[发明专利]一种叶片及水能机

说明书

本发明公开了一种叶片及水能机，其包括叶片主体和支撑臂，叶片主体的断面为弧形，支撑臂包括支撑侧臂和用于与转轮连接的支撑底臂，支撑侧臂的一端与支撑底臂连接，支撑底臂连接于转轮时，支撑侧壁远离支撑底臂的一端沿转轮的径向向外延伸，叶片主体包括第一叶片主体和第二叶片主体，第一叶片主体与第二叶片主体分别连接于支撑侧臂相对的两侧，支撑侧臂与第一叶片主体之间形成第一腔室，支撑侧臂与第二叶片主体之间形成第二腔室。上述叶片结构显著增加了叶片主体的力学性能，能够适应高水头、大流量的工作环境。

技术领域

本发明涉及动力机械领域，具体而言，涉及一种叶片及水能机。

背景技术

水能机又称水轮机，是把水流的能量转换为旋转机械能并驱动发电机发电的动力机械，水能机运行的经济性和安全性直接影响水电厂的经济效益。根据水轮机的结构不同有混流式、轴流式、斜流式、贯流式和水斗式等多种。无论哪种水能机，都是借助于水的流动来推动其叶轮连及主轴运转，主轴在运转中直接或间接驱动发电机或其他机器运转。

水能机叶片是水力发电机中最基础和最关键的部件，要求具有较好的疲劳强度和力学性能。目前的水能机叶片结构普遍存在叶片尾缘损失大，因而能耗高工作效率低，同时增加了水力发电的成本。此外，水能机叶片的力学性能差，这使得水能机不能适应大功率的工作要求，一定程度上限制了水能机的工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叶片，其能够很好地改善叶片的力学性能，可以应用于高水头、大流量的工作环境，从而满足大功率的生产要求，并提高资源的利用率。

本发明的另一目的在于提供一种水能机，其包括上述叶片，该水能机具有很好的力学性能，能够满足大功率的生产作业要求，显著提高水能机的工作效率。

本发明是这样实现的：

一种叶片，其包括叶片主体和支撑臂，叶片主体的断面为弧形，支撑臂包括支撑侧臂和用于与转轮连接的支撑底臂，支撑侧臂的一端与支撑底臂连接，支撑底臂连接于转轮时，支撑侧壁远离支撑底臂的一端沿转轮的径向向外延伸，叶片主体包括第一叶片主体和第二叶片主体，第一叶片主体与第二叶片主体分别连接于支撑侧臂相对的两侧，支撑侧臂与第一叶片主体之间形成第一腔室，支撑侧臂与第二叶片主体之间形成第二腔室。

在本发明较佳的实施例中，上述第一叶片主体和上述第二叶片主体从靠近支撑底臂的一端到远离支撑底臂的一端的叶片厚度逐渐增大。

在本发明较佳的实施例中，上述第一叶片主体和上述第二叶片主体靠近支撑底臂的一端的叶片厚度为远离支撑底臂一端的叶片厚度的0.6-0.8倍。

在本发明较佳的实施例中，上述第一叶片主体和上述第二叶片主体在远离支撑底臂的一端共同形成钝尾缘结构，钝尾缘结构为平面，支撑侧臂沿远离支撑底臂的方向延伸至钝尾缘处。

在本发明较佳的实施例中，在上述叶片主体两侧的末端尾缘处形成的开口宽度为最大叶片厚度的0.5-0.7倍。

在本发明较佳的实施例中，上述第一叶片主体和上述第二叶片主体在远离支撑底臂的一端共同形成钝尾缘结构，钝尾缘结构为弧形，支撑侧臂沿远离支撑底臂的方向延伸至钝尾缘处。

在本发明较佳的实施例中，上述钝尾缘的钝头的曲面高度为最大叶片厚度的0.2-0.3倍。

在本发明较佳的实施例中，第一叶片主体、第二叶片主体和支撑侧臂在远离转轮的顶部形成M形缺口。

在本发明较佳的实施例中，上述M形缺口的缺口深度为最大叶片厚度的5-8倍。

一种水能机，其包括转轮和多个叶片，多个叶片等距的间隔设置于转轮的周向上。