專利名稱：一種低比轉(zhuǎn)速的小型混流式水輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水冷卻塔系統(tǒng)，特別是涉及一種低比轉(zhuǎn)速的小型混流式水輪機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)能源動(dòng)力技術(shù)的快速發(fā)展，水輪機(jī)既可與水電站發(fā)電機(jī)配套作為發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備，還可用于水冷卻塔系統(tǒng)吸收水余壓轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，替代水冷卻塔系統(tǒng)中的電機(jī)，這已成為當(dāng)今水輪機(jī)拓展應(yīng)用的新趨勢(shì)。但用于水冷卻塔系統(tǒng)的水輪機(jī)與用于水電站發(fā)電機(jī)配套的傳統(tǒng)水輪機(jī)相比，在比轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)等方面有較大的差異和更高的要求，因此近幾年來(lái)該領(lǐng)域不斷地研究出雙擊貫流 式節(jié)能水輪機(jī)、沖擊式節(jié)能水輪機(jī)、高比轉(zhuǎn)速和低比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)等用于水冷卻塔系統(tǒng)的多款式小型水輪機(jī)。雖然這些新款水輪機(jī)能夠在一定程度上體現(xiàn)提升節(jié)能、出力大和效率高等方面的要求，但還存在增幅不夠大、主要部件制造工藝要求高、整機(jī)制造成本高等問(wèn)題。中國(guó)專利申請(qǐng)200710036684.0公開了 “一種雙擊式蛙鳴狀水輪機(jī)”，該方案以設(shè)置機(jī)殼其余兩側(cè)并位于水輪機(jī)進(jìn)水口與出水口之間的渦流腔來(lái)提高水輪機(jī)的效率，以便能夠更好地適用于冷卻塔在較小的水頭情況下使用，但還存在如下不足，一是該水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)的水做無(wú)壓流動(dòng)，使其水力性能不穩(wěn)定、運(yùn)行效率偏低；二是該水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不利于批量制造。中國(guó)專利申請(qǐng)200910028482.0公開了 “一種超低比轉(zhuǎn)速混流式水輪機(jī)”，該方案以采用低比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)葉片為翼型葉片、梯形金屬蝸殼為水輪機(jī)蝸殼，解決現(xiàn)有技術(shù)中低速混流式水輪機(jī)效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題，但還存在如下不足，一是該翼型葉片的制造工藝復(fù)雜，尺寸精度難以保證，影響運(yùn)行效率；二是采用梯形蝸殼和翼型葉片的水輪機(jī)制造成本高，不利于推廣使用。如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足已成為當(dāng)今水冷卻塔系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域中亟待解決關(guān)鍵難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種低比轉(zhuǎn)速的小型混流式水輪機(jī)，本發(fā)明的水輪機(jī)具有運(yùn)行效率高、水力性能好和制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足驅(qū)動(dòng)循環(huán)水冷卻塔系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)的需要。根據(jù)本發(fā)明提出的一種低比轉(zhuǎn)速的小型混流式水輪機(jī)，包括由蝸殼、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪和尾水管順次連接，且所述的蝸殼、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪和尾水管的中心在同一豎直軸線上，其特征在于還包括在轉(zhuǎn)輪上冠與轉(zhuǎn)輪下環(huán)之間設(shè)置扭曲葉片，該扭曲葉片在垂直于骨面方向上的厚度均相等，扭曲葉片厚度BI與扭曲葉片進(jìn)水高度B2的比值為0.1 0.15，扭曲葉片進(jìn)水高度B2與導(dǎo)葉的高度B3相同，扭曲葉片進(jìn)水高度B2與轉(zhuǎn)輪進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.1
