[实用新型]多喷嘴高效大容量斜击式水轮机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种斜击式水轮机，属于流体机械领域，特别适用于中小型水力资源的开发和利用。

背景技术

现有传统斜击式水轮机结构包括机壳、机盖、喷嘴、机壳内的转轮以及电机，喷嘴多为单一喷嘴。单一喷嘴的斜击式水轮机的过流量通常较小，单机出力小，用于发电时必然要增加机组台数，同样会增加电站的建设成本；而且同一时刻往往有3～4个斗叶在接受同一喷嘴流量大小不等的射流，使得斗叶的绕流情况复杂，单个斗叶根部的受力不均，从而引起整个机组的振动。

专利文献公开了一种水轮机立式环形多喷嘴，它是在环形管道中分布有多个喷嘴；专利文献还公开了一种集流多喷嘴斜击式水轮机，它具有一个集流器，相当于配水容器，在集流器的圆周上均布多个喷嘴，它虽然实现了斜击式水轮机的多喷嘴的设计思想，但在水力设计上，这种布置的多喷嘴却不能严格保证各喷嘴之间的水力平衡关系，通过开启与关闭各喷嘴来进行运行调节，更不易保证水力平衡关系。转轮是水轮机的心脏部件，不管是集流式水轮机还是环形多喷嘴，均与原转轮型线不匹配，喷嘴数目增加后，结构布置复杂，转轮过流量加大，射流之间与转轮内部水流之间均可能发生干涉，叶片根部区域以及叶片进口处均可能产生大量旋涡，水力损失大，水力效率低。

还有传统的斜击式水轮机随着单机出力的增加，结构与尺寸受到很大限制，使其排流不畅通，容易撞击机座、机盖形成漫反射；水轮机主体分为机座、机盖两部分，使其拆装、检修极为不便。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题在于针对以上不足而提供一种机组运行稳定，提高单机容量、增大机组出力、提高水轮机转轮效率，有效解决多喷嘴水轮机射流干涉问题的斜击式水轮机。其技术方案如下：

它包括引水环管、机壳、喷嘴、机壳内的转轮以及电机。其关键技术是在引水环管上安装2～6个喷嘴对准转轮，各喷嘴与转轮进口平面的夹角为19°～21°，射流进口角α1为19°～21°，转轮出口宽度L较传统的单喷嘴斜击式水轮机的增加了25％～30％，转轮出口的安放角γ为15°～17°。

与现有技术相比本实用新型具有的优点是：

1、增加了喷嘴数量，就增加了斜击式水轮机接受水流能量的能力，达到减少机组台数、增加机组出力的目的。在相同的转轮直径下，其斜击式水轮机的流量将提高一倍或者多倍，单机容量得到提高，出力也大大提高，同时水轮机转轮效率得到有效提高。

2、现有技术水轮机转轮出口的安放角为12°～15°，射流的角度为22°～27°，这样的设计参数使得多喷嘴水轮机必定会产生射流干涉问题。而本实用新型优化设计出双喷嘴以及多喷嘴情况下的转轮型线，具体就是：①加宽了转轮出口的宽度25％～30％，改变转轮出口的安放角为15°～17°；②改变各喷嘴与转轮进口平面的夹角为19°～21°，使得多喷嘴时射流的角度为19°～21°。这样的设计参数，有效解决了多喷嘴水轮机射流干涉问题。

3、本实用新型实为引水环管式的多喷嘴斜击式水轮机，机组可立式布置，也可卧式布置，严格保证了各喷嘴之间的水力平衡关系，转轮受力平衡，且机组运行调节时也能高效、稳定运行。

4、在机壳上部设有转轮吊装孔，可在不移动发电机的情况下拆装转轮，方便拆装与检修。机壳右边的进入门和平水栅也大大方便了检修机组。

附图说明

图1，是本实用新型结构示意图；

图2，是图1俯视图；

图3，是转轮出口宽度、转轮出口安放角以及射流进口角示意图；

图4，是本实用新型另一结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

参见图1--图3，本实用新型包括引水环管1、机壳6、喷嘴4、机壳内的转轮5以及电机3。其关键技术是在引水环管1上安装2个喷嘴4对准转轮5，各喷嘴与转轮进口平面的夹角为21°，射流进口角α1为21°，转轮出口宽度L较传统的单喷嘴斜击式水轮机的转轮出口宽度增加了25％，转轮出口的安放角γ为15°。在引水环管1上有支管2与喷嘴4连接。

现有技术拆换转轮时一般情况下需要拆掉机盖或移动机组，给检修带来不便，本实用新型在机壳6上端设有转轮吊装孔7，平时用盖子将转轮吊装孔盖住，用螺栓将盖子与机壳连接，使用时将螺栓拆掉，用行车把吊绳从孔中放下，转轮与吊绳固定后，从孔中吊出，这样就可以在不移动机组的情况下吊出转轮。在机壳6一侧设有进入门8，机壳6下方设有平水栅9，当机组发生故障时，可以不用移动机组，直接从进入门进去，人可站在平水栅上检修。水轮机结构采用焊接件，其结构与尺寸大大优化，排流畅通。

实施例二：