CN2030658U

CN2030658U - 装配式喷嘴双击式水轮机

Info

Publication number: CN2030658U
Application number: CN87217197U
Authority: CN
Inventors: 陈治荣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-12-31
Filing date: 1987-12-31
Publication date: 1989-01-11

Abstract

本实用新型涉及一种装配式喷嘴双击式水轮机。用装配式喷嘴代替原固定式喷嘴，用导水挡板代替原导水叶。这种结构不仅消除了原导水机构中的大部分水力损失，而且可以引导水流严格遵循设计的角度进入水轮机转轮，使转轮中的能量交换更加充分，这一优点在水轮机调节过程中更为明显。本实用新型的双击式水轮机，调节性能完善、运行可靠。

Description

本发明涉及双击式水轮机，特别是一种装配式喷咀双击式水轮机。

双击式水轮机以其适应范围广，结构简单，造价低廉而受到人们的重视，特别是近十多年来，由于对内部水流情况进行了深入的研究，使其效率有了较大幅度的提高。

但是，这些研究与改进多数停留在对水轮机转轮叶片型线的研究与改进上，而忽略了对水流进入转轮前的导水机构的改进。研究表明，水流在转轮中能量的转换，是由转轮叶片进出口速度矩之差来实现的。正确设计转轮叶片进出口角度，对于能量转换极其重要。而导水机构正是引导水流以设计的进口角度进入转轮的部件，在双击式水轮机中，其对能量转换的作用是仅次于转轮的。

双击式水轮机历来都是单导叶式导水机构，其结构见图1－1，现有技术参见：

（1）天津电气传动设计研究所编：“水轮机设计与计算”，1971年，科学出版社。

（2）华中工学院程良骏主编：“水轮机”，1981年，机械工业出版社。

（3）安立壤等著：“双击式水轮机的研制”，期刊《水力发电》，1987年第7期。

这种结构的双击式水轮机，存在以下问题：

1、单导叶式导水机构，在水流速度很高的流场中，设置一片可以转动的导水叶来调节流量，由于导水叶结构方面和加工方面的原因，势必破坏水流流态，造成较大的绕流阻力。这还仅是水轮机在设计工况下运行的情况，当水轮机的运行偏离设计工况〈负荷的增减〉时，导叶转动了一个角度，此时，不仅更大地破坏了水流流态，造成了更大的绕流阻力，而且改变了转轮的入流角度，造成了转轮叶片头部的撞击损失，影响了转轮内部的能量转换。

2、对于过流量较大的双击式水轮机，由于结构上的原因，同时，亦为了在较大范围内保持较高效率，采用分段调节〈图1－2，此图是由图1－1经A－A剖视而得到〉。这种机组不仅结构复杂，而且难以与现有的自动调速器配套。这就极大地限制了双击式水轮机的使用，成为其发展上的难题。

本发明的目的是要提供一种新型的装配式喷咀双击式水轮机，其不仅有结构合理、效率较高的导水机构，而且可以很方便地与各种型号的调速器组成自动调节系统。

本发明是这样实现的：

1、将喷咀作成装配式的：其不仅本身的左右两个端面可以方便地装配到内腔为上、下型线面的喷咀本体上，而且整个装配式喷咀亦可以很方便地安装到机盖上。在这装配式喷咀中，装置两片可以同时平行反向移动的导水挡板，来代替原来转动的活动导水叶。这两块导水挡板与内腔为上、下型线面喷咀本体组成一个断面为长方型的渐缩管，水流在此渐缩管中以最小的水力损失进行能量转化，并且严格按照设计的角度进入转轮。值得指出的是：在水轮机出力〈流量〉调节过程中，水流的入流角度始终不变。

2、两片导水挡板的心轴通过封水装置伸到机外，再通过机械变速装置，将导叶的平行移动变为调速轴的转动。由于机械的自锁作用，在调节过程中，两片导水挡板能可靠地停留在任一位置，能用来开停机。

