液力機械、包括液力機械的能量轉換設備及機械調節方法

2023-09-17 20:10:50 2

專利名稱：液力機械、包括液力機械的能量轉換設備及機械調節方法
技術領域：
本發明涉及液力機械，所述液力機械包括圍繞一固定軸線和相對一固定結構轉動 活動的輪，該輪用於由一強制水流穿過。當該機械是渦輪機時，這種水流的作用是帶動輪轉 動。當機械是泵時，該轉動導致了這種強制水流。
背景技術：
無論涉及渦輪、泵抑或渦輪泵的液力機械一般配有經常被稱為「迷宮」的裝置，該 裝置用於限制由於被帶到輪附近的水量趨向於圍繞該輪流動而導致的水洩漏。這種洩漏導 致該機械所屬的設備的效率損失，所述迷宮則通過如下方式旨在限制前述情況在輪與機 械的固定結構之間形成有比較狹小的運行間隙，從而洩漏的流動路徑比較狹小，這樣就限 制了洩漏流量。迷宮一般設計成與輪的旋轉軸線同心的柱體的形式，並帶有一個或多個產生盡可 能小的間隙的臺階。為了避免輪旋轉時迷宮的過早磨損，運行間隙應足夠以考慮到在過渡 狀態期間輪的可能的徑向運動並考慮到輪在離心力作用下的膨脹。在這些條件下，應通過 考慮最不利的運行條件即過渡狀態和通過考慮輪的徑向運動，來確定當前迷宮的運行間 隙。這導致確定出較大的運行間隙，由此在輪周圍產生不可忽略的洩漏，特別是在Francis 水輪機(混流式水輪機)的情況下。泵和渦輪泵會產生相似的問題。

發明內容
本發明尤其意在通過提出一種液力機械來克服這些缺點，在該機械中，可以優化 洩漏限制裝置的運行間隙，以減小洩漏流量。因此本發明涉及一種液力機械，其包括圍繞固定軸線和相對固定結構轉動活動的 輪，所述輪用於被強制水流穿過，而用於限制水洩漏的至少一洩漏限制裝置位於所述輪和 所述固定結構之間，所述洩漏限制裝置在所述輪與所述固定結構之間形成有運行間隙。該 機械的特徵在於，所述洩漏限制裝置包括至少一可變形的和/或活動的機構，當所述輪轉 動時，所述機構相對輪的旋轉軸線按徑向方向變形/或活動。由於可變形的和/或活動的機構，可調節通常被稱為「迷宮」的洩漏限制裝置的運 行間隙，甚至即便機械在使用中，即甚至即便其輪在轉動中時。這樣可以考慮與機械可能的 不同狀態對應的運行間隙的不同需要。特別是，在輪可能有較大徑向運動或由於離心力產 生膨脹的機械使用階段，可以採用最大的間隙。這特別涉及啟動階段和超速階段。相反，當 機械處於生產階段時，例如當輪機在穩定條件下與交流發電機聯接時，可以在輪的旋轉也 已穩定的範圍內採用最小間隙。該最小間隙允許減小輪周圍的水的洩漏，因此提高機械的 效率。另外，本發明裝置的機構的活動特徵可以考慮在輪相對它的旋轉軸線橫向運動時來 自輪方面的受到碰撞後使機構移動。根據本發明的一些有利的但不是強制的方面，這類機械可包括以下特徵的一個或多個，這些特徵能以任何可行的技術組合採用-洩漏裝置包括至少一可變形的機構，可變形的機構在控制流體所施加的壓力的 作用下，在對應於所述運行間隙的第一值的第一形態和對應於所述運行間隙的第二值的第 二形態之間變形。所述可變形的機構有利地適於通過徑向收縮而變形，以從它的第一形態 過渡到它的第二形態。該可變形的機構在輪的整個周邊上圍繞輪。-所述洩漏限制裝置包括多個活動的機構，所述多個活動的機構在對應於所述運 行間隙的第一值的第一形態和對應於所述運行間隙的第二值的第二形態之間、相對所述輪 的旋轉軸線徑向地活動。-前述機構安裝在所述固定結構上，所述機構的徑向內表面朝向所述輪的徑向外 表面；而所述運行間隙形成在這些徑向內表面和徑向外表面之間。-該液力機械包括在所述第一形態和第二形態的每一個中使所述機構相對所述輪 的旋轉軸線對中的部件。-所述機構與所述固定結構的一部分限定出容積可變的室，所述容積可變的室的 容積根據所述機構所處的形態變化，給所述容積可變的室提供加壓控制流體。在這種情況 下，可以設置控制給所述容積可變的室提供所述加壓控制流體的部件。-作為變型，該液力機械包括控制所述活動的機構在其可處於的兩種形態之間移 動的作動器。