CN101786143A - 一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具 - Google Patents

一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具 Download PDF

Info

Publication number
CN101786143A
CN101786143A CN201010116954A CN201010116954A CN101786143A CN 101786143 A CN101786143 A CN 101786143A CN 201010116954 A CN201010116954 A CN 201010116954A CN 201010116954 A CN201010116954 A CN 201010116954A CN 101786143 A CN101786143 A CN 101786143A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ring
spiral case
stator
seat ring
hydraulic turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201010116954A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101786143B (zh
Inventor
周凌九
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Agricultural University
Original Assignee
China Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Agricultural University filed Critical China Agricultural University
Priority to CN2010101169540A priority Critical patent/CN101786143B/zh
Publication of CN101786143A publication Critical patent/CN101786143A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101786143B publication Critical patent/CN101786143B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/50—Hydropower in dwellings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Landscapes

  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具，其特征在于：它包括一蜗壳和一座环，其中所述蜗壳采用由上、下两部分组合在一起的分半结构，所述座环包括分别设置在所述蜗壳中部的上环和下环；所述上环和下环的周向均设置有一圈位置相对应的阶梯状通孔，每对所述通孔之间安装有一导叶，所述导叶的上下两侧均具有一带螺纹的枢轴，所述导叶调整到设计的安放角后用螺母与所述导叶的枢轴紧固。本发明将可调模具的导叶设计为活动导叶，因此通过在铸造过程中在一定范围内改变导叶的安放角度，可使同一个转轮在效率改变不大的前提下适用于不同的水头段，从而减少户用微型水轮机生产中的转轮、座环等过流部件模具制造成本。

