CN208534675U - 内置导流叶片的双击式水轮机转轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内置导流叶片的双击式水轮机转轮，属于水力机械技术领域。主要包括转轮、机械密封、悬臂轴以及导流叶片，其中转轮是由主轴、上顶板、叶片、下底板、端盖、和套轴组成的旋转体，悬臂轴和导流叶片是连接的固定体；通过在转轮中设置固定导流叶片可以提高第二次冲击的能量转换效率，当均匀水流从喷咀射出后先后冲击叶片的根部和端部，完成二次冲击实现能量转换的最大化，提高水流利用率以及发电效率。

Description

内置导流叶片的双击式水轮机转轮

技术领域

本实用新型涉及一种内置导流叶片的双击式水轮机转轮，属于水力机械技术领域。

背景技术

进入21世纪，我国经济水平不断提高，人们生活水平不断改善，随之而来的电力需求也在不断增加。水轮机的发展，特别是双击式水轮机一直备受关注。双击式水轮机是将水能转换为旋转机械能进而输出电能的简易设备，适用于小型水电站，其主要工作部件就是转轮。工作时水流首先冲击上部叶片，之后进入转轮内部，通过二次冲击叶片后流出转轮，实现能量转换。

为了得到更高效率的双击式水轮机，近年来人们主要着手于如何提高第一次冲击时的能量转换效率，包括采用不同的喷咀、导叶板以及叶片等。申请号为201710822929.6一种长短叶片的双击式水轮机转轮的专利申请公开了采用长短不等的叶片制作而成的转轮以提高第一次射流冲击的转换效率和强度，并增宽了高效率区，但该转轮仍然存在二次冲击不充分、水流利用率低等问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有双击式水轮机水流利用率低等问题提出了一种内置导流叶片的双击式水轮机转轮，本转轮装置结构新颖，运行平稳，能够充分利用水流势能和动能，提高双击式水轮机的发电效率。

一种内置导流叶片的双击式水轮机转轮，包括转轮、机械密封、悬臂轴以及导流叶片，其特征在于：所述转轮由主轴、上顶板、叶片、下底板、端盖、和套轴组成；所述主轴位于上顶板的中心位置，采用固定连接，并外接与发动机；所述上顶板和下底板采用同轴布置；所述叶片均匀分布在上顶板和下底板之间，呈圆柱状；所述端盖嵌套在下底板的底部，采用螺纹连接；所述套轴位于端盖的中心位置，采用固定连接；所述导流叶片位于转轮中心，为凹凸型翼型结构，凹面为迎流面；导流叶片固定于悬臂轴一端，悬臂轴另一端穿出端盖的中心孔及套轴；悬臂轴与套轴之间采用机械密封；所述机械密封位于套轴底部，使用螺母借助悬臂轴上的螺纹固定。

所述的内置导流叶片的双击式水轮机转轮的工作方法，其特征在于包括以下工作过程：定义叶片端部为叶片距离转轮轴中心较近的部分，叶片根部为距离转轮轴中心较远的部分；当均匀水流从喷咀射出，射向叶片根部，完成第一次冲击后进入转轮；之后水流通过导流叶片改变流动方向，射向叶片端部，完成第二次冲击后流出转轮；均匀水流完成双击叶片后水流势能与动能转换成旋转机械能，带动转轮与主轴一起旋转，最终由与主轴相连的发动机将机械能转换为电能。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型涉及一种内置导流叶片的双击式水轮机转轮，结构新颖，发电效率高。通过在转轮中设置固定导流叶片可以提高第二次冲击的能量转换效率，当均匀水流从喷咀射出后先后冲击叶片的根部和端部，完成二次冲击实现能量转换的最大化，提高水能利用率以及发电效率。

所述的一种内置导流叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于：上顶板和下底板采用半径相同、厚度不同的圆盘，且下底板的厚度大于上顶板的厚度。

所述的一种内置导流叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于：叶片直接焊接在下底板上，或与下底板一起浇铸而成。

所述的一种内置导流叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于：悬臂轴与导流叶片或采用嵌套连接，或采用螺纹连接，或采用一体化铸造。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是沿A-A的剖面图；

图中标号名称：1.主轴，2.上顶板，3.转轮，4.叶片，5.下底板，6.端盖，7.机械密封，8.悬臂轴，9.螺纹，10.螺母，11.套轴，12.导流叶片，41.叶片端部，42.叶片根部。

具体实施方法

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图1、2对本实用新型做进一步的详细说明。

本实用新型主要包括转轮3、机械密封7、悬臂轴8以及导流叶片12，其中转轮3是由主轴1、上顶板2、叶片4、下底板5、端盖6、和套轴11组成的旋转体，悬臂轴8和导流叶片12是连接的固定体。定义叶片端部41为叶片4距离转轮3轴中心较近的部分，叶片根部42为距离转轮3轴中心较远的部分；当均匀水流从喷咀射出，射向叶片根部42，完成第一次冲击后进入转轮3；之后水流通过导流叶片12改变流动方向，射向叶片端部41，完成第二次冲击后流出转轮3；均匀水流完成双击叶片4后水流势能与动能转换成旋转机械能，带动转轮3与主轴1一起旋转，最终由与主轴1相连的发动机将机械能转换为电能。

本实用新型可以根据不同水头和流量的射流实现几何结构的同比缩放。以上所述仅是本实用新型的实施范例，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的基础上做出的改进和变形仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种内置导流叶片的双击式水轮机转轮，包括转轮（3）、机械密封（7）、悬臂轴（8）以及导流叶片（12），其特征在于：

所述转轮（3）由主轴（1）、上顶板（2）、叶片（4）、下底板（5）、端盖（6）、和套轴（11）组成；所述主轴（1）位于上顶板（2）的中心位置，采用固定连接，并外接与发动机；所述上顶板（2）和下底板（5）采用同轴布置；所述叶片（4）均匀分布在上顶板（2）和下底板（5）之间，呈圆柱状；所述端盖（6）嵌套在下底板（5）的底部，采用螺纹连接；所述套轴（11）位于端盖（6）的中心位置，采用固定连接；

所述导流叶片（12）位于转轮（3）中心，为凹凸型翼型结构，凹面为迎流面；导流叶片（12）固定于悬臂轴（8）一端，悬臂轴（8）另一端穿出端盖（6）的中心孔及套轴（11）；悬臂轴（8）与套轴（11）之间采用机械密封（7）；

所述机械密封（7）位于套轴（11）底部，使用螺母（10）借助悬臂轴（8）上的螺纹（9）固定。

2.根据权利要求1所述的一种内置导流叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于：上顶板（2）和下底板（5）采用半径相同、厚度不同的圆盘，且下底板（5）的厚度大于上顶板（2）的厚度。

3.根据权利要求1所述的一种内置导流叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于：叶片（4）直接焊接在下底板（5）上，或与下底板（5）一起浇铸而成。

4.根据权利要求1所述的一种内置导流叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于：悬臂轴（8）与导流叶片（12）或采用嵌套连接，或采用螺纹连接，或采用一体化铸造。