低水壓水輪機的製作方法

2023-06-06 13:27:36 2

專利名稱：低水壓水輪機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水輪機，特別涉及驅動冷卻塔風扇的水輪機。
背景技術：
現有醫院、賓館、酒店、辦公樓的中央空調和工廠等場所的冷卻塔一般需要由電動機驅動風機，幫助散熱。電動機需要大量電費。中國專利02216412.X公開了一種改進的冷卻塔水輪機，取消了電動機和減，以熱水作為動力，推動冷卻塔水輪機，水輪機帶動風扇以風冷卻熱水。該冷卻塔水輪機包括帶有進水口和出水口的機殼，主軸，軸承以及安置在主軸上的葉輪，它取消了電動機和減速器；所述機殼內設有出水區域，出水區域由圍板圍置而成；所述葉輪設置在進水口處，葉輪的葉片數為七片以上，進水切擊葉輪並貫流葉輪後在出水區域緩釋，使葉輪帶動風扇葉片旋轉。該專利的葉輪放在圓形機殼的偏心的位置，同於現有水輪機的出水區域一般設計方式，即這種外殼是圓形或橢圓形，尾水在弧形的出水區域(減壓空間)中的減壓較果不理想。
受水輪機外殼的限止，水輪機的尾水對葉輪有阻力，阻礙葉輪轉動。現有水輪機的外殼都是圓形或橢圓形，水輪機安裝在外殼中的偏心位置，使尾水有較大空間減壓，從而減少對葉輪的阻力。但這種圓弧外殼的減壓空間缺點是葉輪帶動尾水到切水板位置阻礙葉輪轉動。

發明內容
本實用新型的目的是提供衝轉葉片後的尾水對葉輪阻力較小的低水壓水輪機，特別適用於驅動冷卻塔風扇的水輪機。
本實用新型低水壓水輪機的主要構思是用改變現有圓形或橢圓形的外殼為矩形，使外殼成為長方體的形狀，葉輪放在外殼長方體中的偏心位置，尾水的減壓空間成為有角的形狀，減小尾水隨葉輪轉動的力，從而減少尾水對葉輪的阻力。
本實用新型低水壓水輪機的結構是除水輪機外殼形狀外，本實用新型低水壓水輪機的其它結構同於現有低水壓水輪機。本實用新型同於現有低水壓水輪機的結構是本低水壓水輪機主要部件包括有主軸1、軸承座2、外殼3、葉輪4，軸承座2與外殼3相連，或軸承座2與外殼3中間經端蓋5將該三個部件連接；葉輪4位於外殼3中並在上面位置，主軸1位於軸承座2和葉輪4中心；外殼3高度大於葉輪4的高度；外殼3設有進水口6和出水口7；葉輪4和進水口6高度基本相同，進水口6位於外殼3側壁偏上面位置，葉輪4的整體外形是圓柱體，其特徵在於外殼3是方長體，葉輪4位於外殼3中的偏中心位置，並且葉輪4是偏在接近外殼的進水口6位置，即葉輪4與外殼3的進水口側壁8和進水口相鄰側壁9接近，葉輪4與外殼3的另兩個側壁遠離，使其葉輪4與外殼3之間夾成高壓尾水室10和低壓尾水室11。衝轉葉輪4後的尾水還有較高壓力，這種高壓尾水在高壓尾水室10中撞擊外殼3側壁減少壓力，受重力作用，尾水從外殼3下面的出水口7流出。
高壓尾水室10大於低壓尾水室11。高壓尾水室10的主要檔水壁是外殼的高壓側壁12，外殼的高壓側壁12與葉輪4之間的高壓尾水室最小寬度13大於葉輪4直徑的35％，也就是外殼的高壓側壁12與葉輪4之間的最小距離也應該大於葉輪4直徑長度的35％。如果小於葉輪4直徑長度的35％，則高壓尾水室10太小，尾水積在高壓尾水室10中太多，尾水壓力增大，阻礙葉輪4轉動的力量增大。理論上外殼的高壓側壁12與葉輪4之間距離可以越大越好，但太大的缺點是耗材料又佔地型佔空間。本實用新型的目的就是用較少的材料製成較小的體積，而尾水對葉輪阻力較小的低水壓水輪機。所以低壓尾水室11比高壓尾水室10更小，外殼的低壓側壁14與葉輪4之間的低壓尾水室11最小寬度15大於葉輪4直徑的20％即可。根據一般設計要求，葉輪4高度小於外殼3高度，使尾水在出水口7中有一定的積放空間。
經實驗，本實用新型低水壓水輪機的葉輪4的葉片數量為10-20片效果較好，葉片數量為13效果最好。
本實用新型低水壓水輪機是指水壓為0.05-0.15Mpa，流量為0.5-50000t/h的水輪機。所述的尾水指衝轉葉輪4後不需再用的水。
本實用新型低水壓水輪機的優點葉輪帶動尾水到切水板16位置時尾水量少、尾水的水壓小、對葉輪轉動的阻力小。用較少的材料製成較小的體積，較簡單的外殼製造工藝，較少成本，使尾水對葉輪阻力較小於現有的圓形外殼的低水壓水輪機。


