一种冷却塔专用水轮机叶轮及其在水轮机中的安装结构的制作方法

本实用新型涉及一种叶轮，更具体地说，涉及一种冷却塔专用水轮机叶轮及其在水轮机中的安装结构。

背景技术：

冷却塔是用水作为循环冷却剂，从一系统中吸收热量排放至大气中，以降低水温的装置；其冷却是利用水与空气流动接触后进行冷热交换产生蒸汽，蒸汽挥发带走热量达到蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理来散去工业上或制冷空调中产生的余热来降低水温的蒸发散热装置，以保证系统的正常运行。

为了提高水与空气的换热效率，在冷却塔内需要设置风机。传统的冷却塔采用电动机驱动风机抽风，而电动机需要消耗大量电能，不利于节能和环保，电动机运行时还会产生较大的噪音并伴有振动，存在一定的安全隐患。冷却塔循环水系统中必须存在一定的富余能量，大概20％～25％，而现有的冷却塔水轮机正是将这些“富余能量”转换为高效的机械能，驱动风机旋转，从而100％取代了冷却塔传统风机电机，达到了节能环保的目的。

目前，已经有许多应用于工业冷却塔的专用水轮机技术，但这些水轮机中的很大一部分还是模仿大型水力发电水轮机，仅是通过一定比例缩放即应用于冷却塔中，这样的水轮机往往效率不高，并且使用寿命也不长，所采用的水轮机叶轮结构又较为复杂，加工难度较大。针对这些问题，也有一些新型的改进型冷却塔水轮机出现，一定程度上而言，这些改进型冷却塔水轮机确实起到了提高性能的作用，但在能量利用率和使用寿命上依然没有达到理想的效果，分析原因主要有以下几点：

(1)水轮机的叶轮设计不合理，有部分水流会对叶轮造成一定冲击，导致水流能量利用率不高，并且容易造成水轮机冲击震动，长此以往容易造成水轮机密封失效，造成水轮机损坏；并且现有的水轮机叶轮较为笨重，启动速度慢，转速低；

(2)水轮机的进出水设计不合理，水轮机的进水口大部分设计为叶轮的切向进水，这样有助于驱动叶轮旋转，降低对叶轮的冲击，但进水压力无法得到进一步提升，从而造成能量利用率降低；而由于出水口的设计不合理而造成水轮机内出水速度较低，使水轮机内形成干扰水流，阻碍叶轮转动，使部分水流能量在水轮机内被消耗掉。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有水轮机叶轮存在的上述不足，提供一种冷却塔专用水轮机叶轮及其在水轮机中的安装结构，采用本实用新型的技术方案，通过在叶轮的叶片外周设置集水环，使轮盘与集水环之间由叶片分隔为一圈入水口，集水环的中部与叶片之间形成集水口，水由入水口切向冲击叶片后快速向中心旋转集中，并从集水口快速排出，能够充分利用进水能量，减少能量的内部消耗，大幅提高了水轮机的工作效率；并且具有结构简单、灵活质轻等特点，工作水压小、转速快。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种冷却塔专用水轮机叶轮，包括轮盘、集水环和若干叶片，所述的叶片沿同一旋转方向固定在轮盘上且由轮盘的中心向外呈辐射状结构，所述的集水环的外径与轮盘的外径相等，且集水环平行于轮盘固定在叶片的外周上，所述的轮盘与集水环之间由叶片分隔为一圈入水口，所述的集水环的中部与叶片之间形成集水口。

更进一步地，所述的叶片为平板结构或弧形板结构。

更进一步地，所述的集水环的外径与内径之比为3:2～2:1。

更进一步地，所述的轮盘、集水环和叶片通过焊接固定于一体。

更进一步地，所述的轮盘、集水环和叶片的材质为304不锈钢。

更进一步地，所述的叶片的中心焊接有转轴，所述的转轴穿过轮盘。

本实用新型的一种上述的冷却塔专用水轮机叶轮在水轮机中的安装结构，该叶轮的轴向高度与水轮机的进水口的高度一致，所述的叶轮安装于水轮机的壳体内，且水轮机的进水口与叶轮的入水口沿叶轮的外圆切向正对设置，水轮机的出水口位于叶轮的集水口以下。

更进一步地，所述的叶轮通过转轴固定在水轮机的壳体内，且转轴穿过水轮机的壳体后安装于轴承箱上，所述的轴承箱通过隔离架架空固定在壳体上。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种冷却塔专用水轮机叶轮，其通过在叶轮的叶片外周设置集水环，使轮盘与集水环之间由叶片分隔为一圈入水口，集水环的中部与叶片之间形成集水口，水由入水口切向冲击叶片后快速向中心旋转集中，并从集水口快速排出，能够充分利用进水能量，减少能量的内部消耗，大幅提高了水轮机的工作效率；并且具有结构简单、灵活质轻等特点，工作水压小、转速快；

