CN86103876A - 垂直轴转桨式水轮机的供水槽 - Google Patents
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Abstract
本发明有关向垂直轴转桨式水轮机供水的水槽,其垂直侧壁以互相逐渐靠近的方式倾斜,因此在达到与水轮机高度相平时,两侧壁和一个圆形的端面连接。圆形端面的圆弧半径,略大于水轮机上方的导向叶片的半径。在水槽中的水轮机的下游设有装置,这防止水轮机轴套管的下游有吸力涡流产生。
Description
本发明有关一种垂直转转桨式低水头水轮机。
水头低时,也就是当高度一般为几米至几十米时,常用垂直轴转桨式水轮机,这水轮机用一个水室供水,也就是用开敞的或有加荷的供水槽供水。传统上还使用一个下游收敛的截头锥形配水器,这里用的配水器是向着下方收敛。
然而在用缩小的模型试验时,显现了一些失调的现象;
例如,在一个水室中有若干静水区,促使在该水室中的其他部位中发生涡流,而这些静水区本身也会造成旋涡。
此外,在该水轮机的轴或套管的下游,产生水的分流,也有旋流出现。旋流增多,便携带自由表面下面的空气,使旋流转变为吸力旋涡。
形成本发明主题内容的改进,目的是克服上述两个缺点,制造一条垂直轴转桨式水轮机的供水槽,一方面可以消灭上述槽中的静水区,而另一方面则可以避免吸力旋涡的形成。
为了这个目的,本发明所提出的供水槽的垂直侧壁逐渐收敛,从而,在与水轮机的高度相平时,该水槽的宽度,略为大于位于水轮机上方的配水器的直径,而且,在水槽中和水轮机的下游设有装置,防止水轮机轴下游形成吸力涡流。
参考附图阅读下面的说明,对本发明便容易理解,附图内容如下:
图1 表示一台垂直轴转桨式水轮机的垂直剖视,水轮机通过具有本发明的改进之处的水室供水。
图2 为其沿Ⅱ-Ⅱ线(图1)的剖视。
图3 为与图1相似的视图,但所示是利用加荷导管供水,而不用水室。
参见附图,图1概略表示垂直轴转桨式水轮机的水压装置。可以看到安装在套管2中的垂直轴下端上的水轮机1,放在一个配水器3的下方,配水器有载头锥形壁,其中有导向叶片4,把配水器的壁和水轮机1的轴向的套管相连。
水通过有自由表面的水槽5,向水轮机1供给,水槽的上方用板块6盖闭。据观察,供水槽里的用号7标志的液体自由表面的上游,在板块6的下面,远离板块6。
根据本发明,如图2所示,水槽5的垂直侧壁5a及5b,在上述水槽的垂直对称面的方向上逐渐靠近,使两壁与这水槽的圆形端面5c连接,圆形端面5c的直径,略大于导向叶片4的外径D。
如上文所指出,传统水室的静水区,促使涡流形成,或自身形成旋涡。而与此相反,由于水槽5的壁5a,5b,在水轮机区中有逐渐靠近的形状,因而可以消灭静水区,并且就旋涡的形成而言,可以消灭静水区所有的缺点。
假如水槽5是一条加荷的导管8,如图3中所示,那么当然可以把水轮机区里的垂直侧壁,作成逐渐靠近的形式,如图2中所示。
至于自由表面,在水轮机1的轴的套管2的下游,产生一个水的分流,同时出现旋涡,旋涡增多时,携带水槽5的自由表面上方的空气前进。然后这种旋涡改变成为吸力涡流。这种涡流是振动和不稳定运转的根源。
根据本发明,水的分流可以用三种类型的装置消灭。
首先,上述水轮机轴的套管2可以有一定的形状,因而使其横向剖面是有空气动力特点的卵形。
还可以在水轮机下游的水槽的隔间中,设置一个浮子。这浮子形成水的自由表面7上方的自由空气和水之间的一个屏壁,因此当旋涡形成时把旋涡破坏。然而在槽壁上固定浮子有困难,尤其在水轮机设有一个上游的断流阀时,断流阀关闭时可以把相应的水槽或导管排放。
根据本发明,选择作消灭水轮机下游的吸力涡流的器件中,有一个固定壁或罩9,从上游向下游朝下方倾斜,并位于水轮机轴的套管2的下游。
由于有了本发明,水槽5中的水7的自由表面的高度H,可以大为减低,局限在1.4d(d=水轮机1的直径)左右,然而没有本发明的器件时,最低高度必须在2d左右。这个高度在两种情况下,无论使用有自由表面的水槽,还是使用加压的导管8,都是特别重要的,因为供水导管的量度有可能下降约30%。
此外,还必须现解到上面的叙述,只是作为举例而提出,毫不限制发明的范畴,仅用其他的任何等同条件,代替上述实施方法的细节,并不能超出本发明的范围。
Claims (3)
1、在垂直轴转桨式水轮机的供水槽中,其特征是,其垂直侧壁以互相逐渐靠近的方式倾斜,因而在达到与水轮机的高度相平时,侧壁和圆形或倾斜的端面连接,端面的形状,略大于围绕水轮机上方的导向叶片的圆周,
在水渠里的水轮机下游设有装置,防止轴或其套管的下游产生吸力涡流。
2、如权利要求第1项中之水槽,其特征为,防止形成吸力涡流的装置,形状为有卵形轮廓的横向截面,沿水轮机轴套管下游部分紧固。
3、如权利要求第1项中之水槽,其特征为,防止吸力涡流形成的装置有一个罩,也就是一个从上游向下游朝下方倾斜的壁,布置在水轮机供水槽内水轮机轴的下游。
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