圖1是低水壓水輪機的剖面結構示意圖；圖2是外殼與葉輪的位置關係，和兩者夾出的高壓尾水室和低壓尾水室的結構示意圖；圖3是外殼與葉輪的位置結構示意圖；圖中主軸--1、軸承座--2、外殼--3、葉輪--4，端蓋--5、進水口--6、出水口--7、進水口側壁--8、進水口相鄰側壁--9、高壓尾水室--10、低壓尾水室--11、外殼的高壓側壁--12、高壓尾水室最小寬度--13、外殼的低壓側壁--14、低壓尾水室最小寬度-15、切水板--16。
具體實施例實施例1、優化設計的尾水室的13葉片式低水壓水輪機如圖1，把低水壓水輪機的外殼3製成長500mm、寬430mm、高120mm的長方體，軸承座2與外殼3中間經端蓋5將該三個部件連接，葉輪4高為71mm、直徑300mm，主軸1穿過軸承座2、端蓋5的中心孔，再穿入外殼3的主軸孔，最後主軸1穿入葉輪4的中心孔。外殼3的主軸孔中心位於外殼進水口側壁8距離184mm，和進水口相鄰側壁9距離172mm的交叉點，使葉輪4安裝在偏向外殼進水口側壁8和進水口相鄰側壁9的位置。外殼3的進水口6和出水口7的位置和大小同於現有低水壓水輪機的設計要求。本實施例外殼的高壓側壁12與葉輪4之間的高壓尾水室最小寬度13是葉輪(4)直徑的55％；外殼的低壓側壁14與葉輪4之間的低壓尾水室11最小寬度15是葉輪4直徑的36％。本實施例葉輪4的葉片數量為13片。
實施例2、優化設計的尾水室的10葉片式低水壓水輪機如實施例1，僅是葉輪4的葉片數量為10片。
實施例3、較小尾水室有端蓋的20葉片式低水壓水輪機如圖1，把低水壓水輪機的外殼3製成長450mm、寬400mm、高110mm的長方體，軸承座2與外殼3中間經端蓋5將該三個部件連接，葉輪4高為35mm、直徑340mm，主軸1穿過軸承座2、端蓋5的中心孔，再穿入外殼3的主軸孔，最後主軸1穿入葉輪4的中心孔。外殼3的主軸孔位於外殼進水口側壁8距離184mm和進水口相鄰側壁9距離172mm的交又點，使葉輪4安裝在偏向外殼進水口側壁8和進水口相鄰側壁9的位置。外殼3的進水口6和出水口7的位置和大小同於現有低水壓水輪機的設計要求。本實施例外殼的高壓側壁12與葉輪4之間的高壓尾水室最小寬度13是葉輪4直徑的39％；外殼的低壓側壁14與葉輪4之間的低壓尾水室11最小寬度15是葉輪4直徑的26％。本實施例葉輪4的葉片數量為20片。
權利要求1.低水壓水輪機，主軸(1)、軸承座(2)、外殼(3)、葉輪(4)，軸承座(2)與外殼(3)中間經端蓋(5)將該三個部件連接；葉輪(4)位於外殼(3)中並在上面位置，主軸(1)位於軸承座(2)和葉輪(4)中心；外殼(3)高度大於葉輪(4)的高度；外殼(3)設有進水口(6)和出水口(7)；葉輪(4)和進水口(6)高度基本相同，進水口(6)位於外殼(3)側壁偏上面位置，葉輪(4)的整體外形是圓柱體，其特徵在於外殼(3)是方長體，葉輪(4)位於外殼(3)中的偏中心位置，並且葉輪(4)是偏在接近外殼的進水口(6)位置，即葉輪(4)與外殼(3)的進水口側壁(8)和進水口相鄰側壁(9)接近，葉輪(4)與外殼(3)的另兩個側壁遠離，使其葉輪(4)與外殼(3)夾出高壓尾水室(10)和低壓尾水室(11)。
2.根據權利要求1所述的低水壓水輪機，其特徵在於高壓尾水室(10)大於低壓尾水室(11)。
3.根據權利要求1所述的低水壓水輪機，其特徵在於外殼的高壓側壁(12)與葉輪(4)之間的高壓尾水室最小寬度(13)大於葉輪(4)直徑的35％；外殼的低壓側壁(14)與葉輪(4)之間的低壓尾水室(11)最小寬度(15)大於葉輪(4)直徑的20％。
4.根據權利要求1所述的低水壓水輪機，其特徵在於葉輪(4)的葉片數量為10-20片。
專利摘要本實用新型低水壓水輪機涉及一種水輪機，特別涉及驅動冷卻塔風扇的水輪機。為減少尾水對葉輪轉動的阻力，改變現有圓形或橢圓形的外殼為矩形，使外殼成為長方體的形狀，葉輪放在外殼長方體中的偏心位置，尾水的減壓空間成為有角的形狀，減小尾水隨葉輪轉動的力，從而減少尾水對葉輪的阻力。優點葉輪帶動尾水到切水板位置時尾水量少、尾水的水壓小、對葉輪轉動的阻力小，用較少的材料製成較小的體積，較簡單的外殼製造工藝，較少成本，使尾水對葉輪阻力較小於現有的圓形外殼的低水壓水輪機。
文檔編號F03B1/00GK2871893SQ20052003671
公開日2007年2月21日 申請日期2005年12月29日 優先權日2005年12月29日
發明者陳明華 申請人:陳明華