(2)本实用新型的一种冷却塔专用水轮机叶轮，其叶片为平板结构或弧形板结构，结构简单，制作方便；

(3)本实用新型的一种冷却塔专用水轮机叶轮，其集水环的外径与内径之比为3:2～2:1，使水能够从入水口进入并从集水口快速排出，使水流能量能够更好地作用在叶片上驱动叶轮旋转；

(4)本实用新型的一种冷却塔专用水轮机叶轮，其轮盘、集水环和叶片通过焊接固定于一体，且轮盘、集水环和叶片的材质为304不锈钢，结构牢固，使用寿命长；

(5)本实用新型的一种冷却塔专用水轮机叶轮在水轮机中的安装结构，其叶轮的轴向高度与水轮机的进水口的高度一致，叶轮安装于水轮机的壳体内，且水轮机的进水口与叶轮的入水口沿叶轮的外圆切向正对设置，水轮机的出水口位于叶轮的集水口以下，利用合理的进水口布置以及叶轮的结构优化，使水轮机的进水能量有效作用于叶轮的旋转叶片上，降低对叶轮的负面冲击，从而更加高效地驱动叶轮旋转，达到提高水轮机工作效率的作用；

(6)本实用新型的一种冷却塔专用水轮机叶轮在水轮机中的安装结构，其叶轮通过转轴固定在水轮机的壳体内，且转轴穿过水轮机的壳体后安装于轴承箱上，轴承箱通过隔离架架空固定在壳体上，有效解决了壳体密封失效而导致轴承箱进水损坏的问题，提高了水轮机的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的一种冷却塔专用水轮机叶轮的结构示意图；

图2为本实用新型的一种冷却塔专用水轮机叶轮在水轮机中的安装结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、叶轮；1-1、轮盘；1-2、叶片；1-3、集水环；1-4、入水口；1-5、集水口；2、转轴；3、壳体；4、轴承箱；5、隔离架；6、进水口；7、出水口。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例

结合图1所示，本实施例的一种冷却塔专用水轮机叶轮，包括轮盘1-1、集水环1-3和若干叶片1-2，叶片1-2沿同一旋转方向固定在轮盘1-1上且由轮盘1-1的中心向外呈辐射状结构，叶片1-2与轮盘1-1相垂直最佳，叶片1-2从轮盘1-1的中心向外延伸到轮盘1-1的外周，集水环1-3的外径与轮盘1-1的外径相等，且集水环1-3平行于轮盘1-1固定在叶片1-2的外周上，轮盘1-1与集水环1-3之间由叶片1-2分隔为一圈入水口1-4，集水环1-3的中部与叶片1-2之间形成集水口1-5。工作时，水流沿叶轮的切向进入入水口1-4，从而驱动叶轮转动，并沿叶片1-2快速向中心集中，然后直接从集水口1-5流出，这样不仅充分利用了进水能量，也减少了因排水过慢而造成的能量损失。上述的集水环1-3不仅能够起到集水作用，还可以有效提高叶片1-2的结构强度。

接续图1所示，在本实施例中，叶片1-2可以为平板结构或弧形板结构，结构简单，制作方便。集水环1-3的外径与内径之比优选为3:2～2:1，这样能够合理分配经过叶轮的水流，使水能够从入水口进入并从集水口快速排出，使水流能量能够更好地作用在叶片上驱动叶轮旋转。轮盘1-1、集水环1-3和叶片1-2三者通过焊接固定于一体，且轮盘1-1、集水环1-3和叶片1-2的材质为304不锈钢，结构牢固，使用寿命长。另外，叶片1-2的中心焊接有转轴2，转轴2穿过轮盘1-1，叶片1-2与转轴连接牢固，无法脱落。

结合图2所示，本实施例的一种上述的冷却塔专用水轮机叶轮在水轮机中的安装结构，该叶轮1的轴向高度与水轮机的进水口6的高度一致，叶轮1安装于水轮机的壳体3内，且水轮机的进水口6与叶轮1的入水口1-4沿叶轮1的外圆切向正对设置，水轮机的出水口7位于叶轮1的集水口1-5以下，这样，利用合理的进水口6布置以及叶轮1的结构优化，使水轮机的进水能量有效作用于叶轮1的旋转叶片1-2上，降低对叶轮1的负面冲击，从而更加高效地驱动叶轮1旋转，达到提高水轮机工作效率的作用。具体地，叶轮1通过转轴2固定在水轮机的壳体3内，且转轴2穿过水轮机的壳体3后安装于轴承箱4上，轴承箱4通过隔离架5架空固定在壳体3上，有效解决了壳体3密封失效而导致轴承箱4进水损坏的问题，提高了水轮机的使用寿命。

本实用新型的一种冷却塔专用水轮机叶轮及其在水轮机中的安装结构，可用于各种形式的冷却塔水轮机，通过在叶轮的叶片外周设置集水环，使轮盘与集水环之间由叶片分隔为一圈入水口，集水环的中部与叶片之间形成集水口，水由入水口切向冲击叶片后快速向中心旋转集中，并从集水口快速排出，能够充分利用进水能量，减少能量的内部消耗，大幅提高了水轮机的工作效率；并且具有结构简单、灵活质轻等特点，工作水压小、转速快。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。