-根據另一變型，該機械包括至少一在所述活動的機構上施加使其朝機構可處於 的所述兩種形態之一回復的彈性回位力的部件。-該機械包括使所述機構不能圍繞輪的旋轉軸線轉動的部件。-控制流體為在為輪供水用以形成強制水流的管道上取出的水。作為變型，控制流 體可以是氣體特別是空氣，或者可以是油。本發明還涉及將液能轉換為電能或相反轉換的設備，該設備包括上面提到的機 械。該設備比現有技術的設備具有更好的效率。本發明最後還涉及可以與如上述機械配合實施的調節方法，以便優化洩漏限制裝 置的運行間隙。根據該方法，在輪圍繞其軸線轉動時，這樣來進行調節在至少包括過渡狀 態的某些輪轉動階段，採用所述運行間隙的第一值；而在包括至少一穩定狀態的某些其它 的輪轉動階段，採用所述運行間隙的第二值。有利的是，通過控制輸送給所述洩漏限制裝置的控制流體的壓力和/或量，採用 所述運行間隙的前述兩個值之一。


通過下面對符合本發明原理的機械及設備的六個實施方式進行的描述，可以更好 地了解本發明並且它的其它優點將更清楚地體現出來，該描述僅作為例子給出並參照附圖 進行，附圖中-圖1是符合本發明的高水頭的能量轉換設備的原理剖面圖，該設備包括符合本 發明的並處於第一運行形態的Francis水輪機；-圖2是圖1細部II的放大比例圖；-圖3是當水輪機處於第二運行狀態時的與圖2類似的-圖4是圖1細部IV的更大比例圖；-圖5是當機械處於第二運行形態的與圖4類似的圖；-圖6是符合本發明第二實施方式的低水頭設備和Francis水輪機的與圖1右半 部的一部分相類似的圖；-圖7是圖6細部VII的放大比例圖；-圖8是當機械處於第二運行形態時的與圖7類似的圖；-圖9是圖6細部IX的放大比例圖；-圖10是當機械處於第二運行形態時的與圖、9類似的圖；及-圖11是符合本發明第三實施方式的Francis水輪機的局部軸向原理剖面圖；-圖12是沿圖11的線XII-XII的局部剖面圖；-圖13是符合本發明第四實施方式的水輪機的與圖11類似的剖面圖；-圖14是符合本發明第五實施方式的水輪機的與圖11類似的剖面圖；和-圖15是符合本發明第六實施方式的水輪機的與圖11類似的剖面圖。
具體實施例方式圖1-5表示的設備I包括混流式水輪機1，從箱體3供給水輪機的輪2，一強制管 道4通到箱體3中。用X2表示輪2的豎直固定的旋轉軸線。通過軸11使水輪機1與生產 電的交流發電機5聯接。兩組未示出的活動導葉和固定導葉位於箱體3與輪2之間，活動 導葉和固定導葉的作用是朝排放管8的方向引導來自管道4和用於穿過輪2的流E。輪2包括延伸在頂板22與輪箍23之間的葉片21。這些葉片在它們之間並與頂板 22及輪箍23形成一些內葉片空間IA，流E在穿過輪2時從所述空間IA通過。輪2通過螺釘24被固定在軸11的下部分，螺釘24鎖緊在設於軸11內的螺紋孔 12中。箱體3、管道4和管8屬於圖中只部分示出的固定結構9，並且固定結構9支撐水 輪機1的旋轉部分，尤其是軸11和輪2。當所述流到達葉片21的前緣21a附近時，該流E可進入到內葉片空間IA中。該 流還可以穿過環形縫隙深入到環形的空間V1，空間V1在頂板22和固定結構9的一部分 91之間形成。流E也可穿過環形的縫隙f2深入到環形的空間V2中，空間V2在輪箍23與固 定結構9的另一部分92之間形成。在圖2-5中，在空間V1和V2中的不期望的水流用箭頭E1和E2表示。為了避免這 些不期望的流E1和E2引起較大洩漏並明顯降低水輪機1的效率，洩漏限制裝置100和200 被插置於輪2與部分91、92之間。裝置100的目的是限制從空間V1朝向位於頂板22之上的空間、徑向地在空間 V1與軸X2之間的洩漏。裝置200的目的是限制從空間V2向管8的內部空間V』 2的洩漏。 因此不期望的流E1和E2從在前緣21a附近、自輪2的輸入區分別穿過縫隙f\、f2與空間\、 V2朝空間V』 i、V』2的方向流動。裝置100包括由兩個半殼IOlA和IOlB形成的殼體101。