CN109488614A - 一种带行星减速器的水轮机风机 - Google Patents

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胡达义
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/04—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid-driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明涉及流体机械技术领域，具体地说，是一种带行星减速器的水轮机风机，由一个叶轮、一个行星减速器和一个水轮机组成，所述行星减速器的输入轴为水轮机的输出轴，所述叶轮套装在所述行星减速器的输出轴上，还包括尾水管，所述尾水管上端设置有一个座环，所述座环的内圆周中设有导叶，所述座环外圆周联接有蜗壳，所述座环上端面设有盖板，所述盖板上端面与所述行星减速器相连接，所述座环中心设有一个水轮机转轮，所述水轮机转轮设有一根输出轴设定为水轮机转轮输出轴，所述水轮机转轮输出轴上端联接有所述行星减速器的太阳轮。

Description

一种带行星减速器的水轮机风机
技术领域
本发明涉及流体机械技术领域，具体地说，是一种带行星减速器的水轮机风机。
背景技术
水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。
现有传统的L型冷却塔轴流通风机，由三相异步电动机、传动轴、L型减速器和叶轮组成，叶轮的旋转是靠电动机驱动，电动机转速较高1000rpm～1500rpm，叶轮转速较低100rpm～200rpm，传动轴和L型减速器需要消耗较多电动机的功率，工业冷却塔风机常年每天24小时运行，需要消耗大量的电能。在不同的使用现场，同型号冷却塔的风机转速是固定，但由于叶轮叶片的角度不同而转矩不同，风机的轴功率也不相同；在不同的使用现场，同型号冷却塔的回水压力水头不同，有高有低，处理循环水流量也不同，有大于额定处理水量的，有小于额定处理水量的。
现有技术的冷却塔内置式水轮机风机，是利用低比转速反击式水轮机转轮型号来开发低转速水轮机，在水轮机转轮的输出轴直接套装上风机的叶轮，但是，由于同型号的工业冷却塔风机虽然转速相同但转矩却不相同，更由于同型号的工业冷却塔的可供水轮机利用回水压力水头不同和循环水水量不同，导致水轮机不在最优转速下工作，回收水能的效率低，水轮机的输出功率低，风机的转速低，冷却塔的通风量低，风量达不到冷却塔的设计要求，冷却塔的冷却效果低达不到设计要求，影响工业安全生产，后果不能令人满意。
发明内容
本发明针对传统耗电的L型冷却塔轴流通风机和现有技术的冷却塔内置水轮机风机回收水能效率低下的不足，提供一种替代的高效率回收水能的带行星减速器的水轮机风机。
本发明采用的具体技术方案如下：
一种带行星减速器的水轮机风机，由一个叶轮、一个行星减速器和一个水轮机组成，行星减速器的输入轴为水轮机的输出轴，叶轮套装在行星减速器的输出轴上，还包括尾水管，尾水管上端设置有一个座环，座环的内圆周中设有导叶，座环外圆周联接有蜗壳，座环上端面设有盖板，盖板上端面与行星减速器相连接，座环中心设有一个水轮机转轮，水轮机转轮设有一根输出轴设定为水轮机转轮输出轴，水轮机转轮输出轴上端联接有行星减速器的太阳轮。
在上述技术方案中，根据冷却塔现场可利用的水头和循环水流量来设计水轮机转轮，保证水轮机转轮在最高效率点的最优转速下工作，使水轮机转轮输出最大的功率；再根据叶轮所需要的转速与水轮机转轮的最优转速之间的比例来确定减速比，再来设计行星减速器。通过行星减速器对水轮机转轮的转速和转矩的转换，既保证了水轮机转轮能在最高效率点的最优转速下工作，输出最大的功率，又保证了叶轮所需要的转速和转矩。
本发明的进一步改进，水轮机采用混流式水轮机。
本发明的进一步改进，行星减速器采用一级2K-H(NGW)行星减速器。
本发明的进一步改进，尾水管采用水平出水管方式，尾水管的数量为1-4根。
本发明的进一步改进，尾水管的数量大于1根时，尾水管中心线的角度设定在0°-180°之间。
