[發(fā)明專利]一種基于水輪機(jī)模式的帶異徑正反導(dǎo)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(shè)計）人: 李延頻;張自超;陳德新;王亞猛;杜洋
• 申請（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學(xué)
• 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(wù)所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

本發(fā)明之目的是提供一種基于水輪機(jī)模式的帶異徑正反導(dǎo)葉的液力透平流道，包括渦室式進(jìn)水室、首級徑向式正導(dǎo)葉、首級轉(zhuǎn)輪、至少一級次級級間異徑正反導(dǎo)葉及相應(yīng)級超低比轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)輪、出水室、主軸、軸承和機(jī)殼，所述的引水室為斷面呈圓矩形的蝸殼式，主軸裝在軸承的中心內(nèi)，渦室式引水室出水口經(jīng)首級導(dǎo)葉與首級轉(zhuǎn)輪相連通，首級轉(zhuǎn)輪與次級級間異徑正反導(dǎo)葉相連通，級間異徑正反導(dǎo)葉與對應(yīng)級轉(zhuǎn)輪相連通，本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，設(shè)備裝置效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠、高效工作范圍寬，適用于中小流量、中高余壓（水頭）利用，節(jié)能環(huán)保，是水輪機(jī)上的創(chuàng)新，有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水輪機(jī)，特別是用于高余壓回收的一種基于水輪機(jī)模式的帶異徑正反導(dǎo)葉的液力透平流道。

背景技術(shù)

目前，大多數(shù)用于余能回收的液力透平常采用多級泵反轉(zhuǎn)，由于泵反轉(zhuǎn)作透平運(yùn)行時，進(jìn)出口發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，因此，這些按泵工況設(shè)計的透平，其損失比泵工況運(yùn)行時的大、效率低，高效工作范圍窄，穩(wěn)定性差。余能回收效率低，導(dǎo)致能源的二次浪費(fèi)，因此提高液力透平的余能回收效率尤為重要。而水輪機(jī)是水能利用的常規(guī)原動機(jī)，其運(yùn)行效率往往要比泵作液力透平的效率高很多，且高效工作范圍寬，穩(wěn)定性好，基于此點(diǎn)考慮，很有必要設(shè)計開發(fā)水輪機(jī)模式的液力透平。此外，液力透平的余能回收效率不僅取決于高效的轉(zhuǎn)輪，還需要開發(fā)出與之相適應(yīng)的流道，以提高液力透平整體余能回收效率。雖然常規(guī)低比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)的余能回收效率較高，但單級轉(zhuǎn)輪利用水頭不高。另外，由于受結(jié)構(gòu)布局限制，液力透平流道還要求結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。因此，為提高余能回收效率并提高單級轉(zhuǎn)輪利用水頭能力，需要設(shè)計開發(fā)出與超低比轉(zhuǎn)速水輪機(jī)模式液力透平及其相適應(yīng)的流道。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的是提供一種基于水輪機(jī)模式的帶異徑正反導(dǎo)葉的液力透平流道，可有效提高工業(yè)流體余能回收效率和單級轉(zhuǎn)輪可利用水頭，并解決反轉(zhuǎn)泵型液力透平效率低、高效區(qū)窄、穩(wěn)定性差的問題。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，一種基于水輪機(jī)模式的帶異徑正反導(dǎo)葉的液力透平流道，包括渦室式進(jìn)水室、首級徑向式正導(dǎo)葉、首級轉(zhuǎn)輪、至少一級次級級間異徑正反導(dǎo)葉及相應(yīng)級超低比轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)輪、出水室、主軸、軸承和機(jī)殼，所述的引水室為斷面呈圓矩形的蝸殼式，主軸裝在軸承的中心內(nèi)，渦室式引水室出水口經(jīng)首級導(dǎo)葉與首級轉(zhuǎn)輪相連通，首級轉(zhuǎn)輪與次級級間異徑正反導(dǎo)葉相連通，級間異徑正反導(dǎo)葉與對應(yīng)級轉(zhuǎn)輪相連通，水流在渦室式引水室的作用下順暢軸向?qū)ΨQ的引向首級導(dǎo)葉，由首級導(dǎo)葉形成首級轉(zhuǎn)輪所需要的環(huán)量，再進(jìn)入首級轉(zhuǎn)輪，經(jīng)和首級轉(zhuǎn)輪通道串接在一起的次級級間異徑正反導(dǎo)葉流向相應(yīng)級轉(zhuǎn)輪，以此類推，最好水流經(jīng)末級導(dǎo)葉及相應(yīng)末級轉(zhuǎn)輪流至出水室，與機(jī)殼構(gòu)成一體的透平流道。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，單級液力透平具有較高的余能回收效率和較高的級利用水頭，可與發(fā)電機(jī)直聯(lián)，設(shè)備裝置效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠、高效工作范圍寬，適用于中小流量、中高余壓（水頭）利用，節(jié)能環(huán)保，是水輪機(jī)上的創(chuàng)新，有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面主視圖；

圖2為本發(fā)明的進(jìn)水室的結(jié)構(gòu)剖面主視圖；

圖3為本發(fā)明的首級導(dǎo)葉的俯視圖；

圖4為本發(fā)明的超低比轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明級間異徑正反導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體使用情況對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說明。