[实用新型]一种虹吸式直驱型贯流式水轮机

说明书

本实用新型公开了一种虹吸式直驱型贯流式水轮机，包括虹吸管，虹吸管内安装有直驱型发电机组，直驱型发电机组的定子固定安装在虹吸管的内壁上，直驱型发电机组的转轮通过轴承与定子连接。本实用新型的一种虹吸式直驱型贯流式水轮机，解决了现有技术中存在的虹吸式水轮机主轴穿过虹吸管，造成的动静部件间密封不严的问题。

技术领域

本实用新型属于水轮机技术领域，涉及一种虹吸式直驱型贯流式水轮机。

背景技术

我国的沿海地区有着丰富水力资源，然而随着高水头水力资源的逐步开发和沿海地区用电量需求的增长，导致低水头水力资源的开发需求不断上升。与高水头电站相比，低水头电站在出力相同的情况下，机组的尺寸、土建工程的工作量以及单位投资造价都会有所增加。传统的低水头电站大多采用贯流式水轮机组在低水头或超低水头下运行时，存在运行效率低、机组空蚀严重以及运行周期短等诸多问题。虹吸式水轮机具有安装维修方便、运行稳定等优点，非常适用于开发低水头或超低水头的水力资源，但是现有技术中虹吸式水轮机主轴需要穿过虹吸管，造成的动静部件间密封不严。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种虹吸式直驱型贯流式水轮机，解决了现有技术中存在的虹吸式水轮机主轴穿过虹吸管，造成的动静部件间密封不严的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种虹吸式直驱型贯流式水轮机，包括虹吸管，虹吸管内安装有直驱型发电机组，直驱型发电机组的定子固定安装在虹吸管的内壁上，直驱型发电机组的转轮通过轴承与定子连接。

本实用新型的特征还在于，

虹吸管包括依次连接成一体的进水段、上升段、驼峰段、水平段和下降段，直驱型发电机组安装在水平段。

直驱型发电机组前后两端还设置有入流导流管和出流扩散管，入流导流管和出流扩散管位于虹吸管内部。

入流导流管包括依次连接的入流导流段和入流直管段，入流直管段连接直驱型发电机组的入口。

出流扩散管包括依次连接的出流直管段和出流扩散段，出流直管段连接直驱型发电机组的出口。

进水段的入口处为钟罩型，钟罩型的长度为0.425D，进水段入口处的直径为2D，虹吸管其他直管段的直径为D，水平段的长度不小于1.2D。

出流直管段和入流直管段的直径均与转轮的内径相同，长度均为0.15D，入流导流管和出流扩散管中心线的长度分别为0.5D和0.4D。

转轮的内径为0.83D，外径为0.9D，定子的内、外径分别为0.93D和D。

虹吸管、入流导流管和出流扩散管管壁的最小厚度δ应当满足δ≥D/130。

转轮叶片安装角度α满足：5°≤α≤20°，叶尖与转轮中心的距离小于0.03D，叶尖处翼型弦长大于0.05D，叶片根部翼型弦长大于0.3D。

驼峰段上还设置有单向阀和真空破坏阀，单向阀连接有真空泵。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在虹吸管水平段内设置有直驱型发电机组，机组由定子和转轮组成，定子固定安装在水平段内壁，转轮与定子通过轴承进行连接，转轮中心不需要设置转轴，避免了转轴伸出虹吸管造成的动静部件之间存在的密封问题；虹吸管除入口段为钟罩型外，其余各段均为圆形直管，且上升段与水平段、水平段与下降段采用折曲弯管进行连接，折曲弯管的弯曲角度均小于20°，这样设计的好处在于确保虹吸管的沿程阻力较小；相比圆弧型弯管，直管加工更加简单方便，成本造价也更具优势。在直驱发电机组前后设置了入流导流装置和出流扩散装置，提高了水流经过转轮的速度和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型一种虹吸式直驱型贯流式水轮机的结构示意图；

图2是本实用新型一种虹吸式直驱型贯流式水轮机中直驱型发电机组的结构示意图；