包括從主水流中汲取的水流的注射裝置的液動力機器的製作方法

2023-04-25 21:22:16 2

專利名稱：包括從主水流中汲取的水流的注射裝置的液動力機器的製作方法
技術領域：
本發明涉及主水流流經的軸同輻流式(Francis)液動力機器，其包括渦輪機的輪
體，在其附近形成至少一渦流區域或一減壓區域或一空化區域，所述輪體包括布置在一頂 板體和一環帶體之間的葉片，液動力機器包括水流的注射裝置，所述注射裝置將從所述主
水流汲取的所述水流——所述汲取的水流相對於主水流沒有改變——注射到所述渦流區 域或減壓區域或空化區域中，以便局部地修改所述主水流或增加在所述渦流區域或減壓區 域或空化區域中的壓力。
背景技術：
該液動力機器例如用於水力發電生產的工廠。機器沿著水流安裝，或從水庫供水， 在水庫中流注一或者多條水路。 在這些液動力機器中，由於機器的構型，存在被擾動的主水流流經機器的區域，形
成渦流區域或具有減壓區域或空化區域。這些區域幹擾了液動力機器的總體性能，這是由
於其降低了在液動力機器中的主水流的作用效率，或引起液動力機器的運行問題。 專利文獻US-1942995描述了前述類型的液動力機器，其允許在沿著渦輪機的輪
體的葉片形成的空化區域中注射從主水流汲取的水流。 不過，該機器不能有效地增加在葉片間延伸的空間中的壓力，在該空間中形成減 壓區域，或不能消除同樣在葉片間形成的渦流區域。

發明內容
本發明的目的之一在於通過提出一允許以簡單的方式同時消除渦流區域、減壓區 域和空化區域的液動力機器來彌補這些弊端。 為此，本發明涉及一前述類型的液動力機器，所述注射裝置通過實施在所述頂板
體或所述環帶體中的開口自所述頂板體或自所述環帶體注射所述汲取的水流。 自頂板體或自環帶體注射汲取的水流使得可有效地填補在該區域中主水流作用
性能的缺失，這改善了液動力機器的性能與效用，且更為精確地選擇所述汲取的水流應當
被注射的位置，以消除空化區域和減壓區域或渦流區域。 根據液動力機器的其它特徵 所述注射裝置包括至少一導道，所述導道包括一入口和一出口 ，所述入口從所述
主水流汲取一水流，所述出口通向所述渦流區域或減壓區域或空化區域， 所述注射裝置包括一閥門，所述閥門布置在所述汲取的水流的路徑中，所述閥門
在一打開位置和一閉合位置間是活動的，在打開位置，所述閥門使得從所述主水流汲取的
水流通過，在閉合位置，所述閥門阻止所述汲取的水流的通過， 所述閥門的運動通過控制裝置來進行控制， 實施在所述頂板體或所述環帶體中的所述開口通向所述葉片間的空間 所述汲取的水流流經實施在與所 輪體的葉片相面對的所述頂板體或者所述環帶體中的開口 ，且在所述葉片的上遊端部和/或下遊端部附近，通過布置在所述葉片的側 壁中的孔口所述汲取的水流被注射到所述葉片的型體上， 所述汲取的水流流經實施在與所述輪體的葉片相面對的所述頂板體或所述環帶 體中的開口 ，且被注射到所述葉片的下遊端部。


本發明的其它方面和優點將在接下來的描述中展示，該描述是示意性的，參照附 錄圖示，附圖中 圖1是根據本發明的軸同輻流式渦輪機的局部剖面示意圖，
圖2是圖1的軸同輻流式渦輪機的輪體的上部示意圖。
具體實施例方式
