[發明專利]一種水輪機

有效

• 申請號: 201811206717.6
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109185007B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 劉桂德
• 申請（專利權）人: 江西省蓮花水輪機廠有限公司
• 主分類號: F03B3/02
• 分類號: F03B3/02;F03B3/12;F03B11/06;F03B11/00;F03B13/00
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 董超君

本發明公開了一種水輪機，它包括帶有內腔的蝸殼和尾水管，所述的尾水管與蝸殼上的出水口連通以使得所述蝸殼與尾水管之間形成水流通道，所述蝸殼內設有轉輪，所述轉輪與蝸殼轉動配合且轉輪的部分位于水流通道內，其特征在于：所述轉輪內設有泄水管路，所述轉輪和蝸殼之間的間隙經泄水管路與水流通道連通。本發明提供一種水輪機，其通過引流的方式使得轉輪與蝸殼之間的間隙內壓力降低，從而減少了轉輪轉動的阻力，提高了轉輪的使用壽命，減少了維修頻率。

技術領域

本發明涉及透平機械的技術領域，具體地是一種水輪機。

背景技術

水輪機是將水流能轉換成機械能的一種重要能量轉換裝置，它也是新能源利用中對于水利發電的重要核心機組。現有的水輪機主要包括蝸殼、尾水管、轉輪和發電機，流動的水流從蝸殼的進水口流入經過盤旋加速后形成高壓水流沖擊轉輪最后經尾水管排出，在此過程中帶動轉輪轉動，然后通過傳動軸驅使發電機轉動發電。由于轉輪的部分伸入到蝸殼內，因此轉輪與蝸殼轉動過程中必然存在轉動間隙，這勢必會使得水流進入到轉輪與蝸殼的間隙內，由此會產生一系列的技術問題：

第一、持續的高壓水流會導致轉輪與蝸殼之間形成高壓，提高了轉輪轉動的摩擦阻力。

第二、水流中的雜質顆粒會被帶入到轉輪與蝸殼之間的間隙內，長期積累將會導致轉輪與蝸殼之間的接觸面磨損，影響轉輪使用壽命。

第三、持續的高壓水流會使得轉輪與蝸殼之間始終保持一個較大的軸向推力，因此會使得轉輪的軸承持續的承受較大的軸向力，這勢必會導致軸承的加速磨損。

當然現有技術中也有考慮過在轉輪與蝸殼之間設置密封結構，但是由于水輪機的使用環境是長期處于低溫、潮濕、高壓環境，因此普通橡膠材質的密封圈不僅無法滿足壓力需求而且容易老化破損，尤其對于大型水輪機組而言其維修成本大，顯然不利于實際需求，而特殊材質的密封件不僅成本高，而且對于大型水輪機組而言其需求的密封件的尺寸也較大，因此較大尺寸的密封件其產品加工精度較難保證，并且也不利于安裝，甚至于安裝過程中的裝配精度也較難保證。

綜上所述，行業內現有的水輪機仍然存在上述技術問題。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一：提供一種水輪機，其通過引流的方式使得轉輪與蝸殼之間的間隙內壓力降低，從而減少了轉輪轉動的阻力，提高了轉輪的使用壽命，減少了維修頻率。

為此，本發明的一個目的在于提出一種水輪機，它包括帶有內腔的蝸殼和尾水管，所述的尾水管與蝸殼上的出水口連通以使得所述蝸殼與尾水管之間形成水流通道，所述蝸殼內設有轉輪，所述轉輪與蝸殼轉動配合且轉輪的部分位于水流通道內，其特征在于：所述轉輪內設有泄水管路，所述轉輪和蝸殼之間的間隙經泄水管路與水流通道連通，以使得所述轉輪與蝸殼之間間隙內的積水經泄水管路回流至水流通道內。通過設置泄水管路從而可以很好的使得轉輪和蝸殼之間間隙內的壓力降低，并且泄壓的水流又回流至水流通道內，不僅結構簡單可靠，而且水流能可以充分利用。另外通過泄水管路的軸向設置可以平衡轉輪所受到的軸向負載力，因此可以大大減小轉軸上軸承所受到的軸向力。

所述轉輪上位于水流通道內設有泄水錐，所述泄水錐上設有用于與轉輪連接的連接部，所述連接部的外側壁上設有外螺紋，所述泄水錐通過連接部與轉輪螺紋連接，所述泄水錐內設有連接管，連接管的兩端分別與泄水管路和水流通道連通；所述連接管的中間部分沿水平方向彎折形成彎折部，所述連接管內水流作用于彎折部以使得泄水錐轉動的方向與泄水錐上連接部的外螺紋的旋向相同。通過彎折部的設計，可以使得連接管內的水流在流動泄壓的過程中驅使泄水錐沿周向受力，這一作用力驅使泄水錐與轉輪擰緊，由此消除了泄水錐長期使用后松脫的情況。

根據本發明的一個示例，所述泄水錐上設有前端面和后端面，所述前端面的橫截面面積小于后端面的橫截面面積，且所述前端面和后端面之間通過導流面過渡連接。