專利名稱：無(wú)固定導(dǎo)葉的冷卻塔專用超低比速混流式水輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水輪機(jī)，特別是一種無(wú)固定導(dǎo)葉的冷卻塔專用超低比速混流式水輪機(jī)。
背景技術(shù)：
水輪機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中冷卻塔常用的配套設(shè)備，目前的水輪機(jī)由于結(jié)構(gòu)上存在的問(wèn)題，使用中效率低，水資源浪費(fèi)大，特別是目前已有的冷卻塔驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)專用超低比速混流式水輪機(jī)的座環(huán)都包含固定導(dǎo)葉，而導(dǎo)葉水力損失占整體水力損失的比重較大。如翼型導(dǎo)葉對(duì)水流的排擠作用使導(dǎo)葉內(nèi)流速高達(dá)12-13m/s，座環(huán)水力損失較大，可達(dá)到10%以上；而等厚度導(dǎo)葉座環(huán)對(duì)水流的排擠作用，會(huì)使最高流速達(dá)14m/s以上，導(dǎo)致座環(huán)水力損失高達(dá)14%-15%?？傮w效率低，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。特別是對(duì)于超低比速混流式水輪機(jī)，由于導(dǎo)葉高度很小，給鑄造或焊接帶來(lái)極大的困難。因此，如何有效解決水輪機(jī)加工生產(chǎn)和降低座環(huán)引起的水力損失，提高水輪機(jī)的水力效率是必需解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種無(wú)固定導(dǎo)葉的冷卻塔專用超低比速混流式水輪機(jī)，可有效解決座環(huán)加工生產(chǎn)的問(wèn)題并能降低座環(huán)引起的水力損失，從而提高水輪機(jī)的水力效率。本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，包括蝸殼式引水室和與蝸殼式引水室相連的無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)，無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)內(nèi)裝有比轉(zhuǎn)速為40-60m. kw的超低比速混流式轉(zhuǎn)輪，壓力水流由蝸殼的進(jìn)口流入，流經(jīng)無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)，然后流入超低比速混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，最后再由轉(zhuǎn)輪出口流入到尾水管，超低比速混流式轉(zhuǎn)輪所需環(huán)量由蝸殼和無(wú)導(dǎo)葉的座環(huán)共同形成，消除導(dǎo)葉繞流的水力損失和導(dǎo)葉對(duì)水流的排擠作用，改善座環(huán)中的流動(dòng)，座環(huán)內(nèi)流速均勻，座環(huán)水力損失大為減??；因座環(huán)損失減少，水輪機(jī)效率得到大幅度提高。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，便于制造和安裝，水力損失小，效率高。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖。圖2為本發(fā)明圖1中A-A剖面主視圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。由圖1、2所示，本發(fā)明包括蝸殼式引水室I和與蝸殼式引水室相連的無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)2，無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)內(nèi)裝有比轉(zhuǎn)速為40-60m. kw的超低比速混流式轉(zhuǎn)輪3，壓力水流由蝸殼I的進(jìn)口流入，流經(jīng)無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)2，然后流入超低比速混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪3，最后再由轉(zhuǎn)輪出口流入到尾水管，超低比速混流式轉(zhuǎn)輪所需環(huán)量由蝸殼和無(wú)導(dǎo)葉的座環(huán)共同形成，消除導(dǎo)葉繞流的水力損失和導(dǎo)葉對(duì)水流的排擠作用，改善座環(huán)中的流動(dòng)，座環(huán)內(nèi)流速均勻，座環(huán)水力損失大為減??；因座環(huán)損失減少，水輪機(jī)效率得到大幅度提高。為保證無(wú)導(dǎo)葉座環(huán)具有足夠的強(qiáng)度和剛度并滿足承受水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件重量的要求，所述的蝸殼斷面為圓形，并采用鑄造方式，其厚度比有固定導(dǎo)葉要大一些，具體的厚度要通過(guò)強(qiáng)度和剛度的計(jì)算來(lái)確定。本發(fā)明使用時(shí)，壓力水流由鑄造蝸殼I的進(jìn)口流入，流經(jīng)無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)2，然后流入超低比速混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪3，最后再由轉(zhuǎn)輪出口流入到尾水管。水輪機(jī)所需要的環(huán)量由蝸殼1、無(wú)導(dǎo)葉的座環(huán)2來(lái)形成。因無(wú)固定導(dǎo)葉，去除了導(dǎo)葉繞流損失和導(dǎo)葉對(duì)水流的排擠作用，提高了座環(huán)的水力效率，因此也提高了水輪機(jī)的整體效率。由上述情況可以看出，本發(fā)明無(wú)固定導(dǎo)葉的冷卻塔專用超低比速混流式水輪機(jī)裝置的特點(diǎn)是效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造與安裝。為此，在滿足水輪機(jī)強(qiáng)度要求的前提下，為達(dá)到冷卻塔風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的要求，在設(shè)計(jì)冷卻塔專用超低比速混流式水輪機(jī)時(shí)，去掉了冷卻塔專用超低比速混流式水輪機(jī)座環(huán)中的固定導(dǎo)葉，以減少座環(huán)的水力損失并便于加工；而超低比速混流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪所需的環(huán)量則通過(guò)減小蝸殼斷面面積并加大斷面中心距的方法，由蝸殼、無(wú)導(dǎo)葉座環(huán)形成。同時(shí)，因無(wú)固定導(dǎo)葉支撐，設(shè)計(jì)時(shí)要通過(guò)計(jì)算來(lái)確定蝸殼的厚度(往往要增加蝸殼和座環(huán)的厚度)以滿足水輪機(jī)組的強(qiáng)度和剛度要求。去掉活動(dòng)導(dǎo)葉，有壓水流直接由蝸殼經(jīng)座環(huán)流入轉(zhuǎn)輪，再由尾水管流出，大大減少了水流的損失，并提高了水資源的利用率和工作 效率，并經(jīng)實(shí)際應(yīng)用得到了有效的證明，有關(guān)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用情況如下