殼體101通過螺釘102 被固定在部分91上，螺釘102穿過兩個半殼IOlA和IOlB並擰緊在設於部分91中的螺紋 孔91A內。半殼IOlA和IOlB為圓形，並且在軸線X2上對中。設置有數量足夠以可將殼體101有效固定在固定部分91上的螺釘102。環103安裝在殼體101中，並與殼體101限定出容積可變室C1，室C1通過兩個密 封墊104A和104B與外界隔絕，兩個密封墊104A和104B安裝在分別設於環103的上表面 和下表面上的槽103A和103B中。銷子105接合在分別設於殼體101和環103中的槽座IOlF和103F內，以使環103 相對於殼體101不能圍繞軸線X2轉動。半殼IOlA包括朝向半殼IOlB的壁101C。同樣，半殼IOlB包括朝向半殼101A、更 特別的是朝向壁IOic的壁101D。壁IOlC與壁IOlD之間限定出開口 O1,並且環103包括 位於壁IOlC與壁IOlD之間的鼻狀部103C。環103由可彈性變形的材料、例如鋼或複合材料製成。在施加於環的徑向外表面 103D的力的作用下，該環可以按圖2和3中的箭頭F1的方向、朝軸線X2的方向收縮。通過 在室C1中注入加壓水，控制環103朝軸線X2的方向的收縮。該水來自強制管道4，藉助支管300在強制管道4中提取水，支管300構成管子301 的管接頭，管子301可把次流Es引向過濾器302，然後引向可增加次流Es壓力的泵303。該 泵供給儲存器_蓄集器308，儲存器-蓄集器308通過管子309與環形的管道304連接，管 道304通過通到殼體101內的支管305與室C1連接。這些支管305在相對螺釘102的接 納區角向錯開的平面中分布在軸線X2周圍。另外，輪2的頂板22設有圓形的翼221，該翼與頂板成一整體並且相對頂板的上表 面向上延伸。作為變型，翼221可以是可拆卸的。在水輪機1的已安裝好的形態中，翼221具有與裝置100相面對就位的徑向外表 面221A。更確切的說，表面221A與環103的徑向內表面103E的一部分相面對布置，表面 103E實際上是可穿過開口 O1觸及的鼻狀部103C的表面。當水輪機1處在運行過程中時，翼221與輪2 —起圍繞軸線X2轉動，而裝置100由 於安裝在部分91上而是固定的。因此，在翼221、與裝置100的相面對部分即半殼IOlB和 環103之間，應形成有運行間隙J。由於該運行間隙J，深入到空間V1中的流E1可朝空間V』工的方向傳播，如圖2的 箭頭E1所示。在圖2的形態中，沒有從管道304給室C1提供加壓水，因此室C1中的水壓P1較小， 甚至為零，以致由於環的彈性，該環103處於相對無應力構形，在該相對無應力構形中，表 面103E沒有相對壁IOlC和壁IOlD突伸出。因此表面103E與表面221A之間的間隙J1足 夠大，以避免翼221與裝置100之間的碰撞，或者以便限制接觸力，其中甚至包括在輪2沒 有對齊在軸線X2上或者輪2在離心力作用下膨脹的情況下。在水輪機1達到穩定運行狀態時，輪2相對軸線X2沒有對齊的危險性最大程度減 小並且通過使鼻狀部103C朝翼221的方向從殼體101伸出，間隙J可被減小到小於值J1的 值J2。這通過增加室C1中的水壓直至達到值P2來實現，通過管道304和支管305使室C1與 儲存器-蓄集器308連通而達到值P2。壓力P2在環103的表面103D上施加力，該力如在 圖3上用箭頭F2表示那樣分布，所述力的作用是使環103朝軸線X2的方向徑向收縮，從而 表面103E靠近表面221A，同時減小流E1的可能的通過截面。因此限制了水從空間V1向空 間r ,的洩漏。
