[發(fā)明專利]直驅(qū)于大型水冷塔風(fēng)機(jī)的超低比轉(zhuǎn)速渦輪機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410362574.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN104265546A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈波;丁惠華;屈晶鈺;鄭璐;鄭源;周大慶;毛秀麗;栗文玲;馬乃緒;時(shí)志能;熊妍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué);江蘇河海嘉裕節(jié)能科技有限公司
• 主分類號(hào): F03B13/00
• 分類號(hào): F03B13/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換裝置，具體地說是涉及一種將有壓水流蘊(yùn)涵能量轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的裝置，是一種直驅(qū)于大型水冷塔風(fēng)機(jī)的超低比轉(zhuǎn)速渦輪機(jī)。

二、背景技術(shù)

在石化、冶煉等大型、特大型企業(yè)，大都使用循環(huán)水式冷卻塔以降低溫度,由于種種原因，為冷卻塔提供循環(huán)水的水泵大都留有足夠多的揚(yáng)程余量，利用這個(gè)余量設(shè)計(jì)的渦輪機(jī)的功率，足以替代冷卻塔拖動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的電機(jī)以達(dá)到節(jié)能的目的。

冷卻塔內(nèi)部空間狹小，因此拖動(dòng)風(fēng)機(jī)的渦輪機(jī)應(yīng)盡可能的小巧、高效。根據(jù)冷卻塔循環(huán)水提供的流量、轉(zhuǎn)速和富裕水頭，其折算成渦輪機(jī)的單位比轉(zhuǎn)速在40~70之間，根據(jù)常規(guī)渦輪機(jī)型譜，與如此低的比轉(zhuǎn)速相適應(yīng)的渦輪機(jī)機(jī)型應(yīng)該在沖擊式和混流式之間選型，但由于工作于此種情況下的渦輪機(jī)的尾水出口為有壓出水，而沖擊式渦輪機(jī)在有壓尾水的工作環(huán)境下，其效率太低（一般不高于75%）其軸功率無法滿足要求，由于比轉(zhuǎn)速太低，普通混流式渦輪機(jī)的水平尺寸太大，直接影響冷卻塔的通風(fēng)效果，進(jìn)而影響冷卻塔的冷卻效果；因此，改變普通混流式渦輪機(jī)的設(shè)計(jì)方法，專門設(shè)計(jì)一種直驅(qū)于大型水冷塔風(fēng)機(jī)的超低比轉(zhuǎn)速渦輪機(jī)，其主軸與冷卻塔的冷卻風(fēng)機(jī)直接相聯(lián)，以保證冷卻塔的通風(fēng)順暢和風(fēng)機(jī)功率的要求，并達(dá)到節(jié)能的目的。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種小巧、高效的直驅(qū)于大型水冷塔風(fēng)機(jī)的超低比轉(zhuǎn)速渦輪機(jī)。

本裝置利用流體機(jī)械、流體力學(xué)等理論制作的，將冷卻塔循環(huán)水的富裕水頭（揚(yáng)程），通過進(jìn)水段中的蝸殼和導(dǎo)柵轉(zhuǎn)化為一定流速和一定方向的速度水流，進(jìn)而切向沖入位于作功段中的渦輪機(jī)渦輪上的槳柵，推動(dòng)渦輪機(jī)渦輪圍繞渦輪機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)，并拖動(dòng)與渦輪機(jī)主軸直聯(lián)的水冷塔風(fēng)機(jī)，以風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)做功，流出作功段的乏水流入尾水段，并在尾水段中完成循環(huán)水中的其余部分富裕水頭的轉(zhuǎn)化。

本發(fā)明的目的是通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種直驅(qū)于大型水冷塔風(fēng)機(jī)的超低比轉(zhuǎn)速渦輪機(jī)，包括進(jìn)水段、作功段和尾水段三部分組成，進(jìn)水段由蝸殼1、座環(huán)2組成，作功段由上冠3、渦輪室側(cè)壁4、渦輪機(jī)渦輪5、渦輪機(jī)主軸6、下蓋7組成，尾水段由尾水管8、尾水連接管9組成；其特征在于蝸殼1的進(jìn)水口10與進(jìn)水塔循環(huán)水總管通過標(biāo)準(zhǔn)法蘭連接，

蝸殼1的出水采用的軸向的圓環(huán)形出水方式，該圓環(huán)形出水連接端11通過螺栓與座環(huán)2的進(jìn)水端連接；座環(huán)2的出水端的外側(cè)通過螺栓與蝸輪室側(cè)壁4的上端法蘭連接，座環(huán)2出水端的內(nèi)側(cè)通過螺栓與上冠3連接；上冠3中間部分的上面是一中空的圓柱形軸承室13，渦輪機(jī)主軸6通過一對(duì)軸承14安裝于上冠3的軸承室13中，上冠3的圓盤外側(cè)部通過螺栓與座環(huán)2下端的內(nèi)側(cè)鏈接；蝸輪室側(cè)壁4的下端法蘭與尾水管8的上端外側(cè)法蘭通過螺栓連接，蝸輪室側(cè)壁4的上端法蘭通過螺栓與座環(huán)3下端的外側(cè)連接；下蓋7是一個(gè)圍成蝸輪室腔體的類圓盤構(gòu)件，其外側(cè)部通過螺栓與尾水管8上端內(nèi)側(cè)法蘭連接；渦輪機(jī)渦輪5的外側(cè)部焊接由槳葉15組成的的槳柵，槳柵的外側(cè)焊接一圓環(huán)形的固定環(huán)，渦輪機(jī)渦輪5中部的輪轂16通過鍵和螺栓與渦輪機(jī)主軸6的下部連接；渦輪機(jī)主軸6的中間部分通過一對(duì)軸承14安裝于上冠3的圓柱形軸承室13中，渦輪機(jī)主軸6的上部通過鍵與冷卻塔風(fēng)機(jī)相連；尾水管8的上端內(nèi)側(cè)法蘭通過螺栓與下蓋7連接，尾水管8的上端外側(cè)法蘭通過螺栓與蝸輪室側(cè)壁4的下端法蘭連接，尾水管8的下端法蘭通過螺栓與尾水連接管9的上端法蘭連接；尾水連接管9下端的四個(gè)褲狀連接管18的法蘭通過螺栓與冷卻塔布水管連接。

所述的直驅(qū)于大型水冷塔風(fēng)機(jī)的超低比轉(zhuǎn)速渦輪機(jī)，其特征在于所述的蝸殼1是按照等漸變圓形面積變化的、圍繞渦輪機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)一周的蝸殼狀結(jié)構(gòu),這些等漸變圓簇的圓心軌跡位于距渦輪機(jī)主軸相同距離的圓柱面上；蝸殼1的正下方是一個(gè)位于同一個(gè)渦輪機(jī)軸截面的、等寬圓環(huán)形出水口，這個(gè)圓環(huán)形出水口的下端焊接有圓環(huán)形下出水連接端11，等漸變圓簇的圓心距渦輪機(jī)主軸的距離與圓環(huán)形下出水連接端11的中心直徑、座環(huán)2導(dǎo)柵的中心直徑、渦輪機(jī)渦輪5槳柵的中心直徑相同。?

所述的直驅(qū)于大型水冷塔風(fēng)機(jī)的超低比轉(zhuǎn)速渦輪機(jī)，其特征在于所述的座環(huán)2是由兩個(gè)同軸的、中間焊接導(dǎo)葉12的類圓筒形結(jié)構(gòu)，座環(huán)2插進(jìn)蝸殼部分的上端部分內(nèi)側(cè)過流通道為喇叭口形狀。