专利名称：一种冷却塔风筒节能导流装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力、冶金、石油化工等工业技术领域，具体来说，是一种冷却塔风筒节能导流装置。
背景技术：
冷却塔主要应用于电力、冶金、石油化工、纺织等各工业领域和民用空调冷却系统，能耗在工业生产中占有较大的比例。冷却塔是将工业生产中产生的废热带到大气中的主要设备，这些废热以热水的方式进入冷却塔，经过蒸发和传导散热使热水冷却，然后再返回工业生产中。要将热水的热量传给空气，需要为冷却塔提供大量的新鲜自然空气并把废热空气排向塔外，这一作用是冷却塔风机来完成的。冷却塔风机的运转便产生冷却塔的能耗，降低风机的能耗便能达到节能的目的。风机的能耗随气流经过冷却塔的阻力和通风流量的增大而增大，通过冷却塔的空气量与冷却塔散热量相关，所以，要在保障冷却塔散热量前提下，降低冷却塔的空气阻力是唯一途径。冷却塔排出热空气的动能是冷却塔空气阻力的一个重要组成部分，冷却塔安装风筒的目的是为减低冷却塔排空气的动能，其原理是将风机出口渐扩至风筒出口，以达到降低冷却塔排出空气的动能。由于目前风机和风筒结构的特性，风筒降低冷却塔排出空气动能并不是十分有效，如图1所示，在冷却塔风筒I内风机2出口气流形成涡流，一方面增加了能耗，另一方面使风筒出口流速分布不均匀加大的出口的动能。
发明内容为了解决上述问题，本发明提出一种一种冷却塔风筒节能导流装置，通过对风筒筒壁的设计以及在风机轮毂上表面或风筒上安装导流装置，可有效的克服了风筒出口的涡旋流动。使风机出口的气流能通过风筒的扩散到达风筒出口时达到均匀风速分布，从而有效降低冷却塔出口空气的动能 损失，减低风机运行的能耗。本发明一种冷却塔风筒节能导流装置，为具有圆形横截面，且由下至上横截面半径逐渐减小的轴对称结构；节能导流装置的底面直径与风机轮毂直径相等，设置于风机轮毂上方，使节能导流装置顶端与风筒顶面位于同一水平面上，且节能导流装置在水平面上的投影与风机轮毂在水平面上的投影重合。当风机叶片的横截面到风筒顶面的垂直距离^=7.1R广9.5 时，节能导流装置具有下述两种外形结构:结构A:节能导流装置整体外形设计为弹头结构，其纵截面的两条侧边为具有流线型弧的侧边；结构B:节能导流装置整体外形设计为圆锥形结构；上述R1为风机轮毂半径。当风机叶片的横截面到风筒顶面的垂直距离Htl < 7.1R1时，节能导流装置具有下述两种外形结构:[0011]结构a:节能导流装置整体外形设计为弹头结构，其纵截面的两条侧边为具有流线型弧的侧边；结构b:节能导流装置整体外形设计为圆锥形结构。上述结构a与结构b中的节能导流装置顶面的半径r=R「(0. Γθ.14)H0 为风机轮毂半径。本发明的优点在于:1、本发明冷却塔风筒节能导流装置，可有效克服风筒出口的涡旋流动，减低风筒出口动能，提高风机效率，降低风机能耗，达到节能目的；2、本发明冷却塔风筒节能导流装置，可有效提高冷却塔风筒出口气流的均匀性，减少塔气流阻力，保证风机在高效工作区运行，对提高冷却塔效果，降低电耗具有很大的社会意义和较高的经济效益；3、本发明冷却塔风筒节能导流装置，结构简单，安装方便，制作成本低。
