二級噴射衝擊式水輪機的製作方法

2023-09-23 00:44:55

專利名稱：二級噴射衝擊式水輪機的製作方法
技術領域：
本發明涉及水力發電設備中一種用於驅動發電機組運轉發電的動力設備。
背景技術：
我國從2003年開始引進國外的抽水蓄能發電技術與設備，以進一步拓寬水力發電的應用渠道。現行的抽水蓄能發電模式中，所使用的水輪機多數採用「蝸殼式」水輪機， 使用軸流式或混流式的水力做功推動水輪機與發電機組的運轉發電。據有關資料表明蝸殼式水輪機較為突出的缺點是在水輪機運轉過程中存在著振動，有時由於產生共振而被迫停機，分析其原因可能是由於分體安裝(採用蝸殼預埋方式)以及蛇形尾水管的「保壓」等幹擾了動力水流在水輪機內做功時的運動節奏。

發明內容
本發明之目的在於為動力水流在水輪機內做功提供暢通的流道，以克服現行的 「蝸殼式」水輪機產生振動等缺陷，並試圖進一步挖掘動力水源的做功潛能，以改革現行的蝸殼式水輪機中以軸流式或混流式為主導的動力水流做功的模式。本發明採取下述方法達到上述目標其一是採取水輪機的葉輪與輪殼做整體聯接與安裝的方式，並採用內腔平坦的合蓋式輪殼以克服現行的蝸殼式水輪機所存在的缺點。其二是採用船(弓)形葉片結構與設置二級噴射口的方式相結合，通過在水輪機上設置插入式進水接口座引入動力水源對船(弓)形葉片做二級噴射衝擊的方式，以充分地挖掘動力水源做功的潛能。本發明的效果是整體聯接與安裝的方式與輪殼內壁的平坦結合六水輪機葉輪的結構特點和水輪機快速洩水的結果，以化解動力水源對輪殼的衝擊力而使水輪機運轉平穩。此外由於二級噴射衝擊式的水力做功模式也充分挖掘了動力水流的做功潛能，因而可以提高水輪機的做功能力。


附圖1 是二級噴射衝擊式水輪機水力工作原理圖。附圖2 是水輪機做水平安裝時的輪殼結構總圖。圖1中1、進水管，2、進水接口座，3、水密封環，4、船(弓)型葉片，5、輪殼上蓋，6、 分流孔，7、導流板，8、排水管，9、出水管。圖2中10、輪殼下蓋，11、水密封環，12、球軸承，13、葉輪轉軸，14、調整墊，15、下側板，16、地腳螺栓，17、輪殼螺栓，18、上側板，19、水密封環，20、球軸承，21、輪殼上蓋。
具體實施例方式動力水源從進水管(1)通過進水接口座( 形成柱狀水流進入水輪機內腔，對船形葉片[如圖中箭頭所指]進行第一級噴射衝擊，推動葉輪旋轉。動力水源在沿著葉面前衝時與預設的二級噴射口(6)[即分流孔]相遇，其中一部分水流衝入分流孔內，另一部分水流則繼續往前衝並衝入船形葉片的終端，在導流板(7)的引導下往回流並被「導入」 分流孔[即二級噴射口(6)]，與已進入的水流匯合，形成第二級噴射，對前一級葉片進行衝擊，由一級噴射與二級噴射對船形葉片所產生的連續噴射衝擊，推動葉輪的轉動(按圖1標示的「葉輪旋向」箭頭所示)而驅動發電機運轉發電。 動力水源從進入水輪機內腔並對船形葉片(4)噴射衝擊開始，在推動葉片旋轉 180 190度時，做完功的水源即在運動慣性及離心力的作用下從水輪機洩水口 [圖1中件(9)標示的洩水口排出，進入外接排水管[圖1中件(8)]並流入儲水池，以備設於儲水池內的抽水泵抽取並送入供水塔，以進入下一個水力循環過程。
權利要求
1.一種二級噴射衝擊式水輪機，採用多級船(弓)形葉片與轉軸及兩側護板組焊成葉輪，由葉輪軸與合蓋式輪殼通過球軸承做整體聯接，以碟形下蓋作為機座做水平安裝，水輪機通過輪殼上蓋安裝的插入式進水接口座與動力水源的供水末端相連接，使動力水源以噴射水流的方式對水輪機的船(弓)形葉片表面做噴射式衝擊，以推動葉輪旋轉而驅動發電機組運轉發電，其特徵是合蓋式輪殼與安裝在輪殼上的進水接口座和出水管，由多級船 (弓)形葉片與轉軸及兩側板組焊成葉輪，有兩個噴射口對船(弓)形葉片凹形表面實施二級噴射。
2.根據權利要求1所述的多級船(弓)形葉片其特徵是在每級船(弓)形葉片上都開有作為做第二級噴射用的分流孔，每級葉片靠轉軸的一端用一塊特殊形狀的導流板與轉軸及相鄰一級船(弓)形葉片的凸面做組焊連接。
3.根據權利要求1所述的二個噴射口其特徵是第一個噴射口是安裝在水輪機上蓋的插入式進水接口座，[附圖1中的件號(2)]，第二個噴射口是在每個船(弓)形葉片中開出的分流孔[附圖1中的件號(6)所示]，作為做第二級噴射口。
全文摘要
一種二級噴射衝擊式水輪機，其葉輪由多級船形葉片與兩側面的圓片形護板以及轉輪抽組焊而成，轉輪由採用球軸承與合蓋式輪殼做整體聯接，輪殼由碟形下蓋與盆形上蓋組成，下蓋為水輪機做水平安裝的機座，與鋼筋混凝土基礎的地腳螺栓做緊固連接，以確保水輪機運轉的穩定性。動力水源以兩級連續噴射衝擊的方式推動葉輪旋轉做功而驅動發電機運轉發電。進入水輪機做功的動力水源，在推動葉輪旋轉的同時，也隨著船形葉片與葉輪一道轉動而前進，在葉輪轉動180～190度時即進入了水輪機的洩水區，由於運動慣性與離心力的作用，使動力水流沿著洩水口外衝並進入水輪機的排水管，在外接排水管道的引導下流入儲水池內以備設於儲水池的水泵抽取並送入供水塔再次使用。本發明之目的在於克服現行的「蝸殼式」水輪機存在的振動大等缺陷，並試圖進一步挖掘動力水源的做功潛能，以改革現行的蝸殼式水輪機中以軸流式或混流式為主導的動力水流做功的模式。
文檔編號F03B11/02GK102384005SQ201110128118
公開日2012年3月21日 申請日期2011年5月17日 優先權日2011年5月17日
發明者李光天, 李強 申請人:李光天