[发明专利]提高水轮机出水效率的方法及结构

权利要求书

1.一种提高水轮机出水效率的方法，其特征是在水轮机的出水管的出水端周向设置至少两个弧形出水管，使原本出水管中边旋转边向下并从与出水管正交的排水管排出的冷却水在旋转动能的作用下沿与出水管非正交的弧形排水管以旋流的方式排出，以减小冷却水流出排水管出的流阻，提高排水效率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的弧形出水管的数量为四个。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的弧形排水管中旋流水的旋流角ɑ满足以下条件：ɑ=arctg(4L/D)；

式中：ɑ是指直线Sm与mn的夹角，其中Sm是出水管垂直管径中点m、弧形排水管外弧与出水管的交点S的连线，mn是水管垂直管径中点m，弧形排水管弧开中心线与出水管的交点n的连线，L为出水管垂直管径中点m离p点的直线距离，p点是mn的延长线与弧形排水管弧开中心线的交点，D为出水管的管径；出水管管径满足以下条件：

D=2000(Q/3.14V₁)^1/2

式中：D—出水管直径（mm）

      Q—水轮机出水量（m³/s）

         V₁—出水管中水的流速（m/s），按管径和流量确定V₁的取值在1.8～2.2m/s之间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的弧形排水管的管径满足以下条件：

d=2000(Q/12.56V₂)^1/2

式中：d—旋流管直径（mm）

      Q—水轮机出水量（m³/s）

      V₂—弧形出水管中水的流速（m/s），按管径和流量确定V₂的取值在1.8～2.2m/s之间。

5.一种水轮机高效出水装置，其特征是在水轮机出水管的出水端周向连接至少两个起旋流作用的弧形排水管，使原本出水管中边旋转边向下并从与出水管正交的排水管排出的冷却水在旋转动能的作用下沿与出水管非正交的弧形排水管以旋流的方式排出，以减小冷却水流出排水管出的流阻，提高排水效率。

6. 根据权利要求5所述的水轮机高效出水装置，其特征是所述旋流排水管的旋流角度与水轮机转轮的角度对应设置。

7. 根据权利要求5所述的水轮机高效出水装置，其特征是所述旋流管为4个。

8.根据权利要求5所述的水轮机高效出水装置，其特征是所述的弧形排水管中旋流水的旋流角ɑ满足以下条件：ɑ=arctg(4L/D)；

式中：ɑ是指直线Sm与mn的夹角，其中Sm是出水管垂直管径中点m、弧形排水管外弧与出水管的交点S的连线，mn是出水管垂直管径中点m，弧形排水管弧开中心线与出水管的交点n的连线，L为出水管垂直管径中点m离p点的直线距离，p点是mn的延长线与弧形排水管弧开中心线的交点，D为出水管的管径；出水管管径满足以下条件：

D=2000(Q/3.14V₁)^1/2

式中：D—出水管直径（mm）

      Q—水轮机出水量（m³/s）

         V₁—出水管中水的流速（m/s），按管径和流量确定V₁的取值在1.8～2.2m/s之间。

9.根据权利要求5所述的水轮机高效出水装置，其特征是所述的弧形排水管的管径满足以下条件：

d=2000(Q/12.56V₂)^1/2

式中：d—旋流管直径（mm）

      Q—水轮机出水量（m³/s）

      V₂—弧形排水管中水的流速（m/s），按管径和流量确定V₂的取值在1.8～2.2m/s之间。