專利名稱：冷卻塔風(fēng)機(jī)驅(qū)動專用超低比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水輪機(jī)，特別是一種冷卻塔風(fēng)機(jī)驅(qū)動專用超低比轉(zhuǎn)速混流式水 輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，在不使用減速機(jī)的情況下，使水輪機(jī)轉(zhuǎn)速與冷卻塔風(fēng)機(jī)匹配，實(shí)現(xiàn) 水動力風(fēng)機(jī)驅(qū)動裝置的高效、廉價與低噪聲。
二背景技術(shù)：
目前，我國尚沒有一種適用于工業(yè)冷卻塔風(fēng)機(jī)專用水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪?，F(xiàn)有的反
擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪是為水力發(fā)電所設(shè)計的，比轉(zhuǎn)速一般在100 1000m.kW之間， 單位轉(zhuǎn)速在60~150r/min之間。而冷卻塔用水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速需要在50 70之間， 單位轉(zhuǎn)速需要在35 45之間?？梢?，發(fā)電用水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪不適合直接用于驅(qū)動冷 卻塔風(fēng)機(jī)。
為了提高水輪機(jī)的效率，人們不得不增加轉(zhuǎn)速匹配器，即通過行星齒輪減 速機(jī)與風(fēng)機(jī)相連，由于減速機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，不僅增加了水輪機(jī)裝置的 造價，而且由于減速機(jī)易損壞，維護(hù)工作量較大。
上述問題嚴(yán)重困擾著水動力冷卻塔的推廣，解決問題的最好途徑是設(shè)計開 發(fā)一種專用的超低比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，與冷卻塔的水流系統(tǒng)及風(fēng)機(jī)參數(shù) 相匹配，在不設(shè)減速機(jī)的情況下可以與風(fēng)機(jī)直聯(lián)。專用轉(zhuǎn)輪可以使水輪機(jī)裝置 結(jié)構(gòu)精簡、高效、制造成本低，又可以減少噪音與振動。
三
發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種冷卻 塔風(fēng)機(jī)驅(qū)動專用超低比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，可有效解決現(xiàn)有水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪與 冷卻塔的水流系統(tǒng)及風(fēng)機(jī)參數(shù)相匹配，在不設(shè)減速機(jī)的情況下可以與風(fēng)機(jī)直聯(lián)， 使水輪機(jī)裝置結(jié)構(gòu)精簡、高效、制造成本低，又可以減少噪音與振動的問題， 其解決的技術(shù)方案是，包括有上冠、葉片和下環(huán)，葉片均布在上冠和下環(huán)之間， 轉(zhuǎn)輪有較大的進(jìn)、出口直徑比，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑與轉(zhuǎn)輪出口直徑比為1.5 2.5，轉(zhuǎn) 輪進(jìn)口邊高度與轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑的比值在0.07 0.1之間，轉(zhuǎn)輪的比轉(zhuǎn)速為 60-70m.kW，單位轉(zhuǎn)速為40-50r/min，構(gòu)成具有超低比轉(zhuǎn)速和超低單位轉(zhuǎn)速的特 性，葉片進(jìn)、出口之間呈彎曲狀，其彎曲度由葉片進(jìn)口安放角與葉片出口安放角之差所決定，葉片進(jìn)口安放角與葉片出口安放角之差為100° -125° ，葉片數(shù)
為10~19片，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，新穎獨(dú)特，具有超低比轉(zhuǎn)速和超低單位轉(zhuǎn)速，
轉(zhuǎn)輪具有創(chuàng)新性的流道參數(shù)，轉(zhuǎn)輪流道有較大進(jìn)、出口直徑比，葉片有較大彎 曲度，有效保證了水輪機(jī)轉(zhuǎn)速與冷卻塔風(fēng)機(jī)有良好的匹配性，可以使水輪機(jī)與 風(fēng)機(jī)直聯(lián)，同時使水流能量在轉(zhuǎn)輪中被充分利用，實(shí)現(xiàn)水流能量在轉(zhuǎn)輪中的高 效轉(zhuǎn)換，有良好的穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大。
四

圖1為本發(fā)明專用超低比轉(zhuǎn)速混流式轉(zhuǎn)輪流道。
D1:轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑；D2:轉(zhuǎn)輪出口直徑；b1:轉(zhuǎn)輪進(jìn)口邊高度； 圖2為本發(fā)明專用超低比轉(zhuǎn)速混流式轉(zhuǎn)輪截面俯視圖。 A :葉片進(jìn)口安放角； / 2:葉片出口安放角。
五具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明。
由圖l、 2所示，本發(fā)明包括有上冠l、葉片2和下環(huán)3構(gòu)成的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪 流道，葉片呈翼型斷面形狀均布在上冠1和下環(huán)3之間，轉(zhuǎn)輪有較大的進(jìn)、出 口直徑比，進(jìn)口直徑D,與出口直徑D2比(D,/D2)為1.5~2.5，即進(jìn)口直徑D, 為出口直徑的1.5~2.5倍，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口邊高度l^與轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑D,的比值(b,/D,) 在0.07 (U之間，該比值等于水輪機(jī)導(dǎo)葉的相對高度，比轉(zhuǎn)速化為60-70m.kW (所說的比轉(zhuǎn)速是指水頭為lm，發(fā)出lkW功率時水輪機(jī)自身的轉(zhuǎn)速)，單位轉(zhuǎn) 速n，,為40-50r/min[所說的單位轉(zhuǎn)速是指，相當(dāng)于轉(zhuǎn)輪直徑lm、水頭為lm時 的水輪機(jī)轉(zhuǎn)速]，轉(zhuǎn)輪的特定參數(shù)與葉片形狀構(gòu)成具有超低比轉(zhuǎn)速和超低單位轉(zhuǎn) 速的結(jié)構(gòu)特征，葉片2進(jìn)、出口之間呈大彎度，其彎曲度由葉片進(jìn)口安放角(3, 與葉片出口安放角P2之差所決定，(^與P2之差為100° 125° ，葉片數(shù)Z為 10 19片。
