[发明专利]直驱于大型水冷塔风机的超低比转速涡轮机

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种能量转换装置，具体地说是涉及一种将有压水流蕴涵能量转化为旋转机械能的装置，是一种直驱于大型水冷塔风机的超低比转速涡轮机。

二、背景技术

在石化、冶炼等大型、特大型企业，大都使用循环水式冷却塔以降低温度,由于种种原因，为冷却塔提供循环水的水泵大都留有足够多的扬程余量，利用这个余量设计的涡轮机的功率，足以替代冷却塔拖动冷却风机旋转的电机以达到节能的目的。

冷却塔内部空间狭小，因此拖动风机的涡轮机应尽可能的小巧、高效。根据冷却塔循环水提供的流量、转速和富裕水头，其折算成涡轮机的单位比转速在40~70之间，根据常规涡轮机型谱，与如此低的比转速相适应的涡轮机机型应该在冲击式和混流式之间选型，但由于工作于此种情况下的涡轮机的尾水出口为有压出水，而冲击式涡轮机在有压尾水的工作环境下，其效率太低（一般不高于75%）其轴功率无法满足要求，由于比转速太低，普通混流式涡轮机的水平尺寸太大，直接影响冷却塔的通风效果，进而影响冷却塔的冷却效果；因此，改变普通混流式涡轮机的设计方法，专门设计一种直驱于大型水冷塔风机的超低比转速涡轮机，其主轴与冷却塔的冷却风机直接相联，以保证冷却塔的通风顺畅和风机功率的要求，并达到节能的目的。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种小巧、高效的直驱于大型水冷塔风机的超低比转速涡轮机。

本装置利用流体机械、流体力学等理论制作的，将冷却塔循环水的富裕水头（扬程），通过进水段中的蜗壳和导栅转化为一定流速和一定方向的速度水流，进而切向冲入位于作功段中的涡轮机涡轮上的桨栅，推动涡轮机涡轮围绕涡轮机主轴旋转，并拖动与涡轮机主轴直联的水冷塔风机，以风机的设计转速旋转做功，流出作功段的乏水流入尾水段，并在尾水段中完成循环水中的其余部分富裕水头的转化。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：

一种直驱于大型水冷塔风机的超低比转速涡轮机，包括进水段、作功段和尾水段三部分组成，进水段由蜗壳1、座环2组成，作功段由上冠3、涡轮室侧壁4、涡轮机涡轮5、涡轮机主轴6、下盖7组成，尾水段由尾水管8、尾水连接管9组成；其特征在于蜗壳1的进水口10与进水塔循环水总管通过标准法兰连接，

蜗壳1的出水采用的轴向的圆环形出水方式，该圆环形出水连接端11通过螺栓与座环2的进水端连接；座环2的出水端的外侧通过螺栓与蜗轮室侧壁4的上端法兰连接，座环2出水端的内侧通过螺栓与上冠3连接；上冠3中间部分的上面是一中空的圆柱形轴承室13，涡轮机主轴6通过一对轴承14安装于上冠3的轴承室13中，上冠3的圆盘外侧部通过螺栓与座环2下端的内侧链接；蜗轮室侧壁4的下端法兰与尾水管8的上端外侧法兰通过螺栓连接，蜗轮室侧壁4的上端法兰通过螺栓与座环3下端的外侧连接；下盖7是一个围成蜗轮室腔体的类圆盘构件，其外侧部通过螺栓与尾水管8上端内侧法兰连接；涡轮机涡轮5的外侧部焊接由桨叶15组成的的桨栅，桨栅的外侧焊接一圆环形的固定环，涡轮机涡轮5中部的轮毂16通过键和螺栓与涡轮机主轴6的下部连接；涡轮机主轴6的中间部分通过一对轴承14安装于上冠3的圆柱形轴承室13中，涡轮机主轴6的上部通过键与冷却塔风机相连；尾水管8的上端内侧法兰通过螺栓与下盖7连接，尾水管8的上端外侧法兰通过螺栓与蜗轮室侧壁4的下端法兰连接，尾水管8的下端法兰通过螺栓与尾水连接管9的上端法兰连接；尾水连接管9下端的四个裤状连接管18的法兰通过螺栓与冷却塔布水管连接。

所述的直驱于大型水冷塔风机的超低比转速涡轮机，其特征在于所述的蜗壳1是按照等渐变圆形面积变化的、围绕涡轮机主轴旋转一周的蜗壳状结构,这些等渐变圆簇的圆心轨迹位于距涡轮机主轴相同距离的圆柱面上；蜗壳1的正下方是一个位于同一个涡轮机轴截面的、等宽圆环形出水口，这个圆环形出水口的下端焊接有圆环形下出水连接端11，等渐变圆簇的圆心距涡轮机主轴的距离与圆环形下出水连接端11的中心直径、座环2导栅的中心直径、涡轮机涡轮5桨栅的中心直径相同。 

所述的直驱于大型水冷塔风机的超低比转速涡轮机，其特征在于所述的座环2是由两个同轴的、中间焊接导叶12的类圆筒形结构，座环2插进蜗壳部分的上端部分内侧过流通道为喇叭口形状。