0.2，蝸殼的徑向斷面為矩形。本發(fā)明的工作原理在于:通常在水冷卻塔系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水出口有ri5m的富余水頭，利用水輪機(jī)將余壓轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)安裝在水輪機(jī)上方的風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而來(lái)達(dá)到制冷的目的。本發(fā)明通過(guò)保證水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪上冠與下環(huán)的葉片在垂直于骨面方向上厚度均相等，這樣在轉(zhuǎn)輪的空間上就有了扭曲度，可提高葉片前后的壓差；將水輪機(jī)蝸殼的徑向斷面為矩形，且各斷面具有相同的寬高比，可使水流順暢且軸對(duì)稱地引向?qū)~；通過(guò)采用負(fù)曲度導(dǎo)葉，并保持導(dǎo)葉出口角在一定范圍內(nèi)，增加轉(zhuǎn)輪前的環(huán)量；采用直錐形尾水管可配合轉(zhuǎn)輪將水流導(dǎo)向下游。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著的效果是:一是本發(fā)明水輪機(jī)結(jié)構(gòu)的綜合協(xié)同性能好，運(yùn)行效率高達(dá)70%以上，最高可達(dá)85%以上；水力性能優(yōu)越，以流量3000t/h水輪機(jī)、轉(zhuǎn)速149r/min為例，出力可達(dá)到95.8kW。二是本發(fā)明采用等厚扭曲葉片和矩形蝸殼制造的小型混流式水輪機(jī)，工藝簡(jiǎn)單可靠，僅用鋼板模壓便可進(jìn)行葉片的批量制造，制造成本降低20%以上。三是本發(fā)明采用高寬比較大的矩形斷面蝸殼，在保證水輪機(jī)性能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步縮小了水輪機(jī)平面尺寸，減少了對(duì)風(fēng)量的影響。本發(fā)明的整機(jī)性能完全能夠滿足驅(qū)動(dòng)水冷卻塔中風(fēng)機(jī)的需要。


圖1本發(fā)明的小型混流式水輪機(jī)的剖面圖。圖2本發(fā)明的小型混流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪俯視圖。圖3本發(fā)明的小型混流式水輪機(jī)的扭曲葉片俯視圖。圖4本發(fā)明的小型混流式水輪機(jī)的蝸殼俯視圖。圖5本發(fā)明的小型混流式水輪機(jī)的導(dǎo)葉俯視圖。圖6本發(fā)明的小型混流式水輪機(jī)的導(dǎo)葉設(shè)置示意圖。圖7本發(fā)明在循環(huán)水冷卻塔系統(tǒng)中的運(yùn)行流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。結(jié)合圖1、圖2和圖3，本發(fā)明提出的一種低比轉(zhuǎn)速的小型混流式水輪機(jī)，包括由蝸殼(2)、導(dǎo)葉(3)、轉(zhuǎn)輪(I)和尾水管(4)順次連接，且所述的蝸殼(2)、導(dǎo)葉(3)、轉(zhuǎn)輪(I)和尾水管(4)的中心在同一豎直軸線上，還包括在轉(zhuǎn)輪(I)上冠(5)與轉(zhuǎn)輪(I)下環(huán)(6)之間設(shè)置扭曲葉片(7)，該扭曲葉片(7)在垂直于骨面方向上的厚度均相等，扭曲葉片(7)厚度BI與扭曲葉片(7)進(jìn)水高度B2的比值為0.1 0.15，扭曲葉片(7)進(jìn)水高度B2與導(dǎo)葉(3)的高度B3相同，扭曲葉片(7 )進(jìn)水高度B2與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.1 0.2，蝸殼(2)的徑向斷面為矩形。本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)選方案是:結(jié)合圖1、圖2和圖3，扭曲葉片(7)在轉(zhuǎn)輪(I)上冠處斷面的中線長(zhǎng)度與扭曲葉片(7)在轉(zhuǎn)輪(I)下環(huán)處的斷面中線長(zhǎng)度比值為1.0 1.2 ;扭曲葉片(7)進(jìn)水邊(8)與扭曲葉片(7)出水邊(9)的夾角α為90° 115° ;轉(zhuǎn)輪(I)高度(Β0)與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.2 0.3，轉(zhuǎn)輪(I)的出水口直徑D2與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.5 0.6 ;轉(zhuǎn)輪(I)上的扭曲葉片(7 )的數(shù)量與轉(zhuǎn)輪(I)上的導(dǎo)葉(3)的數(shù)量相等，均為15 17片；結(jié)合圖1和圖4，蝸殼(2)矩形斷面的寬與高之比為