Description

一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具
技术领域
本发明涉及一种模具，特别是关于一种可适应不同水头(水头即单位质量的水所具有的机械能)的微型水轮机蜗壳和座环的可调模具。
背景技术
目前，微水电作为一种典型的分布式发电方式，不仅解决了我国山区传统大电网所不能覆盖导致的用电问题，而且是一种经济有效且绿色环保的发电方式。然而微水电资源虽然很丰富，其水头条件却千差万别，且微型水轮机的用户一般是那些地域偏远且经济相对落后的地区，他们所能承受的价格很低。对于微型水轮机的生产厂家而言，出于生产成本的考虑，不可能像大中型水轮机的生产厂家那样为每一处水资源投入单独的科研力量开发适合于该水头的微型水轮机组。因此微型水轮机生产厂家都仅批量生产少数几个系列的水轮机组，这些系列的水轮机组的座环由上环、下环和一组流线型固定导叶组成。微型和小型水轮机的蜗壳和固定导叶一般为整铸结构，固定导叶的安放角固定，且固定导叶的出口设计为钝头翼型，因此不仅无法适应千差万别的水头条件，而且在固定导叶尾部的水力损失较大，导致目前很多微型水轮机存在整机效率低下、运行的稳定性和可靠性较差等问题。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的是提供一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具，其特征在于：它包括一蜗壳和一座环，其中所述蜗壳采用由上、下两部分组合在一起的分半结构，所述座环包括分别设置在所述蜗壳中部的上环和下环；所述上环和下环的周向均设置有一圈位置相对应的阶梯状通孔，每对所述通孔之间安装有一导叶，所述导叶的上下两侧均具有一带螺纹的枢轴，所述导叶调整到设计的安放角后用螺母与所述导叶两侧的枢轴紧固。
在所述导叶出口附近的所述上环和下环上均刻有刻度。
所述导叶的出口设计为尖头翼型。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明将可调模具的导叶设计为活动导叶，因此通过在铸造过程中在一定范围内改变导叶的安放角度，可使同一个转轮在效率改变不大的前提下适用于不同的水头段，从而减少户用微型水轮机生产中的转轮、座环等过流部件模具制造成本。2、本发明在导叶出口附近的上环和下环上刻有刻度，从而实现了导叶安放角的调节。3、本发明将导叶的出口设计为尖头翼型，从而可减小导叶尾部的水力损失，提高微型水轮机的效率。
附图说明
图1是本发明装配后的结构示意图
图2是图1的剖视图
图3是图1的A-A剖视图
图4是图3的B-B剖视图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明基于水轮机在不同导叶开度下水力性能不同的特点，且水轮机导叶的调节方程为：
Q = r 2 2 ω + g H th ω 1 2 π b 0 cot α 0 + r 2 A 2 cot β b 2 - - - ( 1 )
式(1)表示水轮机在水头一定的条件下，水轮机流量随导叶出流角α0的变化关系。其中，Q为水轮机流量，Hth为水轮机理论水头，ω为转轮旋转角速度，b0为导叶高度，α0为导叶出流角，r2为叶片出口平均直径，A2为叶片出口平均半径。
将式(1)稍作变换可以得到：
H th = Q ( 1 2 π b 0 cot α 0 + r 2 A 2 cot β b 2 ) ω - r 2 2 ω 2 g - - - ( 2 )
式(2)反映了导叶开度不同的条件下，通过该流量所需要的理论水头。由此可见，对同一台水轮机，在相同流量下所需的理论水头与导叶出流角密切相关，导叶出流角越大，所需要的理论水头越低，而导叶出流角可以通过导叶的安放角来调整。因此通过在一定范围内调整导叶的安放角可使同一个转轮在效率改变不大的前提下适用于不同的水头段。
基于上述原理，本发明设计了一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具，使利用该模具生产的蜗壳和座环能使同一个水轮机的转轮适应不同的水头。如图1～图3所示，本发明包括一蜗壳1和一座环2，其中蜗壳1采用由上、下两部分组合在一起的分半结构，座环2则包括分别设置在蜗壳1中部的上环21和下环22。上环21和下环22的周向均设置有一圈位置相对应的阶梯状通孔23，每对通孔23之间安装有一导叶3。导叶3的上下两侧均具有一带螺纹的枢轴31，两枢轴31穿过上环21和下环22上的通孔23后用螺母32紧固。由此可见，本发明的导叶3为活动导叶，因此通过在铸造过程中在一定范围内改变导叶3的安放角度(即导叶安放角)，可使同一个转轮在效率改变不大的前提下适用于不同的水头段，从而减少户用微型水轮机生产中的转轮、座坏等过流部件模具制造成本。需要说明的是，如果导叶安放角过小或过大都会使水轮机整机的效率下降，因此本发明中导叶安放角有一定的调节范围，需按具体的转轮系列进行设计。由于本发明仅涉及其原理及铸造实现方法，而不涉及不同转轮系列的具体尺寸及角度调节范围，本领域的普通技术人员应当理解。
上述实施例中，为了实现导叶安放角的调节，在导叶3出口附近的上环21和下环22上刻有刻度4(如图4所示)。
上述实施例中，将导叶3的出口设计为尖头翼型(如图4所示)，从而可减小导叶3尾部的水力损失，提高微型水轮机的效率。
本发明用在微型水轮机的生产过程中时，首先根据微型水资源的水头条件确定导叶出流角α0，然后通过导叶安放角与导叶出流角α0的关系曲线获得导叶安放角。在蜗壳1和座环2的铸造翻砂过程中，先将本发明的导叶出口按设计的角度与下环22上对应的刻度对齐，然后将导叶3固定在下环22上，制作下半部分的砂芯，同理采用同样的方法制作上半部分的砂芯，将两部分合起来形成座环2部分的整体砂芯。将蜗壳1和座环2装配在一起可翻砂获得蜗壳1和座环2外部轮廓的砂型。如果水头需求不同，可调整导叶安放角，即按上、下环21、22上的刻度4调整导叶3的出口位置，这样利用同一个导叶翼型可以获得多个具有不同导叶安放角的座环2，从而适应不同微水电资源的水头。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置、及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (3)

1.一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具，其特征在于：它包括一蜗壳和一座环，其中所述蜗壳采用由上、下两部分组合在一起的分半结构，所述座环包括分别设置在所述蜗壳中部的上环和下环；所述上环和下环的周向均设置有一圈位置相对应的阶梯状通孔，每对所述通孔之间安装有一导叶，所述导叶的上下两侧均具有一带螺纹的枢轴，所述导叶调整到设计的安放角后用螺母与所述导叶两侧的枢轴紧固。
2.如权利要求1所述的一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具，其特征在于：在所述导叶出口附近的所述上环和下环上均刻有刻度。
3.如权利要求1或2所述的一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具，其特征在于：所述导叶的出口设计为尖头翼型。
CN2010101169540A 2010-03-02 2010-03-02 一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具 Expired - Fee Related CN101786143B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101169540A CN101786143B (zh) 2010-03-02 2010-03-02 一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010101169540A CN101786143B (zh) 2010-03-02 2010-03-02 一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101786143A true CN101786143A (zh) 2010-07-28
CN101786143B CN101786143B (zh) 2012-05-02

