新型水力风机冷却塔驱动专用混流式转轮的制作方法
【专利摘要】本发明为一种新型水力风机冷却塔驱动专用混流式转轮，该转轮叶片分别与上冠和下环焊接成一体或转轮整体采用铸造方式。模型转轮直径500mm,叶片数15片，转轮进口直径D1与出口直径D2比为1.7，转轮进水边相对高度为0.088，模型转轮的最优比转速为64.5m.kW，单位转速变化范围为45～75r/min，最优效率高达90%。该转轮具有低比转速、高水力效率和高单位转速变幅的水力特性。
【专利说明】新型水力风机冷却塔驱动专用混流式转轮
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水力风机混流式转轮，具体来讲是一种新型水力风机冷却塔驱动专用混流式转轮。
【背景技术】
[0002]目前，中国是世界上第二位能源生产国和消费国，能源资源总量比较丰富，但人均能源拥有量较低，煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。要实现经济社会的可持续发展，必须走节约资源的道路。工业用循环水冷却塔作为一种通用的循环水冷却设备广泛应用于国民经济的许多部门，如电力、石油、化工、钢铁、轻纺和制药等各领域。通过利用管路的富裕水力能量，采用水力风机替代电机，实现节能降耗的目标前景广阔。
[0003]长久以来，作为水力风机的核心部件一转轮，其效率指标低下，运行时振动严重，水力稳定性差，改造效果差强人意甚至改造失败一直困扰着水力风机生产厂家。为改变该局面，结合水力风机的使用环境和工作特性来有针对性地研制专用转轮十分迫切。因此需要对现有水力风机的核心部件一转轮进行改进和优化，研制出能适应水力风机使用条件的具有优良水力特性和运行稳定性的转轮。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有冷却塔专用水力风机转轮技术上存在的水力效率低下、运行稳定性差的难题，提供一种新型水力风机冷却塔驱动专用混流式转轮，具有高效率指标、良好的水头及流量变化的适应性及运行稳定性，最终实现高效节能的目的。
[0005]本发明是这样实现的，构造一种新型水力风机冷却塔驱动用混流式转轮，其特征在于:该转轮包括有上冠、叶片、下环三部分；上冠、叶片、下环其本体结构采用铸造方式，叶片位于上冠、下环之间并通过焊接方式与上冠、下环焊成一体或转轮整体采用铸造方式。
[0006]根据本发明所述的一种新型水力风机冷却塔驱动专用混流式转轮，其特征在于:该模型转轮进口直径Dl为500mm，所述叶片的叶片数为15片，转轮进口直径Dl与出口直径D2比为1.7，转轮进水边相对高度为0.088。
[0007]立足于现有基础转轮，通过应用世界先进流体流动分析技术CFD对专用混流式转轮的内部流动进行分析和优化并在真机试验中得到验证，最终优化出的一种新型水力风机冷却塔驱动用混流式转轮，其特征在于:模型转轮直径为500_，叶片数15片，转轮进口直径Dl与出口直径D2比为1.7，转轮进水边相对高度为0.088。
[0008]根据本发明所述的一种新型水力风机冷却塔驱动专用混流式转轮，其特征在于:模型转轮的最优工况比转速为64.5m.kW,单位转速变化范围为45?75r/min,最优单位转速61.8r/min，最优单位流量0.120m3/s，模型最优点效率90%。
[0009]根据本发明所述的一种新型水力风机冷却塔驱动专用混流式转轮，其特征在于:单位转速变化范围宽广，水力高效区范围宽，对水头变化及流量变化具有良好的适应性，有利于水力风机冷却塔在白天和晚上、不同季节、不同地域实现水力风机的自动调节，确保工况变化后的高效率和良好的稳定性。
[0010]本发明的优越性在于:本发明通过改进优化，在此提供一种新型水力风机冷却塔驱动专用混流式转轮，该转轮克服了大多数现有水力风机驱动用混流式转轮存在的效率指标低下，运行振动严重，水力稳定性差，改造效果差强人意的不足。
