[發明專利]一種超低比轉速混流式水輪機

無效

• 申請號: 200910028482.0
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN101482083A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 周大慶;鄭源;顧星康;屈波;徐峰;張麗敏
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: F03B1/00
• 分類號: F03B1/00;F03B3/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

技術領域

本發明涉及一種混流式水輪機，屬于能源動力技術領域。

背景技術

常規的水輪機與發電機配套組成水輪發電機組用以發電，但作為原動機的水輪機還可用以驅動其他機械，隨著生產的發展在其他領域里的使用越來越多，目前在排灌、供水、化工、消防、紡織、石油、農產品加工等行業中的應用不斷增加。非發電用的水輪機在比轉速、工作部件、結構及某些工作參數要求等方面與常規水輪機存在較大差異，這些差異造成水輪機中的水流運動不同、設計方法不同。而目前對這種超低比轉速混流式水輪機缺乏研究，以致效率很低，遠遠達不到充分利用水能的要求。

發明內容

要解決的技術問題：

本發明提供了一種超低比轉速混流式水輪機，解決了上述所述的現有技術中低比轉速混流式水輪機效率低，結構復雜的技術問題。

技術方案：

一種超低比轉速混流式水輪機，包括進水的金屬蝸殼、座環、負曲率導葉、低比轉速水輪機轉輪葉片、低比轉速水輪機轉輪下環、低比轉速水輪機轉輪上冠、蓋板、軸承座、主軸、支墩、錐形尾水管；主軸設置在軸承座上，軸承座設置在蓋板的上側中部，蓋板的下側設置低比轉速水輪機轉輪上冠，蓋板的端部固定連接座環，低比轉速水輪機轉輪上冠的下方相對設置低比轉速水輪機轉輪下環，低比轉速水輪機轉輪下環的一端與座環連接，另一端與錐形尾水管連接；座環的外側連接金屬蝸殼，金屬蝸殼設置在支墩上；座環上設置16～18個單列環形負曲率導葉，低比轉速水輪機轉輪上冠與低比轉速水輪機轉輪下環之間的空腔內設置低比轉速水輪機轉輪葉片。

本發明還包括集水盤，所述集水盤位于低比轉速水輪機轉輪下環下方，一端與座環連接，另一端與錐形尾水管連接。發明的低比轉速介于40m·KW至60m·KW之間。

本發明的負曲率導葉的高度b0為低比轉速水輪機轉輪進水口直徑D1的0.09～0.13倍；負曲率導葉出水邊的直徑D3為低比轉速水輪機轉輪進水口直徑D1的0.9～1.15倍，負曲率導葉進水邊的直徑D4為低比轉速水輪機轉輪進水口直徑D1的1.1～1.3倍。

本發明的低比轉速水輪機轉輪高度B0與低比轉速水輪機轉輪進水口直徑D1的比值為0.18～0.22，低比轉速水輪機轉輪的出水口直徑D2與低比轉速水輪機轉輪進水口直徑D1的比值為0.49～0.52。低比轉速水輪機轉輪葉片數為17～19，葉片翼形最小厚度與最大厚度之比為0.3～0.35，且翼形彎曲角θ在100°～105°之間。

有益效果：

與現有技術相比，本發明解決了上述現有技術中低比轉速混流式水輪機效率低，結構復雜的技術問題。

附圖說明

圖1是本發明的一種結果示意圖。

圖2是圖1的A-A向剖視圖。

圖3是本發明的轉輪葉片示意圖。

圖4是本發明的負曲率導葉的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖說明對本發明進一步詳細說明：

如圖1所示，一種超低比轉速混流式水輪機，包括進水的金屬蝸殼1、座環2、負曲率導葉3、低比轉速水輪機轉輪葉片4、低比轉速水輪機轉輪下環5、低比轉速水輪機轉輪上冠6、蓋板7、軸承座8、主軸9、支墩10、集水盤11、錐形尾水管12；金屬蝸殼1內與座環2通過焊接方法相連接，并放置在支墩10上，同樣進行焊接固定；座環2通過集水盤11與錐形尾水管相連接，三者之間的連接方法為螺栓固定。水輪機旋轉部件由低比轉速水輪機轉輪葉片4、低比轉速水輪機轉輪下環5、低比轉速水輪機轉輪上冠6及主軸9構成；轉輪葉片4通過焊接方法固定在轉輪下環5與轉輪上冠6之間，轉輪上冠6與主軸9之間通過鍵傳遞力矩；主軸9通過軸承座8固定在蓋板7上，蓋板7與座環2之間采用螺栓固定。

本發明的16～18個成單列環形布置的負曲率導葉3采用焊接方法固定在座環2上。

本發明的負曲率導葉高度b0為低比轉速水輪機轉輪進水口直徑D1的0.09～0.13倍；負曲率導葉出水邊的直徑D3為低比轉速水輪機轉輪進水口直徑D1的0.9～1.15倍，負曲率導葉進水邊的直徑D4為低比轉速水輪機轉輪進水口直徑D1的1.1～1.3倍。

本發明的低比轉速水輪機轉輪高度B0與低比轉速水輪機轉輪進水口直徑D1的比值為0.18～0.22，低比轉速水輪機轉輪的出水口直徑D2與低比轉速水輪機轉輪進水口直徑D1的比值為0.49～0.52。低比轉速水輪機轉輪葉片數為17～19，葉片翼形最小厚度與最大厚度之比為0.3～0.35，且翼形彎曲角θ在100°～105°之間。