[發(fā)明專利]一種基于水輪機模式的帶異徑正反導葉的液力透平流道

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810850151.4
• 申請日: 2018-07-28
• 公開（公告）號: CN108661844A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 李延頻;張自超;陳德新;王亞猛;杜洋
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: F03B3/18
• 分類號: F03B3/18;F03B3/12;F03B11/02
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

1.一種基于水輪機模式的帶異徑正反導葉的液力透平流道，包括渦室式進水室、首級徑向式正導葉、首級轉輪、至少一級次級級間異徑正反導葉及相應級超低比轉速轉輪、出水室、主軸、軸承和機殼，其特征在于，所述的引水室(1)為斷面呈圓矩形的蝸殼式，主軸(7)裝在軸承(8)的中心內(nèi)，渦室式引水室(1)出水口經(jīng)首級導葉(2)與首級轉輪(3)相連通，首級轉輪(3)與次級級間異徑正反導葉(4)相連通，級間異徑正反導葉(4)與對應級轉輪(5)相連通，水流在渦室式引水室(1)的作用下順暢軸向對稱的引向首級導葉(2)，由首級導葉(2)形成首級轉輪(3)所需要的環(huán)量，再進入首級轉輪(3)，經(jīng)和首級轉輪(3)通道串接在一起的次級級間異徑正反導葉(4)流向相應級轉輪(5)，以此類推，最好水流經(jīng)末級導葉及相應末級轉輪流至出水室(6)，與機殼(9)構成一體的透平流道。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于水輪機模式的帶異徑正反導葉的液力透平流道，其特征在于，所述的渦室式引水室(1)的進口到出口的直徑逐漸縮小，即斷面面積逐漸減小，構成水流量均勻減小結構。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于水輪機模式的帶異徑正反導葉的液力透平流道，其特征在于，所述的首級導葉(2)為異徑徑向式的正導葉。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于水輪機模式的帶異徑正反導葉的液力透平流道，其特征在于，所述的首級轉輪(3)和次級轉輪(5)結構相同，均為超低比轉速轉輪，轉輪流道從進口到出口由徑向變?yōu)檩S向，其結構是由上冠、葉片和下環(huán)構成，轉輪葉片進口安放角β₁為110°～150°，單位流量為0.2～0.3m³/s，轉速為45～55r/min，葉片彎曲度較大，流道較短，構成超低比轉速混流式轉輪。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于水輪機模式的帶異徑正反導葉的液力透平流道，其特征在于，所述的級間異徑正反導葉(4)為異徑徑向式正反導葉，正導葉直徑大于反導葉直徑，正導葉的尾部開有三角形窗口，水流由首級轉輪的出口流向級間導葉的反導葉，流過窗口轉為軸向，到正導葉上部的環(huán)形空間相混合，再進入正導葉，經(jīng)正導葉引導并形成次級轉輪所需要的環(huán)量，進入次級轉輪，正導葉出口直徑為首級導葉內(nèi)直徑的加2-10mm，外直徑為正導葉出口直徑的1.3-1.5倍，反導葉的高度為首級轉輪(3)進口高度的1.8倍，正導葉出口角與次級轉輪(5)進口角相同，反導葉進口角與次級轉輪(5)水流法向出口角相同，均為90°，反導葉的進口頭部均呈圓鈍的翼型，尾部逐漸變薄。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于水輪機模式的帶異徑正反導葉的液力透平流道，其特征在于，所述的出水室(6)為環(huán)形出水室，環(huán)形截面跟引水室截面斷面面積相一致，出水室(6)出口面積與引水室(1)進口面積相一致，所述出水室(6)與次級轉輪(5)相連，使次級轉輪(5)出口處的水流能量降低，從而增加轉輪前后的能量差，回收部分剩余水流能量。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于水輪機模式的帶異徑正反導葉的液力透平流道，其特征在于，所述的主軸(7)轉速為1500-3000r/min，由首級轉輪(3)、次級轉輪(5)所產(chǎn)生的旋轉機械能由主軸(7)輸出，直接帶動風機或泵運行，或與三相同步發(fā)電機直聯(lián)發(fā)電，無需加裝減速機，提高設備的可靠性、穩(wěn)定性，降低設備的運行維護費用。

8.根據(jù)權利要求1所述的基于水輪機模式的帶異徑正反導葉的液力透平流道，其特征在于，所述的液力透平流道為立式或臥式。