[实用新型]椭圆形水轮机蜗壳

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水轮机蜗壳，具体的为一种断面为椭圆形的水轮机蜗壳。

背景技术

蜗壳是蜗壳式引水室的简称，它的外形很像蜗牛壳，故通常简称蜗壳。为保证向导水机构均匀供水，蜗壳的断面逐渐减小，同时它可在导水机构前形成必要的环量以减轻导水机构的工作强度。蜗壳应采用适当的尺寸以保证水力损失较小，又可减小厂房的尺寸及降低土建投资。它是用钢筋混凝土或金属制造的闭式布置，可以适应各种水头和容量的要求。蜗壳是反击式水轮机中应用最普遍的一种引水室。

现有蜗壳的断面一般为圆形，虽然能够满足使用要求，但是，断面为圆形的蜗壳会在一定程度上增大电站的安装尺寸以及会在一定程度上减小转轮的直径，在一些特定的地形限制下，会对电站的设计造成影响。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种椭圆形水轮机蜗壳，不仅能够满足水轮机组的使用要求，而且在相同机组出力的条件下，能够减小水轮机组的安装尺寸，降低成本；在机组安装尺寸相当的条件下，能够有效增大转轮直径，即增大机组出力。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种椭圆形水轮机蜗壳，包括鼻端直管段和蜗状结构段，所述蜗状结构段的内侧侧壁上设有用于安装座环的环形开口，所述蜗状结构段的所有断面均呈椭圆形，且所述蜗状结构段的所有椭圆形断面的短半轴均位于该蜗状结构段的对称面上。

进一步，所述蜗状结构段的所有椭圆形断面的长半轴与短半轴的长度之比相等，并为1.05-1.5：1。

进一步，所述蜗状结构段的所有椭圆形断面的长半轴与短半轴的长度之比为1.45-1.5:1。

进一步，所述蜗状结构段的所有椭圆形断面的长半轴与短半轴的长度之比为1.1:1。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的椭圆形水轮机蜗壳，通过在蜗状结构段的所有断面均设置为椭圆形，如此，在相同机组出力的条件下，蜗壳的沿程水头损失仅仅比传统的圆形蜗壳损失略大（仍然能够保持98%以上的效率），且能够减小水轮机组的安装尺寸，降低成本；在机组安装尺寸相当的条件下，能够有效增大转轮直径，即增大机组出力；另外，通过将蜗状结构段的所有断面均设置为椭圆形，即蜗状结构段的尾部的断面也为椭圆形，能够更好地与座环蝶形边相连接。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明。

图1为本实用新型椭圆形水轮机蜗壳实施例的结构示意图；

图2为蜗状结构段的断面结构示意图；

图3为本实施例椭圆形水轮机蜗壳的对称面速度矢量分布图；

图4为本实施例椭圆形水轮机蜗壳的对称面压力等势线分布图；

图5为本实施例椭圆形水轮机蜗壳的对称面流线分布图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，为本实用新型椭圆形水轮机蜗壳实施例的结构示意图。本实施例的椭圆形水轮机蜗壳，包括鼻端直管段1和蜗状结构段2，所述蜗状结构段2的内侧侧壁上设有用于安装座环4的环形开口3，所述蜗状结构段2的所有断面均呈椭圆形，且所述蜗状结构段2的所有椭圆形断面的短半轴均位于该蜗状结构段的对称面上。

进一步，所述蜗状结构段2的所有椭圆形断面的长半轴a与短半轴b的长度之比相等，并为1.05-1.5：1。当然，所述蜗状结构段2所有椭圆形断面的长半轴a短半轴b长度之比也可以为1.45-1.5:1。本实施例的蜗状结构段2的所有椭圆形断面的长半轴a与短半轴b的长度之比为1.1:1。蜗状结构段2的断面为椭圆形的蜗壳的效率相较于传统的蜗状结构段2的断面为圆形的蜗壳的效率要低一些，通过大量创造性试验得出，当蜗状结构段2的所有椭圆形断面的长半轴a与短半轴b的长度之比为1.05-1.40：1时，对水轮机组的效率影响较小，如图3-5所示，为经CFD分析得到的本实施例的椭圆形水轮机蜗壳的对称面速度矢量分布图、对称面压力等势线分布图和对称面流线分布图。