[實用新型]臥軸沖擊式水輪機軸線中心自然補氣裝置

有效

• 申請號: 201220332444.1
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN202707339U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 楊小松
• 申請（專利權）人: 重慶立崧電機設備有限公司
• 主分類號: F03B1/00
• 分類號: F03B1/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所 50211
• 代理人: 譚小容

技術領域

本實用新型涉及水力發電機技術領域，具體涉及一種臥軸沖擊式水輪機的補氣裝置，適用于單噴嘴、雙噴嘴以及三噴嘴等臥軸沖擊式水輪機。

背景技術

臥軸沖擊式水輪機在正常運行時，作完功的水流在轉輪離心力的作用下，大部分被甩到機殼壁上，并順機殼壁向下流動，形成水簾。由于一般尾水通氣高度只有0.6m～0.8m，故隨著機組負荷的增大(一般在>50％開度后)，水簾厚度增加，達到一定厚度的水簾流下與尾水相連封住了通氣通道。隨著機組的不停運行，機殼水流不停地外流，外流的水流不斷地將機殼內的空氣帶走，當從尾水水簾進入的空氣少于尾水帶走的空氣時，機殼內就逐漸形成真空。以上所述為沖擊式水輪機的真空形成機理。

隨著機殼內的氣壓降低、真空的形成，一方面會導致轉輪吸附作完功的水流在轉輪外圓周圍形成珍珠鏈，造成轉輪的旋轉阻力增大，從而降低效率，帶來巨大的經濟損失；另一方面真空會導致轉輪和噴針的汽蝕損壞，并會產生較大的噪音、造成機組振動等。

綜上所述，沖擊式水輪機的轉輪必須是在大氣中旋轉，才能最有效的將水流的動能轉換為機械能再通過發電機轉換成電能。然而，大多數臥軸沖擊式水輪機都沒有配備補氣裝置，少數配備補氣裝置的臥軸沖擊式水輪機，又存在：a)補氣裝置安裝位置不對，無法將大氣補入，甚至將機殼內的水流引出，使得水流飛濺，損壞其他電氣設備；b)補氣裝置的設計制造成本高，需要機械的或電力以及儀器儀表等人工操作；c)補氣裝置的設置影響機殼內的檢修等一系列問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種安全可靠、制造運行成本低、易于布置的臥軸沖擊式水輪機軸線中心自然補氣裝置。

為此，本實用新型所采用的技術方案是：一種臥軸沖擊式水輪機軸線中心自然補氣裝置，包括機殼，以及設置在機殼內的噴嘴和轉輪，所述轉輪的軸線水平設置且左右延伸，關鍵在于：所述機殼的左側壁外設置有左進氣管、右側壁外設置有右進氣管，機殼內設置有左補氣管和右補氣管，所述左補氣管通過左進氣管向上引伸后與大氣相通、右補氣管通過右進氣管向上引伸后與大氣相通；所述左、右補氣管位于轉輪下方，且左、右補氣管的軸線垂直于轉輪的水斗分水刃面。

根據臥軸沖擊式水輪機的真空形成機理，在機殼內找到水簾最薄的位置，即補氣管在機殼內的最佳安裝位置。補氣管分為左右兩根，布置在機殼左右側壁內，補氣管位于轉輪下方，且補氣管的軸線垂直于轉輪的水斗分水刃面，滿足上述安裝要求的補氣管，其軸線必然也平行于轉輪軸線、垂直于噴嘴射流軸線。在該位置安裝的補氣管，穿過水簾厚度，就能順利地將大氣自動補入機殼，從而消除機殼內的真空。依靠大氣壓的壓力自然補氣，即機殼內一旦形成真空，大氣壓就將空氣自動補入機殼內，不需要另外機械的或電力以及儀器儀表等人工操作。

作為本方案的優選，所述左補氣管與左進氣管相連的一端通過補氣法蘭和螺釘固定在機殼的左側壁上，右補氣管與右進氣管相連的一端通過補氣法蘭和螺釘固定在機殼的右側壁上，左、右補氣管的另一端分別設置有補氣彎管；補氣管通過補氣法蘭和螺釘與機殼側壁相連，當需要在機殼內檢修噴嘴、轉輪等部件時，可以很方便將左、右補氣管取下；另外，在補氣管的末端設置補氣彎管，可防止轉輪轉動時的水流直接沖入補氣管內。

所述左、右進氣管靠近大氣的一端通過進氣彎管、擴氣錐管和進氣法蘭向上引伸至廠房墻后方再與大氣相通，在擴氣錐管與進氣法蘭之間還設置有濾網。優化結構布置的同時，通過設置濾網，防止外部異物或人為將異物投入補氣管內，將進氣管、補氣管堵塞。

其有益效果是：該自然補氣裝置補氣效果好、造價低、運行可靠、安裝更換方便、使用壽命長，提高了轉輪的效率、增加了電站的經濟效益，同時控制了噴針、噴嘴的汽蝕損壞，減少了水輪機的噪音，提高了水輪機的可靠性，確保了電站的經濟效益和運行安全；適用于臥軸單噴嘴沖擊式水輪機、臥軸雙噴嘴沖擊式水輪機以及臥軸三噴嘴沖擊式水輪機等臥軸沖擊式水輪機。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是圖1的A向局部視圖。

圖3是圖1的B-B剖視圖。

圖4是圖3的另一種結構形式。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明：