[實用新型]水輪機高效出水裝置

有效

• 申請號: 201520143212.5
• 申請日: 2015-03-13
• 公開（公告）號: CN204553057U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 周學福;盛恒平
• 申請（專利權）人: 周學福;盛恒平
• 主分類號: F03B11/02
• 分類號: F03B11/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭;徐冬濤

技術領域

?????本實用新型屬于一種水輪機技術，尤其是一種用于替代電機帶動風扇轉動的冷卻塔用水輪機，具體地說是一種水輪機高效出水裝置。

背景技術

冷卻塔是很多行業的重要設備，以前通過電機帶動風機的轉動，電能消耗大，成本高。當前流行的方法是采用水輪機替代電機，利用進塔水的富余能量來推動水輪機的轉動，節能效果非常明顯，企業有很強的意愿用水輪機替換電機，市場前景廣闊。

但是，由于這些冷卻塔是根據以前的標準設計的，采用水輪機替換電機時，現有水動風機冷卻塔風筒內風機與機座空間有限，嚴重影響水輪機的出水效率。

現有的解決方法是對冷卻塔的結構進行部分改造，或者設計專門的水輪機，但是這些方法周期長、效率低，且成本高。

由于現有的冷卻塔改造過程中使用的出水結構均為中出水管垂直安裝，而與出水管相連以便將冷卻水排出的排出管則與出水管正交安裝，而從水輪機蝸殼中排出的水在出水管中是以旋流的方式下落的，即，冷卻水邊在出水管中旋轉邊在重力的作用下下降，冷卻水到達排水管時不是以正交的方式進入排水管而是以一個旋流角度斜沖進排水管造成排水不暢，冷卻水原有的動能不僅不能起到加速排放的效果，反而會增加流阻，對此，人們并未引起重視和利用，因此如何充分利用冷卻水原有的動能來提高出水效率則大有可為。

實用新型內容

本實用新型目的是針對現有的冷卻塔用水輪機出水效率不高，冷卻水的旋轉動能未能充分利用的問題，設計一種水輪機高效出水裝置。

本實用新型的技術方案是：

一種水輪機高效出水裝置，其特征是在水輪機出水管的出水端周向連接至少兩個起旋流作用的弧形排水管，使原本出水管中邊旋轉邊向下并從與出水管正交的排水管排出的冷卻水在旋轉動能的作用下沿與出水管非正交的弧形排水管以旋流的方式排出，以減小冷卻水流出排水管出的流阻，提高排水效率。

所述弧形排水管的旋流角度與水輪機轉輪的角度對應設置。

所述弧形排水管為4個。

所述的弧形排水管中旋流水的旋流角ɑ滿足以下條件：ɑ=arctg(4L/D)；

式中：ɑ是指直線Sm與mn的夾角，其中Sm是出水管垂直管徑中點m、弧形排水管外弧與出水管的交點S的連線，mn是出水管垂直管徑中點m，弧形排水管弧開中心線與出水管的交點n的連線，L為出水管垂直管徑中點m離p點的直線距離，p點是mn的延長線與弧形排水管弧開中心線的交點，D為出水管的管徑；出水管管徑滿足以下條件：

D=2000(Q/3.14V₁)^1/2

式中：D—出水管直徑（mm）

??????Q—水輪機出水量（m³/s）

?????????V₁—出水管中水的流速（m/s），按管徑和流量確定V₁的取值在1.8～2.2m/s之間；

所述的弧形排水管的管徑滿足以下條件：

d=2000(Q/12.56V₂)^1/2

式中：d—旋流管直徑（mm）

??????Q—水輪機出水量（m³/s）

??????V₂—弧形排水管中水的流速（m/s），按管徑和流量確定V₂的取值在1.8～2.2m/s之間。

本實用新型的有益效果：

本實用新型首次明確了造成水輪機出水效率不高的原因是旋轉動能的浪費，所提供的方法和裝置能充分利用冷卻水的旋轉能動，使排水方向順應水流原來的方向，在不改變原有結構和尺寸的前提下能明顯提高出水效率和出水量。

本實用新型在提高出水效率的同時，還能明顯減小水流對排水管的局部沖出，延長水管的使用壽命。

本實用新型能夠減少出水流阻，提高出水效率，從而能夠在有限的空間中安裝水輪機且水輪機的出水效率能夠滿足工程需求。

附圖說明

圖1是本實用新型的側視圖。

圖2是本實用新型的剖視圖。

圖3是實用新型的旋流角示意圖。

圖中1為水輪機出水管，2為出水旋流管，3為與水輪機對接法蘭，r表示水輪機出水旋流方向。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。

實施例一。

如圖2-3所示。