0.5 0.6，蝸殼的包角β為340。 350。;結(jié)合圖5和圖6，導(dǎo)葉(3)為負(fù)曲度導(dǎo)葉，導(dǎo)葉
(3)最大翼型厚度d與導(dǎo)葉(3)弦長(zhǎng)L的比值為0.1 0.2，導(dǎo)葉(3)軸線分布直徑D3與轉(zhuǎn)輪導(dǎo)葉(3)進(jìn)水口直徑Dl的比值為1.0 1.2，導(dǎo)葉(3)在徑向位置時(shí)尾部所處的圓周直徑D4與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為1.2 1.3，導(dǎo)葉(3)的開度a與導(dǎo)葉(3)的最大翼型厚度d的比值為1.3 1.4， 導(dǎo)葉(3)出口角Y為15° 18° ;結(jié)合圖1，尾水管(4)為直錐形、擴(kuò)散角Θ為12° 13°，尾水管(4)進(jìn)口直徑D5與尾水管(4)出口直徑D6的比值為0.5 0.7。小型混流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為149 165r/min、水冷卻塔系統(tǒng)提供的工作水頭為10 14m。本發(fā)明在循環(huán)水冷卻塔系統(tǒng)中的運(yùn)行流程是:結(jié)合圖7，水流從進(jìn)口(10)進(jìn)入水冷卻塔系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)水泵(11)加壓后，流經(jīng)閥門(12)和換熱器(13)吸收循環(huán)水的熱能后，進(jìn)入水輪機(jī)(15)做功驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)(14)轉(zhuǎn)動(dòng)，水輪機(jī)(15)中冷卻水流的流動(dòng)是一種復(fù)雜的三維流動(dòng)，一方面沿等厚扭曲葉片(7)之間的流道運(yùn)行，另一方面又隨著轉(zhuǎn)輪(I)的轉(zhuǎn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)輪(I)之所以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，是因?yàn)檗D(zhuǎn)輪扭曲葉片(7 )上的力矩，扭曲葉片(7 )的形狀在空間是一個(gè)等厚扭曲面，扭曲葉片(7)的凹面構(gòu)成扭曲葉片(7)的正面，扭曲葉片(7)的凸面構(gòu)成背面，流道對(duì)流經(jīng)的冷卻水產(chǎn)生約束，使水流不斷地改變其動(dòng)量大小，在這個(gè)過(guò)程中，扭曲葉片(7)的凹面壓強(qiáng)大于凸面壓強(qiáng)，因而在扭曲葉片(7)上受到一個(gè)從凹面指向凸面的作用力，這個(gè)作用力就是等厚扭曲葉片(7)的升力，水輪機(jī)(15)轉(zhuǎn)輪(I)扭曲葉片(7)上的作用力就是依靠扭曲葉片(7)正面與扭曲葉片(7)背面的壓力差而形成的，轉(zhuǎn)輪(I)正是在這個(gè)力的作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從水輪機(jī)(15)尾水管(4)流出的水流仍然保持一定的壓能，使水流進(jìn)入布水器(16)及噴嘴(17)，以足夠的流速經(jīng)過(guò)填料(18)后噴淋而下，再經(jīng)出水口(20)流出冷卻塔，水輪機(jī)(15)直接帶動(dòng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，不需再通過(guò)減速器等裝置，且水輪機(jī)(15)旋轉(zhuǎn)速度隨著水流量的變化而變化，進(jìn)而引起風(fēng)量相應(yīng)變化，使冷卻塔體(19)內(nèi)始終保持合適的氣水比。根據(jù)本發(fā)明提出的一種低比轉(zhuǎn)速的小型混流式水輪機(jī)，將其應(yīng)用于水冷卻塔系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)實(shí)施例如下:
實(shí)施例1:以本發(fā)明與流量1000t/h規(guī)格的水冷卻塔系統(tǒng)配套為例，本發(fā)明的小型混流式水輪機(jī)主要部件的設(shè)計(jì)參數(shù)要求如下:
小型混流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為165r/min、水冷卻塔系統(tǒng)提供的工作水頭為10m。水輪機(jī)高度890mm、最大外徑1050mm,轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)口直徑630mm、出口直徑320mm,轉(zhuǎn)輪(I)高度(BO)與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.3，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口直徑540mm，出口直徑320mm,轉(zhuǎn)輪(I)的出水口直徑D2與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.6。蝸殼(2)的徑向斷面為矩形，蝸殼(2)進(jìn)口斷面高530mm、寬310mm ;蝸殼(2)矩形斷面的寬與高之比為0.6，蝸殼(2)的包角β為340°。扭曲葉片(7)在垂直于骨面方向上的厚度均相等，扭曲葉片(7)厚度BI與扭曲葉片(7)進(jìn)水高度B2的比值為0.18，扭曲葉片(7)進(jìn)水高度B2與導(dǎo)葉(3)的高度B3相同，扭曲葉片(7)進(jìn)水高度B2與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.11，扭曲葉片(7)在轉(zhuǎn)輪
(I)上冠處斷面的中線長(zhǎng)度與扭曲葉片(7)在轉(zhuǎn)輪(I)下環(huán)處的斷面中線長(zhǎng)度比值為1.0。扭曲葉片(7)進(jìn)水邊(8)與扭曲葉片(7)出水邊(9)的夾角α為90°。導(dǎo)葉(3)高度70mm、開度27mm、外徑764 mm，導(dǎo)葉(3)為負(fù)曲度導(dǎo)葉，導(dǎo)葉(3)最大翼型厚度d與導(dǎo)葉(3)弦長(zhǎng)L的比值為0.1，導(dǎo)葉(3)軸線分布直徑D3與轉(zhuǎn)輪導(dǎo)葉(3)進(jìn)水口直徑Dl的比值為1.0，導(dǎo)葉(3)在徑向位置時(shí)尾部所處的圓周直徑D4與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為1.2，導(dǎo)葉(3)的開度a與導(dǎo)葉(3)的最大翼型厚度d的比值為1.3，導(dǎo)葉(3)出口角Y為15°。轉(zhuǎn)輪(I)扭曲葉片(7)的數(shù)量與轉(zhuǎn)輪(I)導(dǎo)葉(3)的數(shù)量相等，均為17片。尾水管(4)進(jìn)口直徑為320mm、出口直徑為640mm，尾水管(4)為直錐形、擴(kuò)散角Θ為12°，尾水管(4)進(jìn)口直徑D5與尾水管(4)出口直徑D6的比值為0.5。本發(fā)明在滿足上述設(shè)計(jì)參數(shù)條件下，獲得了優(yōu)越的水力性能，出力達(dá)到19kW，運(yùn)行效率高達(dá)70%以上，整機(jī)性能完全滿足驅(qū)動(dòng)水冷卻塔中風(fēng)機(jī)的需要。實(shí)施例2:以本發(fā)明與流量2000t/h規(guī)格的水冷卻塔系統(tǒng)配套為例，本發(fā)明的小型混流式水輪機(jī)主要部件的設(shè)計(jì)參數(shù)要求如下:
小型混流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為155r/min、水冷卻塔系統(tǒng)提供的工作水頭為13m。。水輪機(jī)高度1220mm、最大外徑1440mm,轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)口直徑805mm、出口直徑440mm,轉(zhuǎn)輪(I)高度(BO)與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.25，轉(zhuǎn)輪(I)的出水口直徑D2與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.54。

蝸殼(2)的徑向斷面為矩形，蝸殼(2)進(jìn)口斷面高710mm、寬355mm ;蝸殼(2)矩形斷面的寬與高之比為0.5，蝸殼(2)的包角β為350°。扭曲葉片(7)在垂直于骨面方向上的厚度均相等，扭曲葉片(7)厚度BI與扭曲葉片(7)進(jìn)水高度Β2的比值為0.15，扭曲葉片(7)進(jìn)水高度Β2與導(dǎo)葉(3)的高度Β3相同，扭曲葉片(7)進(jìn)水高度Β2與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.18，扭曲葉片(7)在轉(zhuǎn)輪
(I)上冠處斷面的中線長(zhǎng)度與扭曲葉片(7)在轉(zhuǎn)輪(I)下環(huán)處的斷面中線長(zhǎng)度比值為1.1。扭曲葉片(7)進(jìn)水邊(8)與扭曲葉片(7)出水邊(9)的夾角α為105°。導(dǎo)葉(3)高度110mm、開度35mm、夕卜徑1050 mm,導(dǎo)葉(3)為負(fù)曲度導(dǎo)葉，導(dǎo)葉(3)最大翼型厚度d與導(dǎo)葉(3)弦長(zhǎng)L的比值為0.12，導(dǎo)葉(3)軸線分布直徑D3與轉(zhuǎn)輪導(dǎo)葉(3)進(jìn)水口直徑Dl的比值為1.4，導(dǎo)葉(3)在徑向位置時(shí)尾部所處的圓周直徑D4與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為1.26，導(dǎo)葉(3)的開度a與導(dǎo)葉(3)的最大翼型厚度d的比值為1.3，導(dǎo)葉(3)出口角Y為16°。