[发明专利]一种超低比转速混流式水轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种混流式水轮机，属于能源动力技术领域。

背景技术

常规的水轮机与发电机配套组成水轮发电机组用以发电，但作为原动机的水轮机还可用以驱动其他机械，随着生产的发展在其他领域里的使用越来越多，目前在排灌、供水、化工、消防、纺织、石油、农产品加工等行业中的应用不断增加。非发电用的水轮机在比转速、工作部件、结构及某些工作参数要求等方面与常规水轮机存在较大差异，这些差异造成水轮机中的水流运动不同、设计方法不同。而目前对这种超低比转速混流式水轮机缺乏研究，以致效率很低，远远达不到充分利用水能的要求。

发明内容

要解决的技术问题：

本发明提供了一种超低比转速混流式水轮机，解决了上述所述的现有技术中低比转速混流式水轮机效率低，结构复杂的技术问题。

技术方案：

一种超低比转速混流式水轮机，包括进水的金属蜗壳、座环、负曲率导叶、低比转速水轮机转轮叶片、低比转速水轮机转轮下环、低比转速水轮机转轮上冠、盖板、轴承座、主轴、支墩、锥形尾水管；主轴设置在轴承座上，轴承座设置在盖板的上侧中部，盖板的下侧设置低比转速水轮机转轮上冠，盖板的端部固定连接座环，低比转速水轮机转轮上冠的下方相对设置低比转速水轮机转轮下环，低比转速水轮机转轮下环的一端与座环连接，另一端与锥形尾水管连接；座环的外侧连接金属蜗壳，金属蜗壳设置在支墩上；座环上设置16～18个单列环形负曲率导叶，低比转速水轮机转轮上冠与低比转速水轮机转轮下环之间的空腔内设置低比转速水轮机转轮叶片。

本发明还包括集水盘，所述集水盘位于低比转速水轮机转轮下环下方，一端与座环连接，另一端与锥形尾水管连接。发明的低比转速介于40m·KW至60m·KW之间。

本发明的负曲率导叶的高度b0为低比转速水轮机转轮进水口直径D1的0.09～0.13倍；负曲率导叶出水边的直径D3为低比转速水轮机转轮进水口直径D1的0.9～1.15倍，负曲率导叶进水边的直径D4为低比转速水轮机转轮进水口直径D1的1.1～1.3倍。

本发明的低比转速水轮机转轮高度B0与低比转速水轮机转轮进水口直径D1的比值为0.18～0.22，低比转速水轮机转轮的出水口直径D2与低比转速水轮机转轮进水口直径D1的比值为0.49～0.52。低比转速水轮机转轮叶片数为17～19，叶片翼形最小厚度与最大厚度之比为0.3～0.35，且翼形弯曲角θ在100°～105°之间。

有益效果：

与现有技术相比，本发明解决了上述现有技术中低比转速混流式水轮机效率低，结构复杂的技术问题。

附图说明

图1是本发明的一种结果示意图。

图2是图1的A-A向剖视图。

图3是本发明的转轮叶片示意图。

图4是本发明的负曲率导叶的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明对本发明进一步详细说明：

如图1所示，一种超低比转速混流式水轮机，包括进水的金属蜗壳1、座环2、负曲率导叶3、低比转速水轮机转轮叶片4、低比转速水轮机转轮下环5、低比转速水轮机转轮上冠6、盖板7、轴承座8、主轴9、支墩10、集水盘11、锥形尾水管12；金属蜗壳1内与座环2通过焊接方法相连接，并放置在支墩10上，同样进行焊接固定；座环2通过集水盘11与锥形尾水管相连接，三者之间的连接方法为螺栓固定。水轮机旋转部件由低比转速水轮机转轮叶片4、低比转速水轮机转轮下环5、低比转速水轮机转轮上冠6及主轴9构成；转轮叶片4通过焊接方法固定在转轮下环5与转轮上冠6之间，转轮上冠6与主轴9之间通过键传递力矩；主轴9通过轴承座8固定在盖板7上，盖板7与座环2之间采用螺栓固定。

本发明的16～18个成单列环形布置的负曲率导叶3采用焊接方法固定在座环2上。

本发明的负曲率导叶高度b0为低比转速水轮机转轮进水口直径D1的0.09～0.13倍；负曲率导叶出水边的直径D3为低比转速水轮机转轮进水口直径D1的0.9～1.15倍，负曲率导叶进水边的直径D4为低比转速水轮机转轮进水口直径D1的1.1～1.3倍。

本发明的低比转速水轮机转轮高度B0与低比转速水轮机转轮进水口直径D1的比值为0.18～0.22，低比转速水轮机转轮的出水口直径D2与低比转速水轮机转轮进水口直径D1的比值为0.49～0.52。低比转速水轮机转轮叶片数为17～19，叶片翼形最小厚度与最大厚度之比为0.3～0.35，且翼形弯曲角θ在100°～105°之间。