图1为现有冷却塔风筒的结构及流态示意图；图2(a)为本发明中在风机轮毂上表面安装结构A的导流装置与流态向示意图(正视)；图2 (b)为本发明中在风机轮毂上表面安装结构A的导流装置与流态示意图(俯视)；图3 (a)为 本发明中通过连接杆安装结构A的导流装置与流态示意图(正视)；图3 (b)为本发明中通过连接杆安装结构A的导流装置与流态示意图(俯视)；图4 Ca)为本发明中在风机轮毂上表面安装结构B的导流装置与流态示意图(正视)；图4 (b)为本发明中在风机轮毂上表面安装结构B的导流装置与流态示意图(俯视)；图5 Ca)为本发明中通过连接杆安装结构B的导流装置与流态示意图(正视)；图5 (b)为本发明中通过连接杆安装结构B的导流装置与流态示意图(俯视)；图6(a)为本发明中在风机轮毂上表面安装结构a的导流装置与流态向示意图(正视)；图6 (b)为本发明中在风机轮毂上表面安装结构a的导流装置与流态示意图(俯视)；图7 Ca)为本发明中通过连接杆安装结构a的导流装置与流态示意图(正视)；图7 (b)为本发明中通过连接杆安装结构a的导流装置与流态示意图(俯视)；图8 Ca)为本发明中在风机轮毂上表面安装结构b的导流装置与流态示意图(正视)；图8 (b)为本发明中在风机轮毂上表面安装结构b的导流装置与流态示意图(俯视)；图9 (a)为本发明中通过连接杆安装结构b的导流装置与流态示意图(正视)；图9 (b)为本发明中通过连接杆安装结构b的导流装置与流态示意图(俯视)。[0035]图中:1-风筒外壳 2-风机 3-驱动电机 4-节能导流装置5-连接杆
具体实施方式
以下结合附图来对本发明做进一步说明。本发明冷却塔风筒节能导流装置，为具有圆形横截面，且由下至上横截面半径逐渐减小的轴对称结构。节能导流装置4的底面直径与风机2轮毂直径相等，设置于风机2轮毂上方，具体为:将节能导流装置4的底面直接固定安装在风机2轮毂上表面上，或者将节能导流装置4通过至少两个沿风机2直径方向设置的连接杆5与风筒外壳I固定连接，增强了节能导流装置4的定位稳固性，且连接杆5与节能导流装置4的连接处在节能导流装置4周向上均匀分布，使节能导流装置4底面与风机2轮毂上表面间的垂直距离保持在5^10厘米。在节能导流装置4设置完毕后，需保证节能导流装置4顶端与风筒顶面位于同一水平面上，且节能导流装置4在水平面上的投影与风机2轮毂在水平面上的投影重合，如图疒图9所示。上述节能导流装置4内部可设计为镂空，由此可减少制造材料，降低制造成本。通过上述结构可有效克服风筒出口的涡旋流动，减低风筒出口动能，提高风机2效率，从而达到节能目的。本发明节能导流装置4的整体外形尺寸是根据气流在扩散角Θ不大于16°时，不会出现分离的原理来设计的，现有风筒中风机2叶片的横截面到风筒顶面的垂直距离H。通常不会大于9.5 ，如果Htl > 9.5 时，风筒内的气流虽然也不发生分离，但风筒的高度将增大，一是增加了风筒的成本；二是风筒内气流将会产生延程摩擦阻力，又将增大风机2能耗；由此在^=7.1R广9.5 时，节能导流装置4具有下述两种外形结构:结构A:节能导流装置4整体外形设计为弹头结构，其纵截面的两条侧边为具有流线型弧的侧边，如图2、图3所示。结构B:节能导流装置4整体外形设计为圆锥形结构，如图4、图5所示；上述两种结构，由于受限于Htl与R1间的关系，因此节能导流装置4纵截面的顶点与底边两端点间的连线与节能导流装置4的轴线间夹角β必然不大于8°，由此气流扩散角Θ必然不大于16°，使流经风筒外壳I内侧壁与导流装置外侧壁间的气流不会产生分离。在实际应用时，采用上述方式需要严格满足凡=7.1R1 9.5R1；因此有时需要对风筒的整体结构进行改进，包括风筒外壳I与风机2的重新制作与安装。因此也可在不改变现有风筒的结构，直接安装节能导流装置4。但现有风筒的结构中难以保证^=7.1R广9.5R1；仍然会有Htl小于7.1R1这种情况，在这种情况下，若采用上述结构A与结构B的节能导流装置4，使节能导流装置4纵截面的顶点与底边两端点间的连线和节能导流装置4的轴线间夹角β大于8°，造成气流扩散角Θ大于16°。