CN108691717B - 双转轮的混流式水轮机 - Google Patents

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Abstract

双转轮的混流式水轮机，顶盖与底环之间圆周均布的导叶的中间有主轴，主轴连接有径流式转轮，径流式转轮上面有螺旋叶片，螺旋叶片以主轴为中心圆周均布，螺旋叶片的数量大于5片，螺旋叶片绕主轴的轴线螺旋上升。主轴的下面安装有泄水锥，其上面有泄水锥叶片，主轴的最下端安装有轴流式转轮。当水沿导叶旋转的进入转轮室，推动螺旋叶片的斜下方，切线方向的分力让径流式转轮旋转起来，水流过导叶之后，经过泄水锥，对泄水锥叶片施力，也就是对主轴第二次加力。最后水流过泄水锥，再对轴流式转轮的叶片施力，也就是对主轴第三次的加力，使得主轴的旋转力矩被加大。

Description

双转轮的混流式水轮机
技术领域
本发明涉及混流式水轮机，尤其是“双转轮的混流式水轮机”，属于流体机械，主要用水利大坝的发电，蓄水发电。
背景技术
中国专利申请号：201210524582.4，“改善混流式水泵水轮机压力脉动的方法”，一种改善混流式水泵水轮机压力脉动的方法，包括选择合适的活动导叶个数 Z g 、确定合理的导叶分布圆直径D g 和确定合理的转轮到固定边距离 δ 等方法，来达到改善混流式水泵水轮机导叶后转轮前压力脉动。这项专利申请，力图降低混流式水泵水轮机的压力脉动，这种现象可能导致旋转径向压力模式与转轮或顶盖结构之间的水力共振，这种共振可能会引起强烈的振动，噪声，裂纹或者使活动导叶轴承受损。中国专利申请号：200510086922.X，“一种H型流道转轮的混流式水轮机”， 文章中的转轮叶片(7)就是我们通常见到的，混流式水轮机转轮的叶片基本与主轴的平行，当叶片最大直径处在两导叶之间时，压力最大，当两个相邻叶片对着导叶时压力又最小，也就是说水推动转轮的压力脉动变化较有点突变，就是压力脉动的主要原因之一。但是，如果转轮用螺旋叶片，螺旋叶片与主轴之间就有一个螺旋升角，转轮的受力就能在很大程度上被改进，混流式水轮机的运行会平稳得多。另外，在混流式水轮机的径流式转轮下面再增加一个轴流式转轮，达到增加主轴的旋转力矩。
发明内容
为了完善混流式水轮机系列，本发明力图提供一种双转轮的混流式水轮机，能减小运行时的压力脉动，能获得更大的旋转力距。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：双转轮的混流式水轮机，有转轮，顶盖与底环之间圆周均布的导叶的中间有主轴，主轴连接有径流式转轮，径流式转轮上面有螺旋叶片，螺旋叶片以主轴为中心圆周均布，螺旋叶片的数量大于5片，螺旋叶片绕主轴的轴线螺旋上升。主轴的下面安装有泄水锥，其上面有泄水锥叶片。主轴的最下端安装有轴流式转轮。这里提到的径流式转轮是相对于轴流式转轮的，是指水从转轮的径向流入并推动的轮子。
双转轮的混流式水轮机，工作方法是，当水沿导叶旋转的进入转轮室，推动螺旋叶片的斜下方，切线方向的分力让径流式转轮旋转起来，垂直方向的分力可以减轻转动部分重力对转轮轴承的压力，能增加轴承的使用时间，延长安全运行的周期，导叶之间的水相对于旋转的螺旋叶片，其受力面积是逐渐加大，再逐渐减小，也就是说水推动径流式转轮的压力脉动变化较平顺，能增加运行的平稳性，噪音小。水流过导叶之后，经过泄水锥，对泄水锥叶片施力，也就是对主轴第二次加力。水经过泄水锥，最后水流过泄水锥，再对轴流式转轮的叶片施力，使得主轴的旋转力矩被加大。
本发明的有益效果是，双转轮的混流式水轮机，当水沿导叶旋转的进入转轮室，推动螺旋叶片的斜下方，切线方向的分力让径流式转轮旋转起来，垂直方向的分力可以减轻转动部分重力对转轮轴承的压力，能增加轴承的使用时间，延长安全运行的周期，导叶之间的水相对于旋转的螺旋叶片，其受力面积是逐渐加大，再逐渐减小，能增加运行的平稳性，噪音小。水流过导叶之后，经过泄水锥，对泄水锥叶片5施力，也就是对主轴1第二次加力。最后水流过泄水锥，再对轴流式转轮8的叶片施力，也就是对主轴第三次的加力，使得主轴的旋转力矩被加大，更适应低水头发电。
附图说明
图1双转轮的混流式水轮机示意图
在图1中，1.径流式转轮、2.螺旋叶片、3.主轴、4.导叶、5. 泄水锥叶片、6.顶盖、7.底环、8.轴流式转轮。
具体实施方式
在图1中，双转轮的混流式水轮机，其结构有转轮，顶盖6与底环7之间圆周均布的导叶4的中间有主轴3，主轴3连接有径流式转轮1，径流式转轮1上面有螺旋叶片2，螺旋叶片2以主轴3为中心圆周均布，螺旋叶片2的数量大于5片，螺旋叶片2绕主轴3的轴线螺旋上升。主轴3的下面安装有泄水锥，其上面有泄水锥叶片5。主轴1的最下端安装有轴流式转轮8。
双转轮的混流式水轮机，工作方法是，当水沿导叶4旋转的进入转轮室，推动螺旋叶片2的斜下方，切线方向的分力让径流式转轮1旋转起来，垂直方向的分力可以减轻转动部分重力对转轮轴承的压力，能增加轴承的使用时间，延长安全运行的周期，导叶4之间的水相对于旋转的螺旋叶片2，其受力面积是逐渐加大，再逐渐减小，也就是说水推动径流式转轮1的压力脉动变化较平顺，能增加运行的平稳性，噪音小。水流过导叶之后，经过泄水锥，对泄水锥叶片5施力，也就是对主轴1第二次加力。最后水流过泄水锥，再对轴流式转轮8的叶片施力，也就是对主轴第三次的加力，使得主轴的旋转力矩被加大。

