[發(fā)明專利]一種水輪機(jī)主軸中心孔自動(dòng)補(bǔ)氣裝置及水輪機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510360003.0
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105003378B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高忠信;朱文若;蔣文山;陸力;張飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院;北京中水科水電科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: F03B11/00
• 分類號: F03B11/00;F03B11/04
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,何家鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水輪機(jī)主軸中心孔自動(dòng)補(bǔ)氣裝置及水輪機(jī)，屬于流體機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

一般的天然水中均含有一定的溶解氧，可供魚類及其它水生生物生存。相比之下，許多水庫的下游河段都會(huì)存在水中含氧量缺損的情況。含氧量是評價(jià)水質(zhì)的重要指標(biāo)之一，含氧量的缺損將嚴(yán)重影響河段生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。為了增加水電設(shè)施下游的溶解氧攝入，改善其環(huán)境適應(yīng)性，改善現(xiàn)有及新建水電裝備過流水質(zhì)，特別是增加大壩下游河段水中氧氣溶解含量十分必要。另外，反擊式水輪機(jī)在部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)會(huì)在轉(zhuǎn)輪出口形成尾水管渦帶，該渦帶會(huì)造成水輪機(jī)的運(yùn)行不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠在水輪機(jī)運(yùn)行時(shí)增加水中含氧量同時(shí)向水輪機(jī)的渦帶低壓區(qū)域補(bǔ)氣減輕渦帶壓力脈動(dòng)的水輪機(jī)主軸中心孔自動(dòng)補(bǔ)氣裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種水輪機(jī)主軸中心孔自動(dòng)補(bǔ)氣裝置，其特征在于：它包括一呈上端大、下端小的漏斗形的座閥和一風(fēng)扇葉輪，所述風(fēng)扇葉輪包括一中心軸和一級以上的葉片組，每一級葉片組包括多個(gè)沿所述中心軸的周向等間隔設(shè)置的風(fēng)扇葉片；各所述風(fēng)扇葉片的邊緣均與所述座閥的內(nèi)壁固定連接，所述中心軸位于所述座閥的中心。

每一級所述風(fēng)扇葉片組中的所述風(fēng)扇葉片的數(shù)量為四個(gè)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能夠在運(yùn)行時(shí)增加水中含氧量的水輪機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種水輪機(jī)，它包括一帶有一中心孔的主軸，其特征在于：在所述主軸的頂部設(shè)置有自動(dòng)補(bǔ)氣裝置，所述自動(dòng)補(bǔ)氣裝置的所述座閥固定連接在所述主軸的頂部，位于所述座閥底部的孔與所述主軸上的所述中心孔對齊。

位于所述座閥底部的孔的直徑與所述主軸上的所述中心孔的直徑相等。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明在水輪機(jī)的主軸頂部設(shè)置一水輪機(jī)主軸中心孔自動(dòng)補(bǔ)氣裝置，所述的自動(dòng)補(bǔ)氣裝置包括一漏斗形的座閥和固定連接在座閥內(nèi)壁的風(fēng)扇葉輪，因此，當(dāng)水輪機(jī)的主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以利用風(fēng)扇原理向水輪機(jī)尾水管補(bǔ)氣，增加水中的氧氣溶解含量；另一方面，當(dāng)水輪機(jī)發(fā)生尾水管渦帶時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)向水輪機(jī)的渦帶低壓區(qū)域補(bǔ)氣，從而減輕渦帶壓力脈動(dòng)。2、本發(fā)明的座閥采用漏斗形設(shè)計(jì)，上端較大，內(nèi)壁連接風(fēng)扇葉輪，能夠有效加大補(bǔ)氣量；下端內(nèi)徑與主軸的中心孔一致，能夠降低空氣傳輸中的局部損失；同時(shí)漏斗形的內(nèi)壁呈流線的設(shè)計(jì)保證了空氣在傳輸過程中的流暢。3、本發(fā)明還可以通過增加座閥的高度、增加風(fēng)扇葉輪的葉片組級數(shù)來進(jìn)一步增加補(bǔ)氣量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明自動(dòng)補(bǔ)氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明提出了一種水輪機(jī)主軸中心孔自動(dòng)補(bǔ)氣裝置，它包括一呈上端大、下端小的漏斗形的座閥1和一風(fēng)扇葉輪2，風(fēng)扇葉輪2包括一中心軸21和一級以上的葉片組，每一級葉片組包括多個(gè)沿中心軸21的周向等間隔設(shè)置的風(fēng)扇葉片22。各風(fēng)扇葉片22的邊緣均與座閥1的內(nèi)壁固定連接，中心軸21位于座閥1的中心。座閥1的底部固定連接在水輪機(jī)的主軸3的頂部，主軸3上設(shè)置有中心孔。位于座閥1底部的孔與主軸3上的中心孔對齊。

上述實(shí)施例中，每一級風(fēng)扇葉片組中的風(fēng)扇葉片22的數(shù)量為四個(gè)。

上述實(shí)施例中，位于座閥1底部的孔的直徑采用與主軸3上的中心孔相等的直徑。

本發(fā)明的原理如下：

當(dāng)水輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，主軸3開始轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)本發(fā)明所述的自動(dòng)補(bǔ)氣裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，在風(fēng)扇葉輪2的作用下，空氣進(jìn)入主軸3的中心孔，通過轉(zhuǎn)輪下方的泄水錐(圖中未示出)，進(jìn)入尾水管，從而增加水中的氧氣溶解含量。另一方面，在水輪機(jī)發(fā)生尾水管渦帶時(shí)，還可以通過向水輪機(jī)的渦帶低壓區(qū)域補(bǔ)氣，來減輕渦帶壓力脈動(dòng)。

本發(fā)明所述的自動(dòng)補(bǔ)氣裝置的座閥1采用漏斗形設(shè)計(jì)，上端內(nèi)徑較大，內(nèi)壁連接風(fēng)扇葉輪2，能夠有效加大補(bǔ)氣量；下端內(nèi)徑與主軸3中心孔一致，能夠降低空氣傳輸中的局部損失；同時(shí)漏斗形的內(nèi)壁呈流線的設(shè)計(jì)保證了空氣在傳輸過程中的流暢。

本發(fā)明還可以通過增加座閥1的高度、增加風(fēng)扇葉輪2的葉片組級數(shù)來進(jìn)一步增加補(bǔ)氣量。

本發(fā)明僅以上述實(shí)施例進(jìn)行說明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及其連接都是可以有所變化的。在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)或等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。