[發明專利]一種高效耐用的冷卻塔專用水輪機

在審

• 申請號: 201710024080.8
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106640491A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 杜德軍;杜德民
• 申請（專利權）人: 溧陽市金土地節能科技有限公司
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B11/02;F03B3/12;F03B11/06;F03B11/00;F28F25/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 高桂珍

技術領域

本發明涉及一種冷卻塔水輪機，更具體地說，涉及一種高效耐用的冷卻塔專用水輪機。

背景技術

冷卻塔是用水作為循環冷卻劑，從一系統中吸收熱量排放至大氣中，以降低水溫的裝置；其冷卻是利用水與空氣流動接觸后進行冷熱交換產生蒸汽，蒸汽揮發帶走熱量達到蒸發散熱、對流傳熱和輻射傳熱等原理來散去工業上或制冷空調中產生的余熱來降低水溫的蒸發散熱裝置，以保證系統的正常運行。

為了提高水與空氣的換熱效率，在冷卻塔內需要設置風機。傳統的冷卻塔采用電動機驅動風機抽風，而電動機需要消耗大量電能，不利于節能和環保，電動機運行時還會產生較大的噪音并伴有振動，存在一定的安全隱患。冷卻塔循環水系統中必須存在一定的富余能量，大概20％～25％，而現有的冷卻塔水輪機正是將這些“富余能量”轉換為高效的機械能，驅動風機旋轉，從而100％取代了冷卻塔傳統風機電機，達到了節能環保的目的。

目前，已經有許多應用于工業冷卻塔的專用水輪機技術，但這些水輪機中的很大一部分還是模仿大型水力發電水輪機，僅是通過一定比例縮放即應用于冷卻塔中，這樣的水輪機往往效率不高，并且使用壽命也不長，所采用的水輪機葉輪結構又較為復雜，加工難度較大。針對這些問題，也有一些新型的改進型冷卻塔水輪機出現，一定程度上而言，這些改進型冷卻塔水輪機確實起到了提高性能的作用，但在能量利用率和使用壽命上依然沒有達到理想的效果，分析原因主要有以下幾點：

(1)水輪機的葉輪設計不合理，有部分水流會對葉輪造成一定沖擊，導致水流能量利用率不高，并且容易造成水輪機沖擊震動，長此以往容易造成水輪機密封失效，造成水輪機損壞；并且現有的水輪機葉輪較為笨重，啟動速度慢，轉速低；

(2)水輪機的進出水設計不合理，水輪機的進水口大部分設計為葉輪的切向進水，這樣有助于驅動葉輪旋轉，降低對葉輪的沖擊，但進水壓力無法得到進一步提升，從而造成能量利用率降低；而由于出水口的設計不合理而造成水輪機內出水速度較低，使水輪機內形成干擾水流，阻礙葉輪轉動，使部分水流能量在水輪機內被消耗掉。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有冷卻塔水輪機存在的上述不足，提供一種高效耐用的冷卻塔專用水輪機，采用本發明的技術方案，利用合理的進出水口布置以及葉輪的結構優化，使水輪機的進水能量有效作用于葉輪的旋轉葉片上，并且通過增壓變徑流道進一步提高進水壓力，降低對葉輪的負面沖擊，從而更加高效地驅動葉輪旋轉，并且利用葉輪的集水環及集水口設計，使進入水輪機的水經過葉輪的葉片后快速向中間旋轉集中，并通過集水口快速排出，充分利用了進水能量，并減少了能量的內部消耗，大幅提高了水輪機的工作效率及使用壽命。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種高效耐用的冷卻塔專用水輪機，包括殼體、葉輪、轉軸和軸承箱，所述的葉輪通過轉軸安裝于殼體內，所述的轉軸穿過固定在殼體上的軸承箱，且轉軸與殼體之間設有軸封裝置，所述的殼體的側壁上設有一個與葉輪位置相對的進水口和兩個對置的且位于葉輪下方的出水口，所述的進水口包括扇形管和大口徑進水管，所述的扇形管的寬端沿殼體的直徑方向固定在殼體上，且扇形管內設有一沿葉輪切向方向尺寸逐漸減小的增壓變徑流道，所述的扇形管的窄端與大口徑進水管相固連；所述的葉輪包括輪盤、沿同一旋轉方向垂直固定于輪盤上并由輪盤中心向外輻射的若干葉片和固定在葉片外周上的集水環，所述的集水環與輪盤相平行，且葉片位于集水環與輪盤之間，集水環的中間形成集水口，所述的增壓變徑流道的截面形狀為矩形，且增壓變徑流道的高度與葉輪的高度一致，并沿葉輪的外圓切向正對葉輪的葉片。

更進一步地，所述的殼體內還設有一位于葉輪下方的布水腔，所述的出水口與布水腔相連通。

更進一步地，所述的葉輪的葉片為平板結構或弧形板結構。

更進一步地，所述的葉輪的輪盤與殼體的上壁、以及葉輪的外周與殼體的側壁之間留有微小的轉動間隙。

更進一步地，所述的進水口的進水方向與出水口的出水方向相垂直，且出水口包括固定在殼體側壁上的圓形出水管和連接在出水管上的出水法蘭。

更進一步地，所述的大口徑進水管上還設有進水法蘭。

更進一步地，所述的軸承箱與殼體之間還設有用于將軸承箱與殼體相分離的隔離架，該隔離架將軸承箱架空在殼體上。

更進一步地，所述的殼體、葉輪、隔離架和軸承箱的箱體的材質均采用304不銹鋼。

3.有益效果