安裝在管子301上並在泵303與管道304之間的電磁閥306，允許控制儲存器-蓄 集器308與室C1的連通。該電磁閥受電子控制裝置307控制。作為變型，一些電磁閥可以 在管道304與室C1之間安裝於支管305上，以便控制給該室提供加壓水。另外，一未示出的電磁閥可以使室C1與同樣未示出的排洩管線連通，該排洩管線 排流到管8或未示出的排水井中。在水輪機1的突然過渡狀態的情況下，尤其是在超速的情況下，因此可以通過關 閉電磁閥306而打開另一電磁閥，來快速排清室C1,以便環103通過彈性恢復它的圖2的形 態，該形態可以限制環103與翼221之間意外接觸的危險。在圖2和3的剖平面中，殼體101確定四個凹角101G、101H、101I和101J，這四個 凹角分別與圖2和3中可見的環103的截面的四個凸角103G、103H、103I和103J大致互補。角101G、101H、103G、103H構成對中部件，其在圖2的形態中通過形狀配合使環103 相對軸線X2對中。同樣，角101I、101J、103I和103J構成在圖3的形態中通過形狀配合使 環103對中的部件。通過作用於從管道304提供給室C1的壓力和電磁閥306的開放時間，可使環103 處於圖2和3各自所示的形態之間的中間形態，這可以適應水輪機1的某些運行狀態。裝置200與裝置100的相似的構成零件帶有相同的參考數字再加上100。裝置200 包括由兩個半殼201A和201B形成的殼體201，兩個半殼201A和201B安裝在部分92上並 通過螺釘202互相組裝。可彈性變形的環203位於殼體201中，承受由殼體201和環203 限定的容積可變的室C2中充斥的壓力。兩個密封墊204A和204B分別位於槽203A和203B中，槽203A和203B分別設在 環203的上側面和下側面上。設有銷子205，用以使環203相對殼體201不能圍繞軸線X2轉動。如前所述，在圖4和5的平面中由殼體201確定的凹角和由環203確定的凸角，允 許在這些圖中分別所示的兩種形態中使環相對軸線X2對中。環203的徑向內表面203E是梯級形的，因為其包括三個部分ZOSEidOS^和 203E3，每個部分由具有圓形底的柱形表面形成，部分203E2的直徑大於部分203Ei的直徑而 小於部分203E3的直徑。相應地，輪箍23的下遊邊231的徑向內表面231A分為直徑遞增的三個部分231~、 23IA2 和 23IA3。表面203E和231A在它們之間形成洩漏流可流經過的彎曲通道，如圖4的箭頭E2 所示。如前所述，將水輪機1在環帶23處的運行間隙J』確定為表面203E和表面231A之 間的最小距離。在間隙J』應最大的形態中，特別是在如上關於裝置100所考慮的過渡狀態的情況 下，在室C2中的水壓保持在較小或為零的值P1的範圍內，間隙J』保持在對應於圖4形態的 最大值J』通過未示出的部件給室C2供應加壓水，所述部件完全類似於用以供給室C1的部件 並包括通過支管505與室C2連接的管道504。管道504可以與泵303連接，或者與另一加 壓水源連接。該管道的供水是受控的，例如通過與電磁閥306類似的電磁閥加以控制，如果 選擇同時改變室C1和C2中的壓力甚至通過該相同的電磁閥306進行控制。
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在穩定的水輪機1使用狀態，間隙J』可以減小到圖5所示的值J』2。為此，將室C2 中的水壓被帶到大於值？的值p2。其作用是使表面203E靠近表面231A，這樣限制了流E2 從空間V2向空間V』 2的通過截面。在圖5中，箭頭F2表示朝軸線X2方向對環203的徑向 壓縮力，所述徑向壓縮力由於室C2中的水壓P2所導致，並施加在環203的徑向外表面203D 上。圖1-5所示的水輪機是裝置100和200的就位已被優化的高水頭水輪機。本發明還可應用於第二實施方式的如圖6-10所示的低水頭水輪機，其中與第一 實施方式的相類似的零件帶有相同的參考數字。在該實施方式中，洩漏限制裝置100安裝在屬於設備I的固定結構9的板件91上， 以便與輪2的頂板22的徑向外邊緣222形成運行間隙。裝置100包括通過螺釘102固定 在部分91上的板件101。另外，板件91中在邊緣222的附近設有一槽座，用於接受可彈性 變形的環103，該環的上和下邊緣分別設有接合在為此專設的槽103A和103B中的密封墊 104A 和 104B。