[實用新型]一種用于水冷卻塔系統的小型混流式水輪機

有效

• 申請號: 201320159797.0
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN203214227U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 鄭源;朱飛;史金華;李江;范小娟;楊春霞
• 申請（專利權）人: 河海大學;南京河?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: F03B3/00
• 分類號: F03B3/00;F03B3/12;F03B3/18;F03B11/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域

本實用新型涉及一種水冷卻塔系統，特別是涉及一種用于水冷卻塔系統的小型混流式水輪機。

背景技術

隨著我國能源動力技術的快速發展，水輪機既可與水電站發電機配套作為發電的關鍵設備，還可用于水冷卻塔系統吸收水余壓轉換為機械能，替代水冷卻塔系統中的電機，這已成為當今水輪機拓展應用的新趨勢。但用于水冷卻塔系統的水輪機與用于水電站發電機配套的傳統水輪機相比，在比轉速、結構和工作參數等方面有較大的差異和更高的要求，因此近幾年來該領域不斷地研究出雙擊貫流式節能水輪機、沖擊式節能水輪機、高比轉速和低比轉速混流式水輪機等用于水冷卻塔系統的多款式小型水輪機。雖然這些新款水輪機能夠在一定程度上體現提升節能、出力大和效率高等方面的要求，但還存在增幅不夠大、主要部件制造工藝要求高、整機制造成本高等問題。

中國專利申請200710036684.0公開了“一種雙擊式蛙鳴狀水輪機”,該方案以設置機殼其余兩側并位于水輪機進水口與出水口之間的渦流腔來提高水輪機的效率,以便能夠更好地適用于冷卻塔在較小的水頭情況下使用，但還存在如下不足，一是該水輪機轉輪內的水做無壓流動，使其水力性能不穩定、運行效率偏低；二是該水輪機的結構較復雜，不利于批量制造。

中國專利申請200910028482.0公開了“一種超低比轉速混流式水輪機”，該方案以采用低比轉速水輪機葉片為翼型葉片、梯形金屬蝸殼為水輪機蝸殼，解決現有技術中低速混流式水輪機效率低、結構復雜的問題，但還存在如下不足，一是該翼型葉片的制造工藝復雜，尺寸精度難以保證，影響運行效率；二是采用梯形蝸殼和翼型葉片的水輪機制造成本高，不利于推廣使用。

如何克服現有技術的不足已成為當今水冷卻塔系統技術領域中亟待解決關鍵難題。

發明內容

本實用新型的目的是為克服現有技術的不足而提供一種用于水冷卻塔系統的小型混流式水輪機，本實用新型的水輪機具有運行效率高、水力性能好和制造成本低等優點，能夠滿足驅動水冷卻塔系統中風機的需要。

根據本實用新型提出的一種用于水冷卻塔系統的小型混流式水輪機，包括由蝸殼、導葉、轉輪和尾水管順次連接，且所述的蝸殼、導葉、轉輪和尾水管的中心在同一豎直軸線上，其特征在于還包括在轉輪上冠與轉輪下環之間設置扭曲葉片，該扭曲葉片在垂直于骨面方向上的厚度均相等，扭曲葉片厚度B1與扭曲葉片進水高度B2的比值為0.1～0.15，扭曲葉片進水高度B2與導葉的高度B3相同，扭曲葉片進水高度B2與轉輪進水口直徑D1的比值為0.1～0.2，蝸殼的徑向斷面為矩形。

本實用新型的工作原理在于：通常在水冷卻塔系統的循環冷卻水出口有4~15m的富余水頭，利用水輪機將余壓轉換為機械能，水輪機的轉動會帶動安裝在水輪機上方的風機旋轉，從而來達到制冷的目的。本實用新型通過保證水輪機轉輪上冠與下環的葉片在垂直于骨面方向上厚度均相等，這樣在轉輪的空間上就有了扭曲度，可提高葉片前后的壓差；將水輪機蝸殼的徑向斷面為矩形，且各斷面具有相同的寬高比，可使水流順暢且軸對稱地引向導葉；通過采用負曲度導葉，并保持導葉出口角在一定范圍內，增加轉輪前的環量；采用直錐形尾水管可配合轉輪將水流導向下游。

本實用新型與現有技術相比其顯著的效果是：一是本實用新型水輪機結構的綜合協同性能好，運行效率高達70%以上，最高可達85%以上；水力性能優越，以流量3000t/h水輪機、轉速149r/min為例，出力可達到95.8kW。二是本實用新型采用等厚扭曲葉片和矩形蝸殼制造的小型混流式水輪機，工藝簡單可靠，僅用鋼板模壓便可進行葉片的批量制造，制造成本降低20%以上。三是本實用新型采用高寬比較大的矩形斷面蝸殼，在保證水輪機性能的基礎上，進一步縮小了水輪機平面尺寸，減少了對風量的影響。本實用新型的整機性能完全能夠滿足驅動水冷卻塔系統中風機的需要。

附圖說明

圖1本實用新型的小型混流式水輪機的剖面圖。

圖2本實用新型的小型混流式水輪機的轉輪俯視圖。

圖3本實用新型的小型混流式水輪機的扭曲葉片俯視圖。

圖4本實用新型的小型混流式水輪機的蝸殼俯視圖。

圖5本實用新型的小型混流式水輪機的導葉俯視圖。

圖6本實用新型的小型混流式水輪機的導葉設置示意圖。

圖7本實用新型在水冷卻塔系統中的運行流程示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本實用新型的具體實施方式作進一步的詳細說明。