Family

ID=42529598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010101169540A Expired - Fee Related CN101786143B (zh) 2010-03-02 2010-03-02 一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101786143B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103328813A (zh) * 2010-12-17 2013-09-25 安德里茨水电有限公司 涡轮机械的蜗壳及用于生产涡轮机械的蜗壳的方法
CN106180577A (zh) * 2016-09-28 2016-12-07 江苏华培动力科技有限公司 双涡流涡壳砂芯无缝组合工艺
CN107178457A (zh) * 2016-03-10 2017-09-19 株式会社东芝 水力机械的导流叶片及水力机械

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3210045A (en) * 1963-05-09 1965-10-05 Nydqvist & Holm Ab Device for wicket guide stems for water turbines, pump turbines or pumps
US4264270A (en) * 1979-08-20 1981-04-28 Carrier Corporation Actuator for adjustable vane means of a turbomachine
US20050123394A1 (en) * 2003-12-03 2005-06-09 Mcardle Nathan J. Compressor diffuser
CN1737340A (zh) * 2004-08-19 2006-02-22 三星Techwin株式会社 具有可调节导叶的涡轮机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3210045A (en) * 1963-05-09 1965-10-05 Nydqvist & Holm Ab Device for wicket guide stems for water turbines, pump turbines or pumps
US4264270A (en) * 1979-08-20 1981-04-28 Carrier Corporation Actuator for adjustable vane means of a turbomachine
US20050123394A1 (en) * 2003-12-03 2005-06-09 Mcardle Nathan J. Compressor diffuser
CN1737340A (zh) * 2004-08-19 2006-02-22 三星Techwin株式会社 具有可调节导叶的涡轮机

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103328813A (zh) * 2010-12-17 2013-09-25 安德里茨水电有限公司 涡轮机械的蜗壳及用于生产涡轮机械的蜗壳的方法
CN107178457A (zh) * 2016-03-10 2017-09-19 株式会社东芝 水力机械的导流叶片及水力机械
CN107178457B (zh) * 2016-03-10 2019-03-12 株式会社东芝 水力机械的导流叶片及水力机械
CN106180577A (zh) * 2016-09-28 2016-12-07 江苏华培动力科技有限公司 双涡流涡壳砂芯无缝组合工艺
CN106180577B (zh) * 2016-09-28 2018-11-27 江苏华培动力科技有限公司 双涡流涡壳砂芯无缝组合工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN101786143B (zh) 2012-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103912435B (zh) 一种小水电轴流式水轮机转轮
CN101786143B (zh) 一种微型水轮机蜗壳和座环的可调模具
CN103912434A (zh) 一种小水电轴流式水轮机装置
CN208702601U (zh) 卧式水泵水轮机
CN101158335A (zh) 多风轮聚能风力发电机组及系统
CN107829874B (zh) 一种基于复合式多级潮流能发电的水轮机
CN107829861B (zh) 一种基于梨形线翼型叶片的冲击式水轮机
CN105863930B (zh) 一种小型一体式水轮发电机组
CN201424965Y (zh) 一种背压式汽轮机喷嘴
CN106014834A (zh) 一种高效正装水斗式水轮发电机
CN100439701C (zh) 混流式水轮机变频转轮
CN106050531A (zh) 一种高效反装水斗式水轮发电机
CN203146198U (zh) 一种洋流发电用水轮机
CN106014767A (zh) 一种中通反装定桨贯流式水轮发电机
CN106014826A (zh) 一种一体化正装转桨贯流式水轮发电机
CN105927450A (zh) 一种改进的多叶片大轮体高效水轮机转轮及其改进方法
CN201277145Y (zh) 非对称两片中空加梁组合结构的风电桨叶
CN101793224A (zh) 带有多段组合式叶片的导流型垂直轴风力机
CN205025696U (zh) 一种风力发电机组轮毂
CN102606387A (zh) 一种带有劈缝结构的水平轴流式风力涡轮叶片
CN101865078B (zh) 竖轴直驱永磁风力发电机组的立叶片
CN203257593U (zh) 整装灯泡式水轮发电机组
CN201377379Y (zh) 一种水轮机
CN102011710A (zh) 一种风力机叶片
CN207117447U (zh) 一种双转子高效平装水斗式水轮发电机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120502

Termination date: 20130302