本发明的有益效果：本发明在冷却塔的不同可利用水头和不同流量组合的工况条件下，保证水轮机转轮能够在最高效率点的最优转速下工作，输出最大功率，通过行星减速器的转换，输出为叶轮所需要的转速和转矩，替代传统耗电的L型冷却塔轴流通风机和现有技术的冷却塔内置水轮机风机，冷却塔风机不再用电，降低循环水的能耗成本，为社会节省大量电能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中一根尾水管的结构示意图。
图3是本发明中两根尾水管的结构示意图。
图中，1-尾水管，2-座环，3-导叶，4-蜗壳，5-盖板，6-行星减速器，7-水轮机转轮，8-水轮机转轮输出轴，9-太阳轮，10-输出轴，11-叶轮。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例：如图1所示，一种带行星减速器的水轮机风机，由一个叶轮11、一个行星减速器6和一个水轮机组成，行星减速器6的输入轴为水轮机的输出轴，叶轮11套装在行星减速器6的输出轴10上，还包括尾水管1，尾水管1上端设置有一个座环2，座环2的内圆周中设有导叶3，座环2外圆周联接有蜗壳4，座环2上端面设有盖板5，盖板5上端面与行星减速器6相连接，座环2中心设有一个水轮机转轮7，水轮机转轮7设有一根输出轴设定为水轮机转轮输出轴8，水轮机转轮输出轴8上端联接有行星减速器6的太阳轮9。
在本实施例中，水轮机采用混流式水轮机，行星减速器采用一级2K-H(NGW)行星减速器。
尾水管可以采用垂直出水管方式设置，也可以采用水平出水管方式设置，尾水管为水平出水管方式设置时，出水管数量为1～4根，当尾水管的出水管的水平出水管数量为1根时如图2所示，当尾水管的水平出水管数量为2根时如图3所示，当尾水管的数量大于1根时，尾水管中心线的角度设定在0°～180°之间。
本实施例实施原理：同型号工业冷却塔的风机型号相同，额定处理循环水水量相同，但在不同的使用现场，实际处理循环水水量是不相同的，有大于额定处理水量的，有小于额定处理水量的，并且回水压力水头也不相同，有高有低；同型号工业冷却塔的风机即使在不同的使用现场，转速是相同的，但由于叶轮叶片的角度不同而转矩不同，风机的轴功率也不相同。设计水轮机风机时，先根据冷却塔现场可利用的水头和循环水流量来设计水轮机转轮，保证水轮机转轮在最高效率点的最优转速下工作；再根据叶轮所需要的转速与水轮机转轮的最优转速之间的比例来确定减速比，再来设计行星减速器。通过行星减速器对水轮机转轮的转速和转矩的转换，既保证了水轮机转轮能在最高效率点的最优转速下工作，输出最大的功率，又保证了叶轮所需要的转速和转矩，替代传统耗电的L型冷却塔轴流通风机和现有技术的冷却塔内置水轮机风机。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种带行星减速器的水轮机风机，其特征在于，由一个叶轮、一个行星减速器和一个水轮机组成，所述行星减速器的输入轴为水轮机的输出轴，所述叶轮套装在所述行星减速器的输出轴上，还包括尾水管，所述尾水管上端设置有一个座环，所述座环的内圆周中设有导叶，所述座环外圆周联接有蜗壳，所述座环上端面设有盖板，所述盖板上端面与所述行星减速器相连接，所述座环中心设有一个水轮机转轮，所述水轮机转轮设有一根输出轴设定为水轮机转轮输出轴，所述水轮机转轮输出轴上端联接有所述行星减速器的太阳轮。
2.根据权利要求1所述的带行星减速器的水轮机风机，其特征在于，所述水轮机采用混流式水轮机。
3.根据权利要求1所述的带行星减速器的水轮机风机，其特征在于，所述行星减速器采用一级2K-H(NGW)行星减速器。
4.根据权利要求1所述的带行星减速器的水轮机风机，其特征在于，所述尾水管可以采用垂直出水管方式设置，也可以采用水平出水管方式设置，尾水管为水平出水管方式设置时，出水管数量为1～4根。
5.根据权利要求4所述的带行星减速器的水轮机风机，其特征在于，所述尾水管的水平出水管数量大于1根时，所述尾水管中心线的角度设定在0°～180°之间。
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CN201554591U (zh) * 2009-01-24 2010-08-18 刘星 工业冷却塔混流式可调速水轮机
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