[发明专利]液压发动机

说明书

技术领域

本发明涉及液压动力工程，具体涉及反动液压发动机，意图用于水电站的液压动力机构，它在宽范围的落差上使用工作流体-水。液压发动机能够用于产生机械能和工作流体的压力供给。

背景技术

已知液压发动机包括蜗壳式涡轮机壳体、多翼片导向组件的翼片、叶轮和供水及出水口部件，其中，蜗壳式涡轮机壳体连接到涡轮定子的圆周带，多翼片导向组件安装在涡轮定子的圆周带之间，叶轮安装在叶轮腔室中并且刚性地附接到轴上（RF专利No.2306452、IPC F03B3/00，2005年10月28日提出，2007年8月20日公开）。

所述已知的液压发动机的缺点是它的设计复杂，其特征是顺序地环绕叶轮的液压发动机的导向组件、涡轮定子和蜗壳式涡轮机壳体尺寸很大，因而相对于所述叶轮的尺寸而增加涡轮机水平尺寸2到3倍。水流在这种涡轮机中承受多重变形，导致相当大的液压损失，这降低了涡轮机的性能和功能性。

就技术实质和实现的技术效果而言，最接近要求保护的技术方案是Kwiatkowski液压发动机（参见“Гидравлические турбины”【液压涡轮机】，TsNII[中央科学研究院]重型发电和运输机械制造厂，序列18-7-75，莫斯科，1975，第127页。（“Гидравлическиетурбины”[Hydraulic Turbines]TsNII[Central Scientific Research Institute]of Heavy Power Generation andTransportation Machine Building Industry,series 18-7-75,Moscow，1975,p.127）），它包括导向组件、涡轮机壳体、叶轮和尾水管（draft tube），其中，所述叶轮包括叶片安装于其上的本体并且可拆卸地安装到在轴承中装配的轴上。

在已知的液压发动机中，所述涡轮机壳体具有螺旋形的形状，它的轴线定位在同一平面中。所述螺旋形的涡轮机壳体利用镶衬刚性地附接到定子的两个圆周带上，在它们之间安装有支柱。

所述导向组件利用它的上部和下部环连接到所述定子的上部带和下部带，其中所述导向组件翼片安装在所述环之间，具有使用驱动机构转动的可能性。所述具有叶片的叶轮定位在特定的叶轮腔室中，特定的叶轮腔室的形状为球形的一部分，置于所述导向组件后面。

所述已知液压发动机的缺点是它的设计复杂和它的制造和安装的高劳动量，因使用尺寸大和金属密集的部件螺旋形的壳体、定子、尾水管和叶轮，以及需要使用特别庞大的转动机构来改变导向组件叶片的位置。所述已知液压发动机的这种设计布置也需要大劳动消耗来进行工厂制造，单个部件的运输和安装。

所述已知液压发动机还具有低的单位功率和有限的性能及功能。这是由于水流在液压涡轮机的多回路流动通道中移动，即在所述螺旋形壳体中的转动、在所述定子支柱之间的出口、在导向组件翼片之间的通道、在所述叶轮上的转动和在所述弯曲的尾水管中转动。由于在液压发动机的单个部件中不均匀的几何横截面，这引起速度在所述流动中不均匀地分布，该水流导致在所述流动通道的各部件中相当大的液压损失，尤其在所述正在旋转的水流实际上没有被存储的尾水管中。

发明内容

本发明的基础在于如下目的：利用单个部件的新构造和相对位置改进所述液压发动机设计，便于通过改进动态特性并且通过高效地使用水流的势能来优化所述发动机流动通道中的水流管线，这使得简化所述液压发动机的设计且降低所述液压发动机的总尺寸，增加它的通过量和单位功率，以及提高液压发动机的性能和扩展它的功能性同时保证它的高效率。

根据本发明，所述目的通过一种液压发动机解决，所述液压发动机包括导向组件、涡轮机壳体、叶轮和尾水管，其中，所述叶轮包括叶片安装于其上的本体并且可拆卸地装配在轴承中安装的轴上，其要点是涡轮机壳体被制造成中空的螺旋状圆柱体，它的一个端部连接到所述导向组件并且另一端部连接到尾水管。所述叶轮叶片直接定位在所述螺旋状圆柱体的空腔中，并且所述导向组件在所述涡轮机壳体之前安装。另一要点是所述涡轮机壳体的标称内直径等于所述叶轮直径，并且所述导向组件制造成扇形选通装置的形式，它安装在枢轴支撑上的它的腔室中。另外的要点是所述导向组件制造成选通组件，它包括两个扇形选通装置，它们相对于所述水管的轴线对称地安装并且每个扇形选通装置定位在枢轴支撑上的各自腔室中，从而在“关闭”位置中，它们具有共同的联接管线。