某企業(yè)一臺(tái)500t/h冷卻塔，可利用水頭H=7m,風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=240r/min,風(fēng)機(jī)型號(hào)LF420。原設(shè)計(jì)的有導(dǎo)葉的超低比速混流式水輪機(jī)，蝸殼的厚度為5mm，蝸殼進(jìn)口斷面半徑為125mm，導(dǎo)葉進(jìn)口斷面中心距為385mm，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口環(huán)量靠導(dǎo)葉來(lái)調(diào)節(jié)。后來(lái)改為無(wú)導(dǎo)葉座環(huán)后，蝸殼的厚度增加到15mm;同時(shí)，為了使水流適應(yīng)轉(zhuǎn)輪進(jìn)口環(huán)量的要求數(shù)值，減小了蝸殼斷面，加大了斷面中心距，即蝸殼進(jìn)口斷面半徑90mm，進(jìn)口斷面中心距半徑為400mm，達(dá)到了轉(zhuǎn)輪所需的環(huán)量要求，并且加工制造方便，為企業(yè)帶來(lái)了很好的經(jīng)濟(jì)效益，取得了商業(yè)上的很大成功。本發(fā)明經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)和試用，均取得了相同和相似的結(jié)果，表明工作性能穩(wěn)定可靠，有實(shí)際工業(yè)上的應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)用面廣，節(jié)能，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的具有以下突出的特
占-
^ \\\ ·1、與常用的有導(dǎo)葉座環(huán)相比，無(wú)固定導(dǎo)葉的冷卻塔專用超低比速混流式水輪機(jī)裝置，可在滿足強(qiáng)度要求的條件下，去掉座環(huán)中的固定導(dǎo)葉，從而消除了導(dǎo)葉的繞流損失和導(dǎo)葉對(duì)水流的排擠作用，使座環(huán)內(nèi)流速均勻，在流量相同的情況下，可大大減小座環(huán)的水力損失。2、因降低了座環(huán)的水力損失，水輪機(jī)的整體效率也得到了較大地提高。3、因無(wú)固定導(dǎo)葉,所以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于鑄造加工。4、通過(guò)增加蝸殼的厚度來(lái)滿足水輪-風(fēng)機(jī)組的強(qiáng)度和剛度的要求，有效延長(zhǎng)使用壽命和保證使用效果，是水輪機(jī)上的一大創(chuàng)新。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)固定導(dǎo)葉的冷卻塔專用超低比速混流式水輪機(jī)，其特征在于，蝸殼式引水室(1)和與蝸殼式引水室相連的無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)(2)，無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)內(nèi)裝有比轉(zhuǎn)速為40-60m. kw的超低比速混流式轉(zhuǎn)輪(3),壓力水流由蝸殼(I)的進(jìn)口流入,流經(jīng)無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)(2)，然后流入超低比速混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪(3)，最后再由轉(zhuǎn)輪出口流入到尾水管，超低比速混流式轉(zhuǎn)輪所需環(huán)量由蝸殼和無(wú)導(dǎo)葉的座環(huán)共同形成，消除導(dǎo)葉繞流的水力損失和導(dǎo)葉對(duì)水流的排擠作用，改善座環(huán)中的流動(dòng)，座環(huán)內(nèi)流速均勻，座環(huán)水力損失大為減??；因座環(huán)損失減少，水輪機(jī)效率得到大幅度提高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)固定導(dǎo)葉的冷卻塔專用超低比速混流式水輪機(jī)，其特征在于，所述的蝸殼為金屬鑄造的斷面為圓形的蝸殼，其厚度通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定，和有導(dǎo)葉的座環(huán)相比，其厚度較大。
全文摘要
本發(fā)明涉及無(wú)固定導(dǎo)葉的冷卻塔專用超低比速混流式水輪機(jī)，可有效解決座環(huán)加工生產(chǎn)的問(wèn)題并能降低座環(huán)引起的水力損失，從而提高水輪機(jī)的水力效率，方法是，包括蝸殼式引水室和與蝸殼式引水室相連的無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)，無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)內(nèi)裝有比轉(zhuǎn)速為40-60m.kw的超低比速混流式轉(zhuǎn)輪，壓力水流由蝸殼的進(jìn)口流入，流經(jīng)無(wú)固定導(dǎo)葉的座環(huán)，然后流入超低比速混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，最后再由轉(zhuǎn)輪出口流入到尾水管，超低比速混流式轉(zhuǎn)輪所需環(huán)量由蝸殼和無(wú)導(dǎo)葉的座環(huán)共同形成，消除導(dǎo)葉繞流的水力損失和導(dǎo)葉對(duì)水流的排擠作用，座環(huán)內(nèi)流速均勻，水力損失大為減??；因座環(huán)損失減少，水輪機(jī)效率得提高，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，便于制造和安裝，水力損失小，效率高。
文檔編號(hào)F03B11/02GK103032249SQ20121054010
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者李延頻, 宋日英, 任巖, 李士輝, 李延譜 申請(qǐng)人:華北水利水電學(xué)院