高效节能型冷却塔用水动冷却风机.pdf

一种高效节能型冷却塔用水动冷却风机，包括蜗壳状进水流道(3)、带座环(4)、转轮(2)、输入轴(6)，输入轴(6)与转轮(2)相连，其特征是所述的蜗壳状进水流道(3)的正切面呈面积逐渐缩小的椭圆状或梯形状结构，在蜗壳状进水流道(3)的内侧设有与座环(4)外侧的进水口相通的出水口，在座环(4)设有切击水出水口，该出水口分布在转轮(2)的叶片周围，在转轮(2)的下部安装有收集切击转轮(2)后下落的水流以供再次循环使用的直锥形尾水管(1)；所述的输入轴(6)连接有转速匹配器(11)，风机叶片安装在转速匹配器(11)的输出轴上。减少了水轮机尺寸，又便于水轮机与转速匹配器形成整体装置。本发明可使水轮机的效率达到90％以上，整机运行稳定、无噪音，性能优越。

1、  一种高效节能型冷却塔用水动冷却风机，包括蜗壳状进水流道(3)、座环(4)、转轮(2)、输入轴(6)，输入轴(6)与转轮(2)相连，转轮(2)安装在座环(4)中，座环(4)位于进水流道(3)的内侧，其特征是所述的蜗壳状进水流道(3)的正切面呈面积逐渐缩小的椭圆状或梯形状结构，它的一端与冷却塔循环用水的出水口相通，在蜗壳状进水流道(3)的内侧设有与座环(4)外侧的进水口相通的出水口，座环(4)中设有环形导叶，在座环(4)的内侧、各环形导叶的尾部处设有切击水出水口，该出水口分布在转轮(2)的叶片周围，在转轮(2)的下部安装有收集切击转轮(2)后下落的水流以供再次循环使用的直锥形尾水管(1)；所述的输入轴(6)连接有转速匹配器(11)，风机叶片安装在转速匹配器(11)的输出轴上。

2、  根据权利要求1所述的高效节能型冷却塔用水动冷却风机，其特征是所述的转速匹配器(11)包括主动齿轮(7)、从动齿轮(8)、输出轴(9)和卸压管(5)，其中主动齿轮(7)安装在输入轴(6)上，减速用的从动齿轮(8)安装在输出轴(9)上，从动齿轮(8)与主动齿轮(7)相啮合，风机叶片安装在输出轴(9)上；卸压管(5)的一端穿过盖板(10)与座环(4)的内腔相通，它的另一端与排水通道相通，盖板(10)压装在座环(4)和蜗壳状进水流道(3)的内圈上。

