[實用新型]一種虹吸式直驅型貫流式水輪機

有效

• 申請號: 202022356593.9
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN213743805U
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 馮建軍;張業田;羅興锜;朱國俊;吳廣寬
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: F03B3/00
• 分類號: F03B3/00;F03B3/12;F03B3/18;F03B13/00;F04F10/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 弓長

本實用新型公開了一種虹吸式直驅型貫流式水輪機，包括虹吸管，虹吸管內安裝有直驅型發電機組，直驅型發電機組的定子固定安裝在虹吸管的內壁上，直驅型發電機組的轉輪通過軸承與定子連接。本實用新型的一種虹吸式直驅型貫流式水輪機，解決了現有技術中存在的虹吸式水輪機主軸穿過虹吸管，造成的動靜部件間密封不嚴的問題。

技術領域

本實用新型屬于水輪機技術領域，涉及一種虹吸式直驅型貫流式水輪機。

背景技術

我國的沿海地區有著豐富水力資源，然而隨著高水頭水力資源的逐步開發和沿海地區用電量需求的增長，導致低水頭水力資源的開發需求不斷上升。與高水頭電站相比，低水頭電站在出力相同的情況下，機組的尺寸、土建工程的工作量以及單位投資造價都會有所增加。傳統的低水頭電站大多采用貫流式水輪機組在低水頭或超低水頭下運行時，存在運行效率低、機組空蝕嚴重以及運行周期短等諸多問題。虹吸式水輪機具有安裝維修方便、運行穩定等優點，非常適用于開發低水頭或超低水頭的水力資源，但是現有技術中虹吸式水輪機主軸需要穿過虹吸管，造成的動靜部件間密封不嚴。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種虹吸式直驅型貫流式水輪機，解決了現有技術中存在的虹吸式水輪機主軸穿過虹吸管，造成的動靜部件間密封不嚴的問題。

本實用新型所采用的技術方案是，一種虹吸式直驅型貫流式水輪機，包括虹吸管，虹吸管內安裝有直驅型發電機組，直驅型發電機組的定子固定安裝在虹吸管的內壁上，直驅型發電機組的轉輪通過軸承與定子連接。

本實用新型的特征還在于，

虹吸管包括依次連接成一體的進水段、上升段、駝峰段、水平段和下降段，直驅型發電機組安裝在水平段。

直驅型發電機組前后兩端還設置有入流導流管和出流擴散管，入流導流管和出流擴散管位于虹吸管內部。

入流導流管包括依次連接的入流導流段和入流直管段，入流直管段連接直驅型發電機組的入口。

出流擴散管包括依次連接的出流直管段和出流擴散段，出流直管段連接直驅型發電機組的出口。

進水段的入口處為鐘罩型，鐘罩型的長度為0.425D，進水段入口處的直徑為2D，虹吸管其他直管段的直徑為D，水平段的長度不小于1.2D。

出流直管段和入流直管段的直徑均與轉輪的內徑相同，長度均為0.15D，入流導流管和出流擴散管中心線的長度分別為0.5D和0.4D。

轉輪的內徑為0.83D，外徑為0.9D，定子的內、外徑分別為0.93D和D。

虹吸管、入流導流管和出流擴散管管壁的最小厚度δ應當滿足δ≥D/130。

轉輪葉片安裝角度α滿足：5°≤α≤20°，葉尖與轉輪中心的距離小于0.03D，葉尖處翼型弦長大于0.05D，葉片根部翼型弦長大于0.3D。

駝峰段上還設置有單向閥和真空破壞閥，單向閥連接有真空泵。

本實用新型的有益效果是：本實用新型在虹吸管水平段內設置有直驅型發電機組，機組由定子和轉輪組成，定子固定安裝在水平段內壁，轉輪與定子通過軸承進行連接，轉輪中心不需要設置轉軸，避免了轉軸伸出虹吸管造成的動靜部件之間存在的密封問題；虹吸管除入口段為鐘罩型外，其余各段均為圓形直管，且上升段與水平段、水平段與下降段采用折曲彎管進行連接，折曲彎管的彎曲角度均小于20°，這樣設計的好處在于確保虹吸管的沿程阻力較小；相比圓弧型彎管，直管加工更加簡單方便，成本造價也更具優勢。在直驅發電機組前后設置了入流導流裝置和出流擴散裝置，提高了水流經過轉輪的速度和穩定性。

附圖說明

圖1是本實用新型一種虹吸式直驅型貫流式水輪機的結構示意圖；

圖2是本實用新型一種虹吸式直驅型貫流式水輪機中直驅型發電機組的結構示意圖；