高效水动力冷却塔的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高效水动力冷却塔，其按照公式设计计算得出基本数据，依据这些基本数据制造出的冷却塔。冷却塔包括外壳、匹配设于外壳内侧的水轮机以及与水轮机分别匹配连接的风扇、冷却水出水管和冷却水进水管；水轮机包括基础环、装设于基础环顶端的蜗壳、装设于基础环底端的尾水管、装设于蜗壳顶端的顶盖、穿设于蜗壳内侧的转动轴以及装设于转动轴一端的转轮。本发明的设计方法简单、合理，计算出精确。本发明的冷却塔具有良好的能量和安全性能，通过水流冲击转轮产生动能，带动风机转动，不需要增加外部动力源，节约了能源，使用安全可靠，适于推广与应用。
【专利说明】局效水动力冷却塔
【技术领域】
[0001]本发明涉及冷却塔【技术领域】，尤其涉及一种高效水动力冷却塔。
【背景技术】
[0002]目前，市场上空调系统正在使用的冷却塔主要的冷却方式是以电动机为动力源带动风机旋转，使得空气流动，与空调冷却水逆向流通，从而达到空调冷却水降温的目的。对于目前能源的日益紧张情况，空调系统节约能耗也就成为了一种新型的竞争手段，而对于占据整个空调系统20%~30%能耗的冷却塔电能消耗就首先成为了人们眼中的一个焦点，怎样使冷却塔更能节约能耗也就成了人们急于解决的一个新的课题。国际上以及国内有人用混流式或轴流式转轮替代原有电机，使风机由原来的电力驱动改为水力驱动，达到了节约能耗的目的，但是众所周知，混流式转轮应用水头较高(40~700米)，但叶片固定，负荷变化较大时，效率显著下降；而轴流式转桨机尽管能适应水头(3~50米)与负荷变化，高效率区宽，但空蚀系数(动力真空与水头之比值)较大，且悬臂的桨叶强度有限，故应用水头较低。
【发明内容】
[0003]本发明是为了解决现有的空调系统冷却塔能耗较大以及对周边环境污染等的问题而提出一种通过简单、合理的设计方法制造出不仅具有良好的能量和安全性能，而且能显著降低电力能耗、减小噪声，应用范围更加广泛的高效水动力冷却塔。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0005]上述的高效水动力冷却塔的设计方法，其包括以下步骤:
[0006](A)计算水轮机进水口和水轮机出水口处之间的单位能量差，即冷却塔工作水头扎，计算公式为:
[0007]
【权利要求】
1.一种高效水动力冷却塔的设计方法，其特征在于，包括以下步骤， (A)计算水轮机进水口和水轮机出水口处之间的单位能量差，即冷却塔工作水头札，计算公式为:
2.如权利要求1所述的高效水动力冷却塔，其特征在于，所述水轮机进水口处水流的单位能量EA的计算公式为:
3.一种基于上述权利要求1、2任意一项所述的高效水动力冷却塔的设计方法的高效水动力冷却塔，包括外壳、匹配设于所述外壳内侧的水轮机以及与所述水轮机分别匹配连接的风扇、冷却水出水管和冷却水进水管；所述水轮机包括基础环、装设于所述基础环顶端的蜗壳、装设于所述基础环底端的尾水管、装设于所述蜗壳顶端的顶盖、穿设于所述蜗壳内侧的转动轴以及装设于所述转动轴一端的转轮；其特征在于:所述转轮为自一端向另一端倾斜的圆锥形壳体结构，其匹配固设于所述转动轴的底端部，外壁沿圆周倾斜一定角度均匀设置有呈空间扭曲面的转轮叶片； 所述转轮叶片还分别与所述转动轴以及水流流向形成一个斜向夹角。
4.如权利要求3所述的高效水动力冷却塔，其特征在于:所述蜗壳为向内螺旋管道组成的蜗壳且管径以螺旋线结构逐步缩小，其靠内一侧呈开口状；所述蜗壳在位于开口处的内侧还装设有用于分流水流的固定导叶。
5.如权利要求3所述的高效水动力冷却塔，其特征在于:所述顶盖呈环形筒状结构，其底端口的内侧壁与所述转动轴之间装设有密封装置。
6.如权利要求3所述的高效水动力冷却塔，其特征在于:所述转动轴呈轴体结构，其一端向所述顶盖上侧穿出，另一端向所述顶盖下侧穿出； 所述转动轴向所述顶盖上侧穿出的顶端开设有第一键槽，所述转动轴向所述顶盖下侧穿出的底端开设有第二键槽；所述风扇通过所述第一键槽配以定位键固定于所述转动轴的顶端； 所述转轮通过所述第二键槽配以定位键套接固定于所述转动轴的底端。
7.如权利要求6所述的高效水动力冷却塔，其特征在于:所述水轮机还包括轴承座；所述轴承座呈锥形筒状结构，其匹配套设于向所述顶盖上侧穿出的所述转动轴一端； 所述轴承座的顶端口固设有轴承盖板，底端与所述第二法兰盘固定连接； 所述轴承座的顶端口内壁与所述转动轴之间装设有轴承，所述轴承座的底端口内壁与所述转动轴之间也装设有轴承。
8.如权利要求3所述的高效水动力冷却塔，其特征在于:所述冷却水进水管一端伸进所述外壳内侧且与所述蜗壳的进水口连接导通，另一端伸出所述外壳外侧且连接外置供水装置； 所述冷却水出水管水平设置于所述外壳的上端内侧，其中部与所述尾水管连接并导通。
【文档编号】F03B3/18GK103743257SQ201410010239
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】张礼达, 魏艳立, 杨静, 卢磊 申请人:西华大学