轉(zhuǎn)輪(I)扭曲葉片(7)的數(shù)量與轉(zhuǎn)輪(I)導(dǎo)葉(3)的數(shù)量相等，均為15片。尾水管(4)進(jìn)口直徑為630mm、出口直徑為440mm，尾水管(4)為直錐形、擴(kuò)散角Θ為12°，尾水管(4)進(jìn)口直徑D5與尾水管(4)出口直徑D6的比值為0.7。本發(fā)明在滿足上述設(shè)計(jì)參數(shù)條件下，獲得了優(yōu)越的水力性能，出力達(dá)到54kW，運(yùn)行效率高達(dá)75%以上，整機(jī)性能完全滿足驅(qū)動(dòng)水冷卻塔中風(fēng)機(jī)的需要。實(shí)施例3:以本發(fā)明與流量3000t/h規(guī)格的水冷卻塔系統(tǒng)配套為例，本發(fā)明的小型混流式水輪機(jī)主要部件的設(shè)計(jì)參數(shù)要求如下:小型混流式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速為149r/min、水冷卻塔系統(tǒng)提供的工作水頭為14m。水輪機(jī)高度1410mm、最大外徑2000mm，轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)口直徑1085mm、出口直徑550mm，轉(zhuǎn)輪(I)高度(BO)與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.3，轉(zhuǎn)輪(I)的出水口直徑D2與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.51。蝸殼(2)的徑向斷面為矩形，蝸殼(2)進(jìn)口斷面高710mm、寬400mm ;蝸殼(2)矩形斷面的寬與高之比為0.56，蝸殼(2)的包角β為345°。扭曲葉片(7)厚度BI與扭曲葉片(7)進(jìn)水高度Β2的比值為0.1，扭曲葉片(7)進(jìn)水高度Β2與導(dǎo)葉(3 )的高度Β3相同，扭曲葉片(7 )進(jìn)水高度Β2與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑DI的比值為0.13，扭曲葉片(7)在轉(zhuǎn)輪(I)上冠處斷面的中線長(zhǎng)度與扭曲葉片(7)在轉(zhuǎn)輪(I)下環(huán)處的斷面中線長(zhǎng)度比值為1.2。扭曲葉片(7)進(jìn)水邊(8)與扭曲葉片(7)出水邊(9)的夾角α為115°。導(dǎo)葉(3)高度140mm、開度41mm、外徑1317 mm，導(dǎo)葉(3)為負(fù)曲度導(dǎo)葉，導(dǎo)葉(3)最大翼型厚度d與導(dǎo)葉(3)弦 長(zhǎng)L的比值為0.2，導(dǎo)葉(3)軸線分布直徑D3與轉(zhuǎn)輪導(dǎo)葉(3)進(jìn)水口直徑Dl的比值為1.2，導(dǎo)葉(3)在徑向位置時(shí)尾部所處的圓周直徑D4與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為1.3，導(dǎo)葉(3)的開度a與導(dǎo)葉(3)的最大翼型厚度d的比值為1.4，導(dǎo)葉(3)出口角Y為18°。轉(zhuǎn)輪(I)扭曲葉片(7)的數(shù)量與轉(zhuǎn)輪(I)導(dǎo)葉(3)的數(shù)量相等，均為16片。尾水管(4)高度為500mm、進(jìn)口直徑為550mm、出口直徑為920mm，尾水管(4)為直錐形、擴(kuò)散角Θ為13°，尾水管(4)進(jìn)口直徑D5與尾水管(4)出口直徑D6的比值為0.6。本發(fā)明在滿足上述設(shè)計(jì)參數(shù)條件下，獲得了優(yōu)越的水力性能，出力達(dá)到95.8kW，運(yùn)行效率高達(dá)85%以上，整機(jī)性能完全滿足驅(qū)動(dòng)水冷卻塔中風(fēng)機(jī)的需要。
權(quán)利要求
1.一種低比轉(zhuǎn)速的小型混流式水輪機(jī)，包括由蝸殼(2)、導(dǎo)葉(3)、轉(zhuǎn)輪(I)和尾水管(4)順次連接，且所述的蝸殼(2)、導(dǎo)葉(3)、轉(zhuǎn)輪(I)和尾水管(4)的中心在同一豎直軸線上，其特征在于還包括在轉(zhuǎn)輪(I)上冠(5 )與轉(zhuǎn)輪(I)下環(huán)(6 )之間設(shè)置扭曲葉片(7 )，該扭曲葉片(7)在垂直于骨面方向上的厚度均相等，扭曲葉片(7)厚度BI與扭曲葉片(7)進(jìn)水高度B2的比值為0.1 0.15，扭曲葉片(7)進(jìn)水高度B2與導(dǎo)葉(3)的高度B3相同，扭曲葉片(7)進(jìn)水高度B2與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.1 0.2，蝸殼(2)的徑向斷面為矩形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型混流式水輪機(jī)，其特征在于扭曲葉片(7)在轉(zhuǎn)輪(I)上冠處斷面的中線長(zhǎng)度與扭曲葉片(7)在轉(zhuǎn)輪(I)下環(huán)處的斷面中線長(zhǎng)度比值為1.0 1.2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型混流式水輪機(jī)，其特征在于扭曲葉片(7)進(jìn)水邊(8)與扭曲葉片(7)出水邊(9)的夾角α為90。 