上冠1和下環3之間，轉輪有較大的進、出口直徑比，進口直徑D₁與出口直徑D₂比(D₁/D₂)為1.5～2.5，即進口直徑D₁為出口直徑的1.5～2.5倍，轉輪進口邊高度b₁與轉輪進口直徑D₁的比值(b₁/D₁)在0.07～0.1之間，該比值等于水輪機導葉的相對高度，比轉速n_s為60-70m.kW(所說的比轉速是指水頭為1m，發出1kW功率時水輪機自身的轉速)，單位轉速n₁₁為40-50r/min[所說的單位轉速是指，相當于轉輪直徑1m、水頭為1m時的水輪機轉速]，轉輪的特定參數與葉片形狀構成具有超低比轉速和超低單位轉速的結構特征，葉片2進、出口之間呈大彎度，其彎曲度由葉片進口安放角β₁與葉片出口安放角β₂之差所決定，β₁與β₂之差為100°～125°，葉片數Z為10～19片。