[发明专利]附属于水力机械的曲线形导管及用于佩尔顿水轮机转轮的分配组件和水力机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种附属于水力机械的曲线形导管及用于佩尔顿水轮机转轮的分配组件和包括所述曲线形导管的水力机械。

背景技术

当水流进到曲线形导管时，水流受到离心加速的作用。具体来说，在附属于水利机械并意在向佩尔顿水轮机转轮供水的曲线形导管中，水流沿着曲线轨迹流动，沿所述曲线轨迹流动使水流受到离心加速作用。如示出了曲线形导管C横截面中的等压线的图1所示，所述离心加速在所述曲线形导管C的弯曲处的内壁INT和外壁EXT之间产生了压强梯度。所述等压线显示出，现有技术的分配组件中的水流分布是不均匀的。

在所述曲线形导管中央区域产生的所述压强梯度引发了沿着管壁的水在所述内壁INT和所述外壁EXT之间的圆周循环。

所述水流主要在所述曲线形导管C的纵向上流动，但是还有横切于所述曲线形导管C纵向方向循环的二次流（例如，在图1中的平面上）。但是，对于所述分配组件，所述二次流减少了在所述分配组件的排出端用于使佩尔顿水轮机转轮转动的每束水流的动能。如图2所示，归因于所述二次流，在所述分配组件排出端的水流束具有非圆柱形的形状并且被偏离。这样，所述二次流影响了佩尔顿水轮机的效率。

FR-A-1 064 617公开了一种用于水力机械的弯曲的喷射导管。三个用于对水流进行导向的翅片被固定到所述导管的内部，并且根据所述导管的曲率进行定向。所述翅片不能令人满意地减小影响水利机械效率的二次流的速度。

发明内容

鉴于这些缺点，本发明旨在通过提出一种引导水流的曲线形导管来具体解决上述缺点，所述曲线形导管使导管中的水流的动能和所述导管排出端的水流束的动能最大化。

为了达到这个效果，本发明意在提出一种附属于水力机械并且旨在引导水流的曲线形导管。所述曲线形导管具有固定在其内壁上的翅片。根据本发明，所述翅片包含开口。

由于本发明，所述曲线形导管中的水流松散的散布，即与出现在现有技术的曲线形导管中的二次流速度相比，所述二次流的速度被降低。

根据本发明的有益方面，考虑所有的技术可行的组合，所述曲线形导管可包含下述特征中的一个或几个：

-在所述曲线形导管的横截面中，垂直于所述翅片的纵向轴线测量的每个所述翅片的高度为所述曲线形导管内径的百分之一到十分之一。

–在所述曲线形导管的横截面中，所述翅片构成了整个截面的孔网。

–所述开口是圆形的并且每个所述开口的直径为所述曲线形导管的内径的万分之五到千分之五。

–所述开口具有非圆形的的形状。

–所述翅片的纵向轴线平行于所述曲线形导管的纵向轴线。

–所述翅片的纵向轴线相对于所述曲线形导管的纵向轴线是倾斜的。

–所述翅片是具有几行所述开口的网格。

本发明还意在提出一种用于佩尔顿水轮机转轮的分配组件，该分配组件包含至少一个所述曲线形导管。

最后，本发明意在提出一种水力机械，该水力机械包含至少一个所述曲线形导管或包含所述分配组件。

附图说明

参考附图并以示例的方式提供了下文中根据其原理对所述曲线形导管和佩尔顿水轮机进行的描述，这样本发明将能够更好的理解并且其他的优点可以更清楚的呈现，其中：

图1为现有技术的分配组件的横截面，横截面上示出了水流中的等压线；

图2为图1中的分配组件的排出端处的水流束的透视图；

图3为根据本发明的分配组件沿着管环部分的赤道平面的剖面，所述管环部分由分配导管形成；

图4为沿图3中IV-IV线的剖面图；

图5配备在图3中的分配组件上的翅片的前视图；

图6是根据本发明的第二实施例的导管的类似于图4的剖面图；以及

图7是根据本发明的第三实施例的导管的类似于图4的剖面图。

具体实施方式

图3示出了旨在用于向本身已知的佩尔顿水轮机转轮R供水的分配组件或分配器1。所述转轮R整体上具有沿着轴线Y的旋转对称性，转轮R旨在绕所述轴线Y旋转。所述轴线Y垂直于图3的平面。

入口管路E为所述分配器1带来用箭头F_E表示的水流。所述入口管路E位于所述分配器1的上游。在本申请中，术语″上游″和″下游″大体上参照包含所述分配器1和所述转轮R的水力机械中的水流的流动方向。