115°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型混流式水輪機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)輪(I)高度(BO)與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.2 0.3，轉(zhuǎn)輪(I)的出水口直徑D2與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為0.5 0.6。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型混流式水輪機(jī)，其特征在于蝸殼(2)矩形斷面的寬與高之比為0.5 0.6，蝸殼(2)的包角β為340° 350°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的小型混流式水輪機(jī)，其特征在于導(dǎo)葉(3)為負(fù)曲度導(dǎo)葉，導(dǎo)葉(3)最大翼型厚度d與導(dǎo)葉(3)弦長(zhǎng)L的比值為0.1 0.2，導(dǎo)葉(3)軸線分布直徑D3與轉(zhuǎn)輪導(dǎo)葉(3)進(jìn)水口直徑Dl的比值為1.0 1.2，導(dǎo)葉(3)在徑向位置時(shí)尾部所處的圓周直徑D4與轉(zhuǎn)輪(I)進(jìn)水口直徑Dl的比值為1.2 1.3，導(dǎo)葉(3)的開度a與導(dǎo)葉(3)的最大翼型厚度d的比值為1.3 1.4，導(dǎo)葉(3)出口角Y為15° 18°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或6所述的小型混流式水輪機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)輪(I)上的扭曲葉片(7)的數(shù)量與轉(zhuǎn)輪(I)上的導(dǎo)葉(3)的數(shù)量相等，均為15 17片。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型混流式水輪機(jī)，其特征在于轉(zhuǎn)輪(I)上的扭曲葉片(7)的數(shù)量與轉(zhuǎn)輪(I)上的導(dǎo)葉(3)的數(shù)量相等，均為15 17片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型混流式水輪機(jī)，其特征在于尾水管(4)為直錐形、擴(kuò)散角Θ為12° 13°，尾水管(4)進(jìn)口直徑D5與尾水管(4)出口直徑D6的比值為0.5 0.7。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于水冷卻塔系統(tǒng)的低比轉(zhuǎn)速的小型混流式水輪機(jī)，包括由蝸殼、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪和尾水管順次連接，且所述的蝸殼、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪和尾水管的中心在同一豎直軸線上，其特征在于還包括在轉(zhuǎn)輪上冠與轉(zhuǎn)輪下環(huán)之間設(shè)置扭曲葉片，該扭曲葉片在垂直于骨面方向上的厚度均相等，扭曲葉片厚度B1與扭曲葉片進(jìn)水高度B2的比值為0.1～0.15，扭曲葉片進(jìn)水高度B2與導(dǎo)葉的高度B3相同，扭曲葉片進(jìn)水高度B2與轉(zhuǎn)輪進(jìn)水口直徑D1的比值為0.1～0.2，蝸殼的徑向斷面為矩形。本發(fā)明具有運(yùn)行效率高、水力性能好和制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足驅(qū)動(dòng)水冷卻塔系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)的需要。
文檔編號(hào)F03B3/12GK103216374SQ20131011210
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者鄭源, 朱飛, 史金華, 李江, 范小娟, 楊春霞 申請(qǐng)人:河海大學(xué), 南京河?？萍加邢薰?br>