密封墊106保證板件101與部分91之間組裝的密封性。多個銷子能使環103相對於部分91不能圍繞輪的旋轉軸線X2轉動，圖7和8中 只能看到多個銷子中的一個並且該銷子帶有參考數字105。環103具有徑向外表面103E，徑向外表面103E與邊緣222的徑向外表面222A相 面對布置，形成允許輪2相對固定部分81轉動運動的運行間隙J。不期望的流E1在表面 103E和222A形成的環形空間中，從在頂板22附近、輪2入口處的強制流E循流到的空間V1 朝空間V』工流動，空間V』工設於頂板22與部分91之間、在輪2之上。容積可變的室C1在零件91和環103的徑向外表面103D之間形成。該室通過至少 一支管305與和第一實施方式所提及的供應部件相類似的供應部件連接，所述供應部件包 括管子301，從設在設備的箱體3的供應管道上的支管供給管子301。管子301相繼供給過 濾器302、泵303和儲存器-蓄集器308。該儲存器-蓄集器308通過管子309與環形的管 道304連接，一個或多個支管305從管道304延伸。受電子裝置307操縱的電磁閥306控 制第二水流Es從儲存器-蓄集器308流向管道304。因此可以控制室C1中存在的水壓。在過渡狀態期間，室C1中的水SP1的值較低、甚至為零，以致環103在其彈性作用 下處於圖7所示的位置，間隙J在該位置具有較大的第一值Λ。在穩定的工作狀態，附加的水量被帶引到室C1中，其作用是將該室中的壓力帶到 大於值P1的值p2。這樣的作用是使環203向軸線X2和表面222A的方向徑向地變形，則環 203處於圖8的形態，在該形態中所述間隙J的值J2小於圖7形態的間隙值。這樣可以限 制不期望的流E1朝空間V』工方向的通過截面。不期望的流趨向於在輪箍23附近、在輪2入口的強制流循流到的空間V2與空間 V』 2之間流動，空間V』 2設在輪箍周圍、在該輪箍與固定柱體93之間。裝置200位於環帶23的上遊邊232附近，以便限制流E2。裝置200包括由兩個部 分20IA和20IB形成的殼體201，兩個部分20IA和20IB固定在屬於設備I的固定結構9的 板件92上。可變形的環203安裝在殼體201中，並在它的上邊緣處帶有安裝在槽203A中 的0形密封墊204A。另外，0形密封墊204B安裝在本體201的下部分201B中、在槽201K 內。
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可穿過支管505給可變容積的室C2提供加壓水，從而環203根據室C2中分別存在 的壓力值P1或P2處於圖9和10分別所示的形態中的一個或另一個。室C2與和管道304類似的環形管道504連接。因此，在環203的徑向內表面203E與邊緣232的徑向外表面232A之間的間隙J，， 可以取圖9和10分別所示的值J』工和J』 2中的一個。其中間隙J』最小的圖10形態是為 設備I的穩定運行狀態而選用的，而圖9的形態優選用於瞬時狀態和速度變化階段、尤其是 啟動或超速階段。因此，不期望的流E2在設備的穩定運行狀態最小化。在圖11部分地表示的本發明第三實施方式中，與第一實施方式的零件類似的零 件帶有相同的參考數字。在水洩漏限制裝置100中，多個區段103分布在Francis水輪機的輪的頂板22 的外周邊222周圍。每個區段103配有密封墊104A或104B位於其中的上槽103A和下槽 103B。區段103沿相對輪2的旋轉軸線X2的徑向方向相互覆蓋。更確切的說，每個環103 包括形成凹槽103N的部分103M，相鄰區段的對應部分103P可接合到凹槽103N中。因此兩 個相鄰區段103的部分103M和103P互相覆蓋。該覆蓋這樣進行在一區段103的一部分103M的基本徑向的端部表面103Q與另 一區段103的相鄰部分103S的相面對表面103R之間設置側向間距Ep同樣地，在分別由 一區段103的一部分103P和另一區段103的相面對部分103X所形成的兩個徑向表面103T 和103V之間設置側向間距E，L。