為了保證轉(zhuǎn)輪的特性符合冷卻塔風(fēng)機(jī)的要求，所說的葉片2進(jìn)口安放角卩, 為125 145° ，葉片2出口安放角(32為20 25° ，葉片的大彎曲度，保證了轉(zhuǎn) 輪的低單位轉(zhuǎn)速特性，使水輪機(jī)轉(zhuǎn)速與冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速有好的匹配性，使水輪 機(jī)可以與風(fēng)機(jī)直聯(lián)，并能夠使水流能量在轉(zhuǎn)輪中被充分利用；所說的葉片進(jìn)口
4方向與圓周方向的夾角為125 145° ，葉片出口方向與圓周方向的夾角為20 25° 。
由上述結(jié)構(gòu)給出，本發(fā)明的積極貢獻(xiàn)在于
1、 所設(shè)計制作的轉(zhuǎn)輪具有冷卻塔風(fēng)機(jī)驅(qū)動水輪機(jī)所需要的比轉(zhuǎn)速與單位轉(zhuǎn) 速，這些參數(shù)可以保證在--般工業(yè)冷卻塔水力參數(shù)條件下，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速恰好 與冷卻塔風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相匹配，可以實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)與風(fēng)機(jī)的直聯(lián)，免除減速機(jī)的使 用。
2、 專用轉(zhuǎn)輪獨(dú)特的流道與葉片形狀，使轉(zhuǎn)輪具備了超低比轉(zhuǎn)速和超低單位 轉(zhuǎn)速的特性，并具有良好的水力性能，不僅使其轉(zhuǎn)速與風(fēng)機(jī)相匹配，而且保證
r水流能量在轉(zhuǎn)輪中有良好的流態(tài)，轉(zhuǎn)輪效率高且低振動。
3、 使用本發(fā)明水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，可以實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)與冷卻塔風(fēng)機(jī)直聯(lián)，僅省略行 呈齒輪減速機(jī)一項，就可以使水輪機(jī)裝置的成本降低1/3，其經(jīng)濟(jì)性是非常顯著 的，并增加了其可靠性與免維護(hù)性。應(yīng)用范圍廣，特別是工業(yè)冷卻塔節(jié)能改造 急需這樣的專用轉(zhuǎn)輪，經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大。
權(quán)利要求
1、一種冷卻塔風(fēng)機(jī)驅(qū)動專用超低比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，包括行上冠(1)、葉片(2)和下環(huán)(3)，葉片均布在上冠(1)和下環(huán)(3)之間，其特征在于，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑D1與轉(zhuǎn)輪出口直徑D2比為1.5～2.5，即進(jìn)口直徑D1為出口直徑的1.5～2.5倍，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口邊高度b1與轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑D1的比值在0.07～0.1之間，該比值等于水輪機(jī)導(dǎo)葉的相對高度，上冠(1)、葉片(2)和下環(huán)(3)構(gòu)成轉(zhuǎn)輪流道，轉(zhuǎn)輪比轉(zhuǎn)速ns為60～70m.kW，單位轉(zhuǎn)速n11為40～50r/min，構(gòu)成具有超低比轉(zhuǎn)速和超低單位轉(zhuǎn)速結(jié)構(gòu)特征，葉片(2)進(jìn)、出口之間呈彎曲狀，其彎曲度由葉片進(jìn)口安放角β1與葉片出口安放角β2之差所決定，葉片進(jìn)口安放角β1與葉片出口安放角β2之差為100～125°，葉片數(shù)Z為10～19片。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻塔風(fēng)機(jī)驅(qū)動專用超低比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn) 輪，其特征在于，所說的葉片進(jìn)口安放角^為125 145° ，葉片出口安放角卩2 為20 25° ，葉片進(jìn)口與出口端形成大的彎曲度，保證水輪機(jī)轉(zhuǎn)速與冷卻塔風(fēng)機(jī) 轉(zhuǎn)速有好的匹配性，使水輪機(jī)與風(fēng)機(jī)直聯(lián)，水流能量在轉(zhuǎn)輪中被充分利用。
全文摘要
本發(fā)明涉及冷卻塔風(fēng)機(jī)驅(qū)動專用超低比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，有效解決水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪與冷卻塔的水流系統(tǒng)及風(fēng)機(jī)參數(shù)相匹配，減少噪音與振動的問題，其結(jié)構(gòu)是，葉片均布在上冠和下環(huán)之間，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑與轉(zhuǎn)輪出口直徑比為1.5～2.5，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口邊高度與轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑的比值在0.07～0.1，轉(zhuǎn)輪的比轉(zhuǎn)速為60-70m.kW，單位轉(zhuǎn)速為40-50r/min，構(gòu)成具有超低比轉(zhuǎn)速和超低單位轉(zhuǎn)速的特性，葉片進(jìn)、出口之間呈彎曲狀，其彎曲度由葉片進(jìn)口安放角與葉片出口安放角之差所決定，葉片數(shù)為10～19片，本發(fā)明結(jié)構(gòu)獨(dú)特，具有超低比轉(zhuǎn)速和超低單位轉(zhuǎn)速，水流能量充分利用，高效轉(zhuǎn)換，有良好的穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)和社會效益巨大。
文檔編號F03B3/12GK101555859SQ20091006489
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者龐輝春, 陳德新 申請人:河南新飛紀(jì)元科技有限公司