[發明專利]一種水動冷卻塔直驅徑流式水輪機

有效

• 申請號: 201310332529.9
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103953491A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 周大慶;鄭源;張曉石;屈波;張在濱;柳沖;丁惠華;陳洋
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B3/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

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技術領域

本發明涉及水輪機的技術領域，具體地說涉及一種水動冷卻塔直驅徑流式水輪機。

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背景技術

水輪機是將水能轉換成旋轉機械能的一種水力原動機。由于工業冷卻塔循環管路水壓需要安全余量以及水泵型號選擇偏保守，冷卻塔循環水系統中的水能往往有富余，就成為剩余能量。冷卻塔用水輪機把剩余能量轉換成繞軸旋轉機械能，從而帶動風機旋轉，取代了風機的驅動設備電動機。?

由于冷卻塔工作環境的限制，冷卻塔水輪機與發電水輪機相比具有其特殊性，因此對該種水輪機的研究具有非常重要的意義。為了提高水輪機的工作效率，其中比較重要的問題是解決水輪機尺寸要適應冷卻塔有限安裝空間，以及與風機功率、?轉速匹配等問題。?

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發明內容

本發明目的是提供一種結構簡單，加工方便，制造成本低，出力大效率高，適于大規模推廣的冷卻塔水輪機，高效節能的水動冷卻塔直驅徑流式水輪。?

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：?

本發明的一種水動冷卻塔直驅徑流式水輪機，它包括蝸殼、安裝在蝸殼上內部布置有導葉的座環、轉輪以及直錐形尾水管，蝸殼出水口和導葉進水口、導葉出水口和轉輪進水口、轉輪出水口和尾水管8進水口順次相連通，軸下端向下依次與軸承座、轉輪及泄水錐連接，軸上端連接冷卻風機，所述水輪機為比轉速小于60m.kW的低比轉速水輪機。

本發明轉輪的單位轉速?為常數,位于37～57之間，n為風機額定轉速，H為水輪機進出水口壓力差，D1為轉輪進水口直徑；所述轉輪流道部分尺寸關系為h1與D1比值為0.095～0.105，h2與D1比值為0.218～0.228，?D2與D1的比值為0.501～0.511，所述轉輪包括上冠、下環、夾持在上冠和下環之間的13片彎曲葉片，所述上冠為曲面，其母線為三段不等的曲率圓弧，曲率半徑R1、R2、R3與D1的比值分別為1.104～1.108、0.225～0.229、0.232～0.236；所述下環為曲面，其母線為兩段不等的曲率圓弧，曲率半徑R4、R5與D1的比值分別為0.385～0.389、0.194～0.198，所述彎曲葉片呈勺狀，彎曲度由葉片進口安放角β1與出口安放角β2決定，β1與β2之差在之間，所述的進口安放角β1為106°～110°，出口安放角β2在-42°～-49°之間，彎曲葉片厚度相等；?

其中h1為轉輪的進水口高、D1為轉輪的進水口直徑、h2為轉輪流道高、D2為轉輪的出水口直徑。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：?

本發明的一種水動冷卻塔直驅徑流式水輪機，通過合理的設計匹配，只需要知道冷卻風機的額定轉速n，再根據使用環境確定，由進出口壓力差H可得出轉輪的進水口直徑D1的值，再根據轉輪的進水口直徑D1的值優化確定水輪機各部分最佳尺寸即可得出滿足額定轉速、出力要求的水輪機，本發明針對冷卻塔水輪機的特點，根據轉輪的進水口直徑D1與冷卻風機轉速的關系，提供了一種合理設計水輪機的快捷途徑。

本發明的一種水動冷卻塔直驅徑流式水輪機采用13個長的等厚度彎曲葉片的轉輪，結構簡單，從加工制造到安裝都十分方便，水輪機整體尺寸小，設計工況效率能保持在87%以上，最優工況效率能達到91%，充分達到高效節能的目的。?

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附圖說明

圖1是本發明的整體結構正視圖。?

圖2是本發明的蝸殼斷面尺寸圖。?

圖3是本發明的轉輪截面圖。?

圖4是本發明的座環截面圖。?

圖5是本發明的導葉三視圖。?

圖6是本發明的泄水錐示意圖。?

圖7是圖6的俯視圖。?

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具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述：?

如圖1-4所示，本發明的一種水動冷卻塔直驅徑流式水輪機，它包括它包括蝸殼1、安裝在蝸殼內部布置有單列環形對稱導葉2的上下座環3、轉輪7以及直錐形尾水管8，蝸殼1出水口和導葉2進水口、導葉2出水口和轉輪7進水口、轉輪7出水口和尾水管8進水口順次相連通，軸10下端向下依次與軸承座9、轉輪7以及泄水錐11相連接，軸10上端連接冷卻風機，所述的水輪機轉輪為低比轉速轉輪，比轉速小于60m.kW，轉輪7單位轉速為常數,其范圍在37～57之間，n為風機額定轉速，H為水輪機進出水口壓力差，D1為轉輪7的進水口直徑。