區段103位於殼體101中，密封墊104A和104B承靠著殼體101，並且殼體包括後 隔板101L，後隔板IOlL與區段103的徑向外表面103D並沿相對軸線X2的徑向方向限定出 容積可變的室C1。如前所述，可以通過一個或多個支管305控制進入室C1的水量的壓力，以便操縱 區段103按圖11和12的箭頭F1所示的徑向方向移動。這樣可以控制在不同區段103的 徑向內表面103E與邊緣22的徑向外表面222A之間的徑向間隙J的值。當這些區段103朝軸線X2的方向移動時，側向間距&和允許區段103相對靠 近。密封墊107平行於軸線X2布置，並保證室C1與縫隙之間的密封性，該縫隙存在於 區段103的表面103T和表面103V之間。和第一實施方式中一樣，殼體101設有限制區段103朝軸線X2方向運動的壁IOlC 和 IOlD0在圖13所示的本發明第四實施方式中，與圖11和12的實施方式中一樣，在洩漏 限制裝置100中使用多個區段103，這些區段互相部分覆蓋並配有密封墊104A(或類似零 件)和107。該實施方式與前一實施方式的不同在於，對區段103的徑向定位的控制，不是通 過作用於徑向地位於這些區段103外部的室內的壓力進行，而是使用可以被液力或氣動操 縱的雙作用作動器400來進行。作為變型，使用的作動器為單作用作動器，在這種情況下，依靠區段103與邊緣 222之間的流壓，以把這些區段推向間隙J增加的分離形態。
在圖14的實施方式中，在洩漏限制裝置100中使用不同的區段103。這些區段和 圖11-13的實施方式中一樣互相覆蓋。在該實施方式中，一些彈簧500分布在區段103周 圍，並且可以在這些區段103上施加朝向軸線X2的彈性力F5，這樣可以賦予間隙J 一預先 確定的值，該間隙J在區段103的徑向內表面103E和水輪機的輪的頂板的邊緣222的徑向 外表面222A之間。在輪2失衡的情況下，輪2可能碰撞其中一區段103，則該區段103可能被朝其承 受的力F5的相反方向推動，而水輪機的頂板沒有明顯的破壞。實際上，在圖1-13實施方式 的機械中也存在這種減緩碰撞的傾向，因為在碰撞的情況下，室C1允許環103、203和區段 103朝外徑向移動。這些室與儲存器_蓄集器308和類似部件連接，這樣可以在一環或一區 段在碰撞作用下徑向離心移動的情況下排出一部分的控制液。根據圖15所示的變型，在洩漏限制裝置100中可用位於區段103周圍的唯一一個 彈簧600代替這些彈簧500，該彈簧600也施加朝向輪2的旋轉軸線X2並分布在不同區段 103上的彈性力F50在圖14和15的實施方式中，每個區段103可以按徑向方向F1朝軸線X2的方向滑 動，並且力F5趨於把這些區段帶到間隙J是最小的形態中。已經對本發明在其應用於Franc i s水輪機中時進行了描述。但是本發明也適用於 其他類型的渦輪機、泵和渦輪泵。以上所述和提到的實施方式的技術特徵可以在本發明的範圍內相互間進行組合。第三、第四、第五和第六實施方式中考慮的區段103位置的不同控制方式可以互 相組合。特別是可以在圖11-13的實施方式中設置彈簧。在第一、第二和第三實施方式中，可使用來自管道4的除水以外的流體來控制機 構103或203的位置。特別是可使用加壓油或加壓空氣。
權利要求
液力機械，其包括圍繞固定軸線(X2)和相對固定結構(9)轉動活動的輪(2)，所述輪用於被強制水流(E)穿過，而用於限制水洩漏(E1、E2)的至少一洩漏限制裝置(100、200)布置在所述輪和所述固定結構之間，所述洩漏限制裝置在所述輪與所述固定結構之間形成有運行間隙(J、J』)，其特徵在於，所述洩漏限制裝置包括至少一可變形的和/或活動的機構(103、203)，當所述輪轉動時，所述機構相對旋轉軸線(X2)按徑向方向(F1)變形/或活動。
2.如權利要求1所述的液力機械，其特徵在於，所述洩漏限制裝置包括可變形的機構 (103、203)，在控制流體所施加的壓力(PpP2)的作用下，該可變形的機構在對應於所述運 行間隙的第一值CL、J』 )的第一形態和對應於所述運行間隙的第二值(J2、J』 2)的第二形 態之間變形。