以下描述的本發明適用於軸同輻流式渦輪機類型的液動力機器。該機器已為熟 知，在本發明中不作詳細描述。本發明還適用於存在形成渦流區域、減壓區域或空化區域的 問題的其它類型的液動力機器。 在描述中，詞語"上遊"和"下遊"均相對於流經液動力機器的主水流E的流向定 義。 圖示1上，示意了一軸同輻流式渦輪機2，其具有一輪體4，輪體包括布置在一頂板 體28和一環帶體30間的葉片6。 在葉片6的情形中，存在在葉片的入口邊或上遊端部8和/或出口邊或下遊端部 10的附近區域中，在輪體4的葉片6的型體上形成空化的問題。為了彌補這一弊端，圖1上 示意的輪體6包括導道(未顯示)，導道在一進入開口 22和一出離開口 24，26之間在葉片 內部延伸。導道的進入開口 22布置在葉片6的上遊端部8附近，以在葉片上遊從主水流E 汲取一水流。導道的出離開口 24，26被布置用於在葉片6的上遊端部8和/或下遊端部10 附近將所述汲取的水流注射到所述葉片6的側壁上。所述汲取和注射的水流用於達成局部 地修改主水流E且因而避免在葉片型體上形成空化現象的效果。 一些導道因而包括一出離 開口 24，該出離開口通向上遊端部8附近的葉片6的側壁，以避免上遊端部8附近的葉片 上形成空化現象。其它導道包括一出離開口 26，該出離開口通向下遊端部10附近的葉片6 的側壁，以避免在下遊端部10附近的葉片上形成空化現象。 根據各種實施方式，所述進入開口和所述出離開口可根據可能與主水流E的方向 垂直的方向、沿著葉片6的上遊端部8和下遊端部10成系列地(en s6rie)布置，如通過圖 l上的出離開口 24所示。 根據一特別有利的實施方式，出離開口被布置成沿著主水流E的流向通向葉片6 的下遊端部10。所述汲取的水流在下遊端部的注射使得可以消除在葉片6尾流中形成的渦 流區域。汲取的水流例如注射到葉片6的下遊端部10的底部中。
輪體4的葉片6布置在一頂板體28和一環帶體30之間。 根據本發明，葉片上的空化現象通過實施在與葉片6相面對的頂板體28中的開口 31來避免，如圖2上所示。這些開口 31與出離開口 24和26和與通過未顯示的管路通向下 遊端部10的出離開口相連通。水流E2從主水流E汲取，在葉片6上遊向軸同輻流式渦輪機2給水。水流E2在渦輪機2的固定部分和活動的葉片之間經過，繼而流經位於頂板體28 的上方的環形空間34，可例如通過未顯示的導道引入。該水流^流經到開口 31中，繼而被 導向至出離開口 24，26。 除了葉片上的空化現象外，還會產生葉片6間的空間33中的形成渦流的現象。這 些現象可通過導道彌補，導道的入口孔和出口孔布置在葉片的上遊端部和下遊端部之間， 且通向葉片間的空間33。根據一實施方式，在葉片6間形成渦流的問題通過實施在頂板體 28中的孔口 32解決，如圖l上所示。 在此實施方式中，在環形區域34中的汲取的水流E2在開口 32中經過，且向葉片6 間的空間33給水，如圖l和2上所示。開口 32分布在與空間33相面對的頂板體28中，該 空間隔開了葉片6。因而，汲取的水流^被注射到葉片6之間，並修改水流E的屬性，以避 免在葉片6中形成渦流的現象。 作為變型，不經過頂板體28或在經過頂板體28之外，所述汲取的水流E2可通過 實施在環帶體30中的開口 (未顯示)經過環帶體30。 實施在頂板體28和/或環帶體30中的開口 31，32因而可以以簡單的方式同時彌 補在葉片上形成空化區域，在葉片間形成渦旋區域和在葉片下遊形成渦流區域的問題。
根據適用於所有上述注射裝置的一實施方式，注射裝置包括一閥門72，閥門布置 在汲取的水流的路徑中，如圖1上所示。閥門72在一打開位置和一閉合位置間是活動的，在 打開位置其使得汲取的水流通過，在閉合位置時，其阻止汲取的水流的通過。閥門72例如 布置在注射裝置的每個進入開口附近，且允許手動地或自動地控制汲取的水流的注射。在 軸同輻流式渦輪機的情形中，閥門72設置在布置在頂板體28中的每個開口 32的附近。
閥門72的運動通過控制裝置(未顯示)來進行控制，控制裝置本身是已知的，為 機械的或電氣的。因而，當液動力機器的運行狀態引起形成渦流區域或減壓區域或空化區 域時，機器的自動裝置或操作者使水流通過所述或多個位於打開位置的閥門，這允許在所 述區域中注射汲取的水流，且防止如上所述的這些區域的形成。 可以注意到，汲取的水流相對於主水流E沒有被改變，即在汲取的水流中水沒有 經過改變其組成成分的操作。
