[实用新型]卧式单轮三喷嘴冲击式水轮机

说明书

技术领域

本实用新型涉及水力发电设备，特别是冲击式水轮机技术领域。

背景技术

用水力资源发电可以节约大量资源量有限的煤炭、石油等矿物燃料。水能不但具有清洁环保、可再生的特点，并且分布地域广，是一种极具发展前途并可进一步开发挖掘的绿色能源。目前，水力发电机所采用的冲击式水轮机分为卧式和立式两种布置形式，卧式冲击式水轮机与立轴冲击式水轮机相比，具有以下优点和有益效果：1）环境破坏小；2）电站调节保证安全容易满足；3）发电机效率高；4）建设周期短；5）投资成本低；6）检修维护方便等。

但是，由于技术设计上的缺陷，常规的卧式冲击式水轮机仅限于单轮双喷嘴卧式冲击式水轮机，如图2所示，该水轮机由转轮1、Ⅰ号喷嘴2、Ⅱ号喷嘴3、与Ⅰ号喷嘴2相连的Ⅰ号喷嘴进水管4、与Ⅱ号喷嘴3相连的Ⅱ号喷嘴进水管5、机壳6、叉管9等组成。转轮1、Ⅰ号喷嘴2、Ⅱ号喷嘴3安装在机壳6内，Ⅰ号喷嘴2和Ⅱ号喷嘴3位于转轮1轴线的下方。为避免Ⅰ号喷嘴2与Ⅱ号喷嘴3产生射流干涉，Ⅰ号喷嘴2与Ⅱ号喷嘴3轴线的夹角要大于60°。结合图1、图2可知，发电机组安装时，转轮1及飞轮10装在卧轴发电机11的发电机主轴12上，转轮1及飞轮10分别位于卧轴发电机11的两侧；进水阀装置13设置在冲击式水轮机的进水方，Ⅰ号、Ⅱ号喷嘴进水管4、5通过叉管9汇合到一起后再与进水阀装置13相通。存在的问题是：只要用户建设的电站发电容量较大，导致冲击式水轮机作功需要的喷嘴数大于双喷嘴以上的要求时，就必须选用立轴多喷嘴冲击式水轮机来替代卧式冲击式水轮机，从而导致投资成本增加、电站的建设周期增长、检测维修不便等一系列问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种卧式单轮三喷嘴冲击式水轮机，使电站在发电容量较大时，用户仍能选用卧式冲击式机组，解决目前大容量发电站选型困难的技术问题。

为此，本实用新型所采用的技术方案是：一种卧式单轮三喷嘴冲击式水轮机，包括转轮（1）、Ⅰ号喷嘴（2）、Ⅱ号喷嘴（3）、与Ⅰ号喷嘴（2）相连的Ⅰ号喷嘴进水管（4）、与Ⅱ号喷嘴（3）相连的Ⅱ号喷嘴进水管（5），所述转轮（1）、Ⅰ号喷嘴（2）、Ⅱ号喷嘴（3）安装在机壳（6）内，所述Ⅰ号喷嘴（2）和Ⅱ号喷嘴（3）位于转轮（1）轴线的下方，Ⅰ号喷嘴（2）与Ⅱ号喷嘴（3）轴线的夹角为α且60°＜α＜180°，关键在于：所述转轮（1）轴线的上方设置有Ⅲ号喷嘴（7），所述Ⅲ号喷嘴（7）与Ⅰ号喷嘴（2）轴线的夹角为β、Ⅲ号喷嘴（7）与Ⅱ号喷嘴（3）轴线的夹角为γ，且β、γ＞60°，所述Ⅲ号喷嘴（7）与Ⅲ号喷嘴进水管（8）相连，所述Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号喷嘴进水管（4、5、8）通过叉管（9）汇合到一起。 

作为优选，所述Ⅲ号喷嘴（7）的轴线竖直设置，Ⅰ号喷嘴（2）与Ⅱ号喷嘴（3）轴线的夹角α为75°，Ⅲ号喷嘴（7）与Ⅰ号喷嘴（2）轴线的夹角β为150°，Ⅲ号喷嘴（7）与Ⅱ号喷嘴（3）轴线的夹角γ为135°。Ⅲ号喷嘴的轴线竖直设置，便于Ⅲ号喷嘴在机壳上安装，使整体结构更为紧凑；三个喷嘴轴线的夹角均远远大于60°，肯定不会射流干涉。

所述Ⅰ号喷嘴（2）、Ⅱ号喷嘴（3）、Ⅲ号喷嘴（7）的轴线均与转轮（1）的节圆相切，可更好的利用水力产生的机械动力，加大水轮机动力从而加大发电量。

所述叉管（9）为双叉管，所述Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号喷嘴进水管（4、5、8）中的任意两个通过一个叉管（9）汇合后，再和第三个通过另一个叉管（9）汇合在一起。选用双叉管相比三叉管，成本低且便于安装。

该结构通过在转轮轴线的上方增加一个喷嘴，使卧式冲击式水轮机的喷嘴数量由两个增加到三个，从而达到大容量电站避免采用立轴冲击式机组的目的。水轮机中只设置有一个转轮，该转轮由三个喷嘴冲击转动作功，从而带动发电机发电。三个喷嘴之间的角度均大于60°，有效避免了发生射流干涉。其有益效果是：可大量节省电站业主的直接投资，大量节省电站的建设周期，早日实现电站的经济效益，同时使水轮发电机的检修维护更加方便快捷，对促进水电站开发，减少环境污染带来良好的社会效益。

附图说明

图1  是常规的卧式冲击式水轮机在发电机组中的安装效果图。

图2  是图1的A-A剖面图。

图3  是本实用新型在发电机组中的安装效果图。

图4  是图3的B-B剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：