Claims (2)

1.双转轮的混流式水轮机，有转轮，其特征是：顶盖（6）与底环（7）之间圆周均布的导叶（4）的中间有主轴（3），主轴（3）连接有径流式转轮（1），径流式转轮（1）上面有螺旋叶片（2），螺旋叶片（2）以主轴为中心圆周均布，螺旋叶片（2）的数量大于5片，螺旋叶片（2）绕主轴的轴线螺旋上升，螺旋叶片（2）为第一级推动用；主轴的最下端安装有轴流式转轮，轴流式转轮（8）上有叶片，轴流式转轮（8）的叶片为三级推动用；主轴（3）的下面安装有泄水锥，其上面有泄水锥叶片（5），泄水锥叶片（5）为二级推动用。
2.一种双转轮的混流式水轮机的工作方法，其应用在权利要求1所述的双转轮的混流式水轮机：当水沿导叶（4）旋转的进入转轮室，推动螺旋叶片（2）的斜下方，为水的第一级施力，切线方向的分力让径流式转轮（1）旋转起来，垂直方向的分力可以减轻转动部分重力对转轮轴承的压力，能增加轴承的使用时间，延长安全运行的周期，导叶（4）之间的水相对于旋转的螺旋叶片（2），其受力面积是逐渐加大，再逐渐减小，也就是说水推动径流式转轮的压力脉动变化较平顺，能增加运行的平稳性，噪音小；
水经过螺旋叶片（2）之后流到泄水锥，对泄水锥叶片（5）施力，为水的第二级施力；
水经过泄水锥，再对轴流式转轮（8）的叶片施力，为水的第三级施力，使得主轴（3）的旋转力矩被加大。
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