高效节能型冷却塔用水动冷却风机
技术领域
本发明涉及一种冷却塔用风机，尤其是一种利用水轮机原理驱动的冷却风机，具体地说是一种高效节能型冷却塔用水动冷却风机。
背景技术
目前，冷却塔冷却时所用的风机绝大部分都由电动机带动，全国数以万计的冷却塔所配电机的电能消耗是相当惊人的，年耗电量近4.5亿度。因此，提高工业用水的重复利用率，加强对冷却塔的节能改造和研究，提高冷却塔的冷效，降低装置能耗，开发高性能、节能、环保的冷却塔装置，对我国能源资源的利用及其可持续发展具有必要性和紧迫性。
大量的实践调查分析表明，全国大多数冷却塔内的循环冷却水，其出口一般具有一定的富余水头(4～15m)，这部分富余压力通常都被白白地浪费了。中国专利98113099公布了一种“冷却塔用水轮式风机”，该专利以一个冲击式水轮机作动力源，带动风叶轮转动，从而节约了电能，但大量的实践表明，该水轮机存在以下不足之处：受安装条件的限制，水轮机转轮全部淹没在水中，运行效率低、出力小，无法完全满足冷却塔的工作要求，此外，该类水轮机体积较大，不利于对现有冷却塔进行技术改造，同时由于体积大，各种成本也较高。
发明内容
本发明的目的是针对现有的冷却塔用水轮式风机存在的效率低、出力小、体积大的问题，设计一种立式结构的高效节能型冷却塔用水动冷却风机。
本发明的技术方案是：
一种高效节能型冷却塔用水动冷却风机，包括蜗壳状进水流道3、座环4、转轮2、输入轴6，输入轴6与转轮2相连，转轮2安装在座环4中，座环4位于进水流道3的内侧，其特征是所述的蜗壳状进水流道3的正切面呈面积逐渐缩小的椭圆状或梯形状结构，它的一端与冷却塔循环用水的出水口相通，在蜗壳状进水流道3的内侧设有与座环4外侧的进水口相通的出水口，座环4中设有环形导叶，在座环4的内侧、各环形导叶的尾部处设有切击水出水口，该出水口分布在转轮2的叶片周围，在转轮2的下部安装有收集切击转轮2后下落的水流以供再次循环使用的直锥形尾水管1；所述的输入轴6连接有转速匹配器11，风机叶片安装在转速匹配器11的输出轴上。
所述的转速匹配器11包括主动齿轮7、从动齿轮8、输出轴9和卸压管5，其中主动齿轮7安装在输入轴6上，减速用的从动齿轮8安装在输出轴9上，从动齿轮8与主动齿轮7相啮合，风机叶片安装在输出轴9上；卸压管5的一端穿过盖板10与座环4的内腔相通，它的另一端与排水通道相通，盖板10压装在座环4和蜗壳状进水流道3的内圈上。
本发明的有益效果：
本发明通过将进水通道的截面设计成椭圆型或梯形，改变了传统的圆形结构，可大大减小水轮机的尺寸。
本发明通过进水通道的改进设计可使水轮机的效率达到90％以上，运行稳定、无噪音，性能优越。
本发明结合冷却塔的工作条件和参数结合混流式水轮机转速和风机的转速不匹配等因素，通过设计转速匹配器来连接水轮机和风机，使得效率提高，运行稳定。
本发明采用全椭圆断面蜗壳与直锥形尾水管，单列环形导叶既起导流作用又能承受轴向荷载，使得整体尺寸缩小至常规水轮机的一半左右。
本发明的梯形蜗壳结构，使得尾水管既能作为过流部件又可作为支撑件。
本发明完全替换了原冷却塔中驱动风机的电机，100％的节省电能，具有直接显著的经济效率与良好的社会效益。
附图说明
图1是本发明的结构示意图之一。
图2是图1的俯视结构示意图。
图3是本发明的结构示意图之二。
图4是图3的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1、2所示。
一种高效节能型冷却塔用水动冷却风机，包括进水流道3、带座环4、转轮2、输入轴6，所述的进水流道3的整体呈蜗壳状(如图2)，其正切面呈面积逐渐缩小的椭圆结构(如图1所示)。输入轴6与转轮2相连，转轮2安装在座环4中，座环4位于蜗壳状进水流道3的内侧，蜗壳状进水流道3的一端与冷却塔循环用水的出水口相通，在蜗壳状进水流道3的内侧设有与座环4外侧的进水口相通的出水口，座环4中设有环形导叶，在座环4的内侧、各环形导叶的尾部处设有切击水出水口，该出水口分布在转轮2的叶片周围，在转轮2的下部安装有收集切击转轮2后下落的水流以供再次循环使用的直锥形尾水管1；所述的输入轴6连接有转速匹配器11，风机叶片安装在转速匹配器11的输出轴上。转速匹配器11包括主动齿轮7、从动齿轮8、输出轴9和卸压管5，其中主动齿轮7安装在输入轴6上，减速用的从动齿轮8安装在输出轴9上，从动齿轮8与主动齿轮7相啮合，风机叶片安装在输出轴9上；卸压管5的一端穿过盖板10与座环4的内腔相通，它的另一端与排水通道相通。盖板10压装在蜗壳状进水通道的内圈和座环4上，转速匹配器11的总体支承在盖板10上，输入轴6穿过盖板10与转轮2相连。由于水轮机转速(即输入轴的转速)很难和风机的转速相匹配，因此本发明采用了超小传动比的转速匹配器来连接水轮机和风机，使风机的转速处于最佳状态，同时通过卸压管5卸去水轮机与转速匹配器之间泄漏水而形成的有害水压，进一步保证了风机叶片的正常转动。
实施例二。
如图3、4所示。
本实施例与实施一的不同之处在于所述的蜗壳状进水流道的正截面形状为梯形结构。本实施例采用梯形蜗壳，尾水管1既可作为过流部件又可作为支撑件。其余与实施例完全相同。
本发明的工作原理为：具有一定压力与流量的水通过蜗壳状进水流道3形成一定的环量进入座环4，通过座环4中导叶的导流作用进入水轮机转轮2，带动转轮2旋转，作功后失去一定水压的水从尾水管1排出并流入后续的布水管。转轮2的旋转经部件输入轴6、主动齿轮7、从动齿轮8和输出轴9驱动风机叶片旋转。卸压管5卸去水轮机与转速匹配器之间泄漏水而形成的有害水压，保证转速匹配器安全运行。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。