[0011]通过采用计算机流体流动分析技术CFD及真机试验验证,研制出能适应水力风机使用条件的具有优良水力特性和运行稳定性的转轮，单位转速变化范围宽广，水力高效区范围宽，对水头变化及流量变化具有良好的适应性，有利于水力风机冷却塔在白天和晚上、不同季节、不同地域实现水力风机的自动调节，确保工况变化后的高效率和良好的稳定性，最终实现闻效节能的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明转轮结构示意图图2是本发明转轮叶片轴面示意图图3是本发明转轮叶片平面示意图图中:上冠1、叶片2、下环3。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合附图1-3对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0014]本发明的目的在于克服现有水力风机驱动专用混流式转轮技术上存在的不足，解决目前大多数水力风机转轮所存在的水力效率低下、运行稳定性差的难题，提供一种新型水力风机冷却塔驱动专用的混流式转轮，具有高效率指标、良好的水头及流量变化适应性及运行稳定性，最终实现高效节能的目的。
[0015]如图1-3所示:本发明所述一种新型水力风机冷却塔驱动专用混流式转轮，其特征在于:该转轮包括有上冠1、叶片2、下环3三部分。上冠1、下环3、叶片2其本体结构采用铸造方式，叶片2位于上冠1、下环3之间并通过焊接方式与上冠、下环焊成一体或转轮整体采用铸造方式。
[0016]首先，在从现有混流式转轮中优选出一个比较适合水力风机冷却塔驱动用的基础转轮，在选出的基础转轮基础上，通过合理选择与转轮相匹配的蜗壳及固定导叶型线尺寸及导叶高度，利用计算机流体流动分析技术CFD对整个流场进行分析，获得水力效率等关键性指标。
[0017]其次，建立多个流道匹配模型，有针对性调整流道尺寸及转轮叶片翼型断面形状，多方案比较，优选控制性参数好的叶片翼型断面形状和匹配流道及导叶形状。
[0018]最后，根据分析结果，优选出控制性参数最好的叶片翼型断面形状和匹配流道及导叶形状，确定定型方案。根据最优方案制造真机验证模型，通过实验台进行真机实验，验证转轮的控制性水力性能指标是否合符预期并最终确定。
[0019]本发明通过改进优化，在此提供一种新型水力风机冷却塔驱动用混流式转轮，该转轮克服了大多数现有水力风机驱动用混流式转轮存在的效率指标低下，运行振动严重，水力稳定性差，改造效果差强人意的不足。该发明转轮具有优良水力特性和良好的运行稳定性，单位转速变化范围宽广，水力高效区范围宽，对水头变化及流量变化具有良好的适应性，有利于水力风机冷却塔在白天和晚上、不同季节、不同地域实现水力风机的自动调节，确保工况变化后的闻效率和良好的稳定性，最终实现闻效节能的目的。
[0020]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种新型水力风机冷却塔驱动用混流式转轮，其特征在于:该转轮包括有上冠(1)，叶片(2)、下环(3)三部分；上冠(I)、叶片(2)、下环(3)其本体结构采用铸造方式，叶片(2)位于上冠(I)、下环(3)之间并通过焊接方式与上冠(I)、下环(3)焊成一体或转轮整体采用铸造方式。
2.根据权利要求1所述的一种新型水力风机冷却塔驱动专用混流式转轮，其特征在于:该模型转轮进口直径Dl为500mm，所述叶片(2)的叶片数为15片，转轮进口直径Dl与出口直径D2比为1.7，转轮进水边相对高度为0.088。
3.根据权利要求2所述的一种新型水力风机冷却塔驱动专用混流式转轮，其特征在于:模型转轮的最优工况比转速为64.5m.kW,单位转速变化范围为45?75r/min,最优单位转速61.8r/min，最优单位流量0.120m3/s，模型最优点效率90%。
【文档编号】F04D25/04GK104279115SQ201410462578
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】胡张健, 赖凌云 申请人:乐山东方动力节能设备有限公司