權利要求
主水流(E)流經的軸同輻流式液動力機器，其包括渦輪機的輪體(4)，在所述輪體(4)附近形成至少一渦流區域或一減壓區域或一空化區域(8，10，33)，所述輪體包括布置在一頂板體(28)和一環帶體(30)間的葉片(6)，所述液動力機器包括水流(E2)的注射裝置，所述注射裝置將從所述主水流汲取的所述水流(E2)——所述汲取的水流相對於所述主水流(E)沒有改變——注射到所述渦流區域或減壓區域或空化區域(8，10，33)中，以便局部地修改所述主水流(E)或增加在所述渦流區域或減壓區域或空化區域(8，10，33)中的壓力，其特徵在於，所述注射裝置通過實施在所述頂板體(28)或所述環帶體(30)中的開口(31，32)自所述頂板體(28)或自所述環帶體(30)注射所述汲取的水流(E2)。
2. 根據權利要求1所述的液動力機器，其特徵在於，所述注射裝置包括至少一導道，所 述導道包括一入口和一出口，所述入口從所述主水流(E)汲取一水流(E2)，所述出口通向所 述渦流區域或減壓區域或空化區域(8， 10， 33)。
3. 根據權利要求2所述的液動力機器，其特徵在於，所述注射裝置包括一閥門(72)，所 述閥門布置在所述汲取的水流(E2)的路徑中，所述閥門(72)在一打開位置和一閉合位置 間是活動的，在打開位置，所述閥門(72)使得從所述主水流(E)汲取的水流(E2)通過，在 閉合位置，所述閥門(72)阻止所述汲取的水流(E2)的通過。
4. 根據權利要求3所述的液動力機器，其特徵在於，所述閥門(72)的運動通過控制裝 置來進行控制。
5. 根據權利要求1到4中任一項所述的液動力機器，其特徵在於，實施在所述頂板體 (28)或所述環帶體(30)中的所述開口 (32)通向所述葉片(6)間的空間(33)。
6. 根據權利要求1到5中任一項所述的液動力機器，其特徵在於，所述汲取的水流(E2) 流經實施在與所述輪體(4)的葉片(6)相面對的所述頂板體(28)或者所述環帶體(30)中 的開口 (31)，且在所述葉片的上遊端部(8)和/或下遊端部(10)附近，通過布置在所述葉 片(6)的側壁(12)中的孔口 (24， 26)所述汲取的水流(E2)被注射到所述葉片(6)的型體 上。
7. 根據權利要求1到6中任一項所述的液動力機器，其特徵在於，所述汲取的水流(E2) 流經實施在與所述輪體(4)的葉片(6)相面對的所述頂板體(28)或所述環帶體(30)中的 開口 (31)，且被注射到所述葉片(6)的下遊端部。
全文摘要
本發明涉及主水流(E)流經的軸同輻流式液動力機器，其包括渦輪機的輪體(4)，在所述輪體(4)附近形成至少一渦流區域或一減壓區域或一空化區域(8，10，33)，所述輪體包括布置在一頂板體(28)和一環帶體(30)間的葉片(6)，所述液動力機器包括水流(E2)的注射裝置，所述注射裝置將從所述主水流汲取的所述水流(E2)——所述汲取的水流相對於所述主水流(E)沒有改變——注射到所述渦流區域或減壓區域或空化區域(8，10，33)中，以便局部地修改所述主水流(E)或增加在所述渦流區域或減壓區域或空化區域(8，10，33)中的壓力。所述注射裝置通過實施在所述頂板體(28)或所述環帶體(30)中的開口(31，32)自所述頂板體(28)或自所述環帶體(30)注射所述汲取的水流(E2)。
文檔編號F03B1/04GK101755121SQ200880100085
公開日2010年6月23日 申請日期2008年7月23日 優先權日2007年7月23日
發明者F·馬祖吉, M·特拉韋爾薩茲 申請人:阿爾斯通水電設備法國公司