下面结合附图，对本发明作更为详细的说明。

图2－1是本发明具体结构的局部剖视图，图2－2是沿A－A的剖面图，图2－3是序号（1）的详图，表2－1为序号表。

图2－1、2－2、2－3中，喷咀本体（1），其上、下曲面（8）均对应为按转轮所要求的进水角度设计的型线面，两侧开有联接左右封板（8）的螺孔（7），图2－3为（1）的详图。导水挡板（2）的内侧装有一层用橡胶或其他密封材料做成的垫片（14）、（14）用沉头螺钉（6）固连于（2）上。导水挡板分为下、中、上（2.1、2.2、2.3）三段，下段（2.1）在调速器作用下，通过变速装置（3）左右平行移动，上段（2.3）在喷咀本体（1）和左右封板（9）所型成的导向空腔内平动，中段（2.2）在上、下（2.3、2.1）段的约束下作一种复合的平面运动，（2.1、2.2、2.3）三段之间用铰链（13）连接。导水挡板的心轴上有用来与机械变速装置联接的孔（15）或其他结构。（4）是转轮，（5）是机座，（9）是装有外轴套（10），内轴套（12），封水机置（11）的左右封板，其通过螺栓组联接在（1）上，从而形成一个完整的喷咀，再用螺栓装置到机座（5）的盖子上。机械变速装置（3）的下端与调速轴连接，上端与导水挡板的心轴连接［通过孔（10）或其他结构］，外界负荷变化时，调速轴转动，通过变速装置（3），带动导水挡板（2），从而调节负荷。

由上述实施例可以看出，本发明与现行双击式水轮机明显不同之处是：用一个装配式喷咀代替原固定式喷咀，使喷咀中的型线面加工得更加精确、表面光洁度更高，从而减小水力损失；用两块导水挡板代替原来可以在流道中转动的活动导水叶，使水流通畅平顺，消除了水流经过活动导水时绕流损失。不仅如此，由于采用了导水挡板，使本发明的双击式水轮机在其调节过程中，通过导水机构进入转轮的水流角度不变（水头不变情况下），从而减小了转轮叶片进口的撞击损失，使转轮内部的能量转换更加充分。

传统的双击式水轮机，当过流量较大时，采用分段调节，这种水轮机可以在较广的范围内保持较高效率，但是却难以实现自动调节。本发明的双击式水轮机，在调节过程中效率保持不变，可以通过较大流量，而且可以很方便地与现有各种调速器组成自动调节系统。

双击式水轮机以其结构简单、造价低廉、适应性广而受到各国的重视。当前研究双击式水轮机所面临的课题仍是如何进一步提高其效率的问题。本发明在基本上不提高其造价的前提下，可以比传统的双击式水轮机效率提高约6－10％，而且调节性能更加完善，运行更加可靠。本发明的出现，必将使双击式水轮机获得更为广泛的应用，从而，在这一技术领域内具有划时代的意义。

Claims

1、一种装配式喷咀双击式水轮机，由变速装置(3)、转轮(4)、机座(5)、喷咀封板(9)、外轴套(10)、封水装置(11)、内轴套(12)、连接螺孔(7)、沉头螺栓(6)、垫片(14)、铰链(13)组成，其特征在于喷咀是装配式，喷咀本体(1)的上、下曲面(8)是配合转轮(4)所要求进水角度设计的型线面，导水挡板(2·1)是两片平行反向移动的导水挡板，两片导水挡板可开、停在运动范围内的任一位置。

2、按照权利要求1所述的装配式喷咀双击式水轮机，其特征在于喷咀本体（1）两侧开有联接左右封板（9）的螺孔（7）。

3、按照权利要求1所述的装配式喷咀双击式水轮机，其特征在于导水挡板（2）有下、中、上（2.1、2.2、2.3）三段，各段之间用铰链（13）连接，导水挡板（2）内侧装有橡胶或其他密封材料做成的垫片（14），（14）用沉头螺钉（6）固连于导水挡板（2）上。

4、按照权利要求1所述的装配式喷咀双击式水轮机，其特征在于导水挡板下段（2.1）的心轴上有用来与机械变速装置联接的孔（15）。

5、按照权利要求1所述的装配式喷咀双击式水轮机，其特征在于导水挡板（2）与喷咀本体（1）的上、下曲面（8）组成一个断面为长方形的渐缩管。

6、按照权利要求1所述的装配式喷咀双击式水轮机，其特征在于喷咀本体（1）外侧与喷咀封板（9）之间有一能容纳导水挡板（2）上段挡板滑动的空腔。