[實用新型]多噴嘴高效大容量斜擊式水輪機

有效

• 申請號: 200920312220.2
• 申請日: 2009-10-11
• 公開（公告）號: CN201531351U
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 張天勇;宋文武;韓啟芳;林昌義;劉曉烈;符杰;黎戰;王小林;徐學義
• 申請（專利權）人: 洪雅力達水力發電設備有限責任公司;西華大學
• 主分類號: F03B1/00
• 分類號: F03B1/00;F03B1/04;F03B11/02
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 楊海燕

技術領域

本實用新型涉及一種斜擊式水輪機，屬于流體機械領域，特別適用于中小型水力資源的開發和利用。

背景技術

現有傳統斜擊式水輪機結構包括機殼、機蓋、噴嘴、機殼內的轉輪以及電機，噴嘴多為單一噴嘴。單一噴嘴的斜擊式水輪機的過流量通常較小，單機出力小，用于發電時必然要增加機組臺數，同樣會增加電站的建設成本；而且同一時刻往往有3～4個斗葉在接受同一噴嘴流量大小不等的射流，使得斗葉的繞流情況復雜，單個斗葉根部的受力不均，從而引起整個機組的振動。

專利文獻公開了一種水輪機立式環形多噴嘴，它是在環形管道中分布有多個噴嘴；專利文獻還公開了一種集流多噴嘴斜擊式水輪機，它具有一個集流器，相當于配水容器，在集流器的圓周上均布多個噴嘴，它雖然實現了斜擊式水輪機的多噴嘴的設計思想，但在水力設計上，這種布置的多噴嘴卻不能嚴格保證各噴嘴之間的水力平衡關系，通過開啟與關閉各噴嘴來進行運行調節，更不易保證水力平衡關系。轉輪是水輪機的心臟部件，不管是集流式水輪機還是環形多噴嘴，均與原轉輪型線不匹配，噴嘴數目增加后，結構布置復雜，轉輪過流量加大，射流之間與轉輪內部水流之間均可能發生干涉，葉片根部區域以及葉片進口處均可能產生大量旋渦，水力損失大，水力效率低。

還有傳統的斜擊式水輪機隨著單機出力的增加，結構與尺寸受到很大限制，使其排流不暢通，容易撞擊機座、機蓋形成漫反射；水輪機主體分為機座、機蓋兩部分，使其拆裝、檢修極為不便。

實用新型內容

本實用新型要解決的問題在于針對以上不足而提供一種機組運行穩定，提高單機容量、增大機組出力、提高水輪機轉輪效率，有效解決多噴嘴水輪機射流干涉問題的斜擊式水輪機。其技術方案如下：

它包括引水環管、機殼、噴嘴、機殼內的轉輪以及電機。其關鍵技術是在引水環管上安裝2～6個噴嘴對準轉輪，各噴嘴與轉輪進口平面的夾角為19°～21°，射流進口角α1為19°～21°，轉輪出口寬度L較傳統的單噴嘴斜擊式水輪機的增加了25％～30％，轉輪出口的安放角γ為15°～17°。

與現有技術相比本實用新型具有的優點是：

1、增加了噴嘴數量，就增加了斜擊式水輪機接受水流能量的能力，達到減少機組臺數、增加機組出力的目的。在相同的轉輪直徑下，其斜擊式水輪機的流量將提高一倍或者多倍，單機容量得到提高，出力也大大提高，同時水輪機轉輪效率得到有效提高。

2、現有技術水輪機轉輪出口的安放角為12°～15°，射流的角度為22°～27°，這樣的設計參數使得多噴嘴水輪機必定會產生射流干涉問題。而本實用新型優化設計出雙噴嘴以及多噴嘴情況下的轉輪型線，具體就是：①加寬了轉輪出口的寬度25％～30％，改變轉輪出口的安放角為15°～17°；②改變各噴嘴與轉輪進口平面的夾角為19°～21°，使得多噴嘴時射流的角度為19°～21°。這樣的設計參數，有效解決了多噴嘴水輪機射流干涉問題。

3、本實用新型實為引水環管式的多噴嘴斜擊式水輪機，機組可立式布置，也可臥式布置，嚴格保證了各噴嘴之間的水力平衡關系，轉輪受力平衡，且機組運行調節時也能高效、穩定運行。

4、在機殼上部設有轉輪吊裝孔，可在不移動發電機的情況下拆裝轉輪，方便拆裝與檢修。機殼右邊的進入門和平水柵也大大方便了檢修機組。

附圖說明

圖1，是本實用新型結構示意圖；

圖2，是圖1俯視圖；

圖3，是轉輪出口寬度、轉輪出口安放角以及射流進口角示意圖；

圖4，是本實用新型另一結構示意圖。

具體實施方式

實施例一：

參見圖1--圖3，本實用新型包括引水環管1、機殼6、噴嘴4、機殼內的轉輪5以及電機3。其關鍵技術是在引水環管1上安裝2個噴嘴4對準轉輪5，各噴嘴與轉輪進口平面的夾角為21°，射流進口角α1為21°，轉輪出口寬度L較傳統的單噴嘴斜擊式水輪機的轉輪出口寬度增加了25％，轉輪出口的安放角γ為15°。在引水環管1上有支管2與噴嘴4連接。

現有技術拆換轉輪時一般情況下需要拆掉機蓋或移動機組，給檢修帶來不便，本實用新型在機殼6上端設有轉輪吊裝孔7，平時用蓋子將轉輪吊裝孔蓋住，用螺栓將蓋子與機殼連接，使用時將螺栓拆掉，用行車把吊繩從孔中放下，轉輪與吊繩固定后，從孔中吊出，這樣就可以在不移動機組的情況下吊出轉輪。在機殼6一側設有進入門8，機殼6下方設有平水柵9，當機組發生故障時，可以不用移動機組，直接從進入門進去，人可站在平水柵上檢修。水輪機結構采用焊接件，其結構與尺寸大大優化，排流暢通。

實施例二：