3.如權利要求2所述的液力機械，其特徵在於，所述可變形的機構(103、203)適於通過 徑向收縮而變形，以從它的第一形態過渡到它的第二形態。
4.如權利要求1所述的液力機械，其特徵在於，所述洩漏限制裝置包括多個活動的機 構(103)，所述多個活動的機構在對應於所述運行間隙(J)的第一值的第一形態和對應於 所述運行間隙的第二值的第二形態之間、相對所述輪的旋轉軸線徑向地(F1)活動。
5.如權利要求2至4中任一項所述的液力機械，其特徵在於，所述機構安裝在所述固 定結構(9)上，所述機構的徑向內表面(103E、203E)朝向所述輪的徑向外表面(221A、222A、 231A、232A)；並且，所述運行間隙(J、J』 )形成在這些徑向內表面和徑向外表面之間。
6.如權利要求2至5中任一項所述的液力機械，其特徵在於，該液力機械包括在所述第 一形態和第二形態的每一個中使所述機構(103)相對所述輪的旋轉軸線(X2)對中的部件 (101G-101JU03G-103J)。
7.如權利要求2至6中任一項所述的液力機械，其特徵在於，所述機構(103、203)與所 述固定結構的一部分(91、101)限定出容積可變的室(Cp C2),所述容積可變的室的容積根 據所述機構所處的形態變化，給所述容積可變的室提供加壓控制流體。
8.如權利要求7所述的液力機械，其特徵在於，該液力機械包括控制給所述容積可變 的室(CpC2)提供所述加壓控制流體的部件(306、307、308)。
9.如權利要求4所述的液力機械，其特徵在於，該液力機械包括控制所述活動的機構 在兩種形態之間移動的作動器(400)。
10.如權利要求4所述的液力機械，其特徵在於，該液力機械包括至少一在所述活動的 機構(103)上施加向所述兩種形態之一回復的彈性回位力(F5)的部件(500、600)。
11.如權利要求2至10中任一項所述的液力機械，其特徵在於，該液力機械包括使所述 機構(103、203)不圍繞所述輪(2)的旋轉軸線(X2)轉動的部件(105、205)。
12.如權利要求2至7和11中任一項所述的液力機械，其特徵在於，所述控制流體為在 給所述輪⑵供水用以形成所述強制流(E)的管道(4)上提取的水。
13.將液能轉換為電能或進行相反轉換的設備(I)，該設備包括如上述權利要求中任 一項所述的液力機械(1)。
14.調節具有可調間隙的洩漏限制裝置(100、200)的運行間隙(J、J』)的方法，所述 洩漏限制裝置(100、200)屬於如權利要求1至12中任一項所述的液力機械(1)，其特徵在 於，在輪(2)圍繞其軸線(X2)轉動時，這樣來進行調節在包括至少過渡狀態的某些輪轉動 階段，採用所述運行間隙的第一值CL、J』 )；而在包括至少一穩定狀態的某些其它的輪轉動階段，採用所述運行間隙的第二值(J2、J』 2)。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於，通過控制輸送給所述洩漏限制裝置(100、 200)的控制流體(Es)的壓力和/或數量，採用所述運行間隙的所述值(J」J，」J2、J，2)之
全文摘要
液力機械包括可圍繞固定軸線相對於固定結構(9)轉動活動的輪(2)，強制水流穿過輪(2)。至少一限制水洩漏的裝置(100)位於輪(2)和固定結構(9)之間，該裝置在輪與固定結構之間形成有運行間隙(J)。該洩漏限制裝置(100)包括至少一可變形和/或活動的機構(103)，輪(2)轉動時，該機構相對輪的旋轉軸線沿徑向方向(F1)變形/或活動。
文檔編號F03B13/00GK101910619SQ200880123311
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月24日 優先權日2007年12月28日
發明者J-F·貝爾泰亞, Y·布韋 申請人:阿爾斯通水電設備法國公司