[实用新型]一种用于水冷却塔系统的小型混流式水轮机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水冷却塔系统，特别是涉及一种用于水冷却塔系统的小型混流式水轮机。

背景技术

随着我国能源动力技术的快速发展，水轮机既可与水电站发电机配套作为发电的关键设备，还可用于水冷却塔系统吸收水余压转换为机械能，替代水冷却塔系统中的电机，这已成为当今水轮机拓展应用的新趋势。但用于水冷却塔系统的水轮机与用于水电站发电机配套的传统水轮机相比，在比转速、结构和工作参数等方面有较大的差异和更高的要求，因此近几年来该领域不断地研究出双击贯流式节能水轮机、冲击式节能水轮机、高比转速和低比转速混流式水轮机等用于水冷却塔系统的多款式小型水轮机。虽然这些新款水轮机能够在一定程度上体现提升节能、出力大和效率高等方面的要求，但还存在增幅不够大、主要部件制造工艺要求高、整机制造成本高等问题。

中国专利申请200710036684.0公开了“一种双击式蛙鸣状水轮机”,该方案以设置机壳其余两侧并位于水轮机进水口与出水口之间的涡流腔来提高水轮机的效率,以便能够更好地适用于冷却塔在较小的水头情况下使用，但还存在如下不足，一是该水轮机转轮内的水做无压流动，使其水力性能不稳定、运行效率偏低；二是该水轮机的结构较复杂，不利于批量制造。

中国专利申请200910028482.0公开了“一种超低比转速混流式水轮机”，该方案以采用低比转速水轮机叶片为翼型叶片、梯形金属蜗壳为水轮机蜗壳，解决现有技术中低速混流式水轮机效率低、结构复杂的问题，但还存在如下不足，一是该翼型叶片的制造工艺复杂，尺寸精度难以保证，影响运行效率；二是采用梯形蜗壳和翼型叶片的水轮机制造成本高，不利于推广使用。

如何克服现有技术的不足已成为当今水冷却塔系统技术领域中亟待解决关键难题。

发明内容

本实用新型的目的是为克服现有技术的不足而提供一种用于水冷却塔系统的小型混流式水轮机，本实用新型的水轮机具有运行效率高、水力性能好和制造成本低等优点，能够满足驱动水冷却塔系统中风机的需要。

根据本实用新型提出的一种用于水冷却塔系统的小型混流式水轮机，包括由蜗壳、导叶、转轮和尾水管顺次连接，且所述的蜗壳、导叶、转轮和尾水管的中心在同一竖直轴线上，其特征在于还包括在转轮上冠与转轮下环之间设置扭曲叶片，该扭曲叶片在垂直于骨面方向上的厚度均相等，扭曲叶片厚度B1与扭曲叶片进水高度B2的比值为0.1～0.15，扭曲叶片进水高度B2与导叶的高度B3相同，扭曲叶片进水高度B2与转轮进水口直径D1的比值为0.1～0.2，蜗壳的径向断面为矩形。

本实用新型的工作原理在于：通常在水冷却塔系统的循环冷却水出口有4~15m的富余水头，利用水轮机将余压转换为机械能，水轮机的转动会带动安装在水轮机上方的风机旋转，从而来达到制冷的目的。本实用新型通过保证水轮机转轮上冠与下环的叶片在垂直于骨面方向上厚度均相等，这样在转轮的空间上就有了扭曲度，可提高叶片前后的压差；将水轮机蜗壳的径向断面为矩形，且各断面具有相同的宽高比，可使水流顺畅且轴对称地引向导叶；通过采用负曲度导叶，并保持导叶出口角在一定范围内，增加转轮前的环量；采用直锥形尾水管可配合转轮将水流导向下游。

本实用新型与现有技术相比其显著的效果是：一是本实用新型水轮机结构的综合协同性能好，运行效率高达70%以上，最高可达85%以上；水力性能优越，以流量3000t/h水轮机、转速149r/min为例，出力可达到95.8kW。二是本实用新型采用等厚扭曲叶片和矩形蜗壳制造的小型混流式水轮机，工艺简单可靠，仅用钢板模压便可进行叶片的批量制造，制造成本降低20%以上。三是本实用新型采用高宽比较大的矩形断面蜗壳，在保证水轮机性能的基础上，进一步缩小了水轮机平面尺寸，减少了对风量的影响。本实用新型的整机性能完全能够满足驱动水冷却塔系统中风机的需要。

附图说明

图1本实用新型的小型混流式水轮机的剖面图。

图2本实用新型的小型混流式水轮机的转轮俯视图。

图3本实用新型的小型混流式水轮机的扭曲叶片俯视图。

图4本实用新型的小型混流式水轮机的蜗壳俯视图。

图5本实用新型的小型混流式水轮机的导叶俯视图。

图6本实用新型的小型混流式水轮机的导叶设置示意图。

图7本实用新型在水冷却塔系统中的运行流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。