因此针对这种情况，本发明还提供两外两种节能导流装置4外形结构尺寸:结构a:节能导流装置4整体外形设计为顶部为平面的弹头结构，其纵截面的两条侧边为具有流线型弧的侧边，如图6、图7所示；[0047]结构b:节能导流装置4整体外形设计为圆台结构，如图8、图9所示；；上述结构a与结构b中，节能导流装置4的顶面的半径r=R「(0. Γθ.14) H0 ；由此采用上述外形结构尺寸的节能导流装置4，应用于H。小于7.1R1的风筒中，节能导流装置4纵截面的顶点与 底边位于同侧的两端点间连线和节能导流装置4的轴线间夹角Θ必然不大于8°，由此气流扩散角Θ必然不大于16°，使流经风筒外壳I内侧壁与导流装置外侧壁间的气流不会产生分离。
权利要求1.一种冷却塔风筒节能导流装置，其特征在于:为具有圆形横截面，且由下至上横截面半径逐渐减小的轴对称结构；节能导流装置底面直径与风机轮毂直径相等，设置于风机轮毂上方，使节能导流装置顶端与风筒顶面位于同一水平面上，且节能导流装置在水平面上的投影与风机轮毂在水平面上的投影重合。
2.如权利要求1所述一种冷却塔风筒节能导流装置，其特征在于:所述节能导流装置的底面直接固定安装在风机轮毂上表面上。
3.如权利要求1所述一种冷却塔风筒节能导流装置，其特征在于:所述节能导流装置通过连接杆与风筒外壳固定连接，使节能导流装置底面与风机轮毂上表面间的垂直距离保持在5 10厘米。
4.如权利要求3所述一种冷却塔风筒节能导流装置，其特征在于:所述连接杆至少为两个，且连接杆与节能导流装置的连接处在节能导流装置周向上均匀分布。
5.如权利要求1 所述一种冷却塔风筒节能导流装置，其特征在于:所述风筒高度设计为使风机叶片的横截面至风筒顶面的垂直距离^=7.1R1 9.5R1； R1为风机轮毂半径。
6.如权利要求5所述一种冷却塔风筒节能导流装置，其特征在于:所述风机叶片的横截面到风筒顶面的垂直距离^=7.1R1 9.5 时，节能导流装置具有下述两种外形结构: 结构A:节能导流装置整体外形设计为弹头结构，其纵截面的两条侧边为具有流线型弧的侧边； 结构B:节能导流装置整体外形设计为圆锥形结构； 上述R1为风机轮毂半径。
7.如权利要求5所述一种冷却塔风筒节能导流装置，其特征在于:所述风机叶片的横截面到风筒顶面的垂直距离Htl < 7.1R1时，节能导流装置具有下述两种外形结构: 结构a:节能导流装置整体外形设计为弹头结构，其纵截面的两条侧边为具有流线型弧的侧边； 结构b:节能导流装置整体外形设计为圆锥形结构。
上述结构a与结构b中的节能导流装置顶面的半径F=R1-(0.11 0.14) H0 为风机轮毂半径。
8.如权利要求1所述一种冷却塔风筒节能导流装置，其特征在于:所述节能导流装置内部镂空。
专利摘要本实用新型公开一种冷却塔风筒节能导流装置，属于电力、冶金、石油化工等工业技术领域；一种冷却塔风筒节能导流装置，为具有圆形横截面，且由下至上横截面半径逐渐减小的轴对称结构；节能导流装置底面直径与风机轮毂直径相等，设置于风机轮毂上方，使节能导流装置顶端与风筒顶面位于同一水平面上，且节能导流装置在水平面上的投影与风机轮毂在水平面上的投影重合。本实用新型的优点为有效克服风筒出口的涡旋流动，减低风筒出口动能，提高风机效率，降低风机能耗，达到节能目的。
文档编号F04D29/54GK202971338SQ20122069598
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者赵顺安, 包冰国 申请人:江苏海鸥冷却塔股份有限公司