水力机械.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107420246A(43)申请公布日2017.12.01(21)申请号201710156593.4F03B13/08(2006.01)(22)申请日2012.07.15F03B15/14(2006.01)(62)分案原申请数据201280035409.62012.07.15(71)申请人亨利·欧伯梅尔地址美国科罗拉多州(72)发明人亨利·欧伯梅尔(74)专利代理机构北京中博世达专利商标代理有限公司11274代理人申健(51)Int.Cl.F03B3/06(2006.01)F03B3/10(2006.01)F03B11/00(2006.01)F03B11/02(2006.01)权利要求书1页说明书14页附图44页(54)发明名称水力机械(57)摘要描述了例如水轮机和水泵的具有集成低水头损失截止阀的水力机械。该水轮机的阵列便于在有限的可用空间内利用先已存在的门控式水控结构进行发电。特别适合与集成损失截止阀共同使用的可调螺距水轮机转轮提供了比现有技术的低水头水电项目的水轮机更高的功率输出和比转速。根据本发明的阵列的泵，随着阵列内每一个单独的泵均具有集成的低水头损失的用于关断和防止回流的阀，在有限的空间提供了高的排流能力。CN107420246ACN107420246A权利要求书1/1页1.一种具有可调叶片的水轮机，其特征在于，转轮叶片的枢转轴线不在径向平面上，反而是倾斜的，使得每个转轮叶片的枢转轴线在排放环处的交叉点位于比每个转轮叶片的枢转轴线在其相对于主轴中心线的最近点处的交叉点的更上游。2.根据权利要求1所述的具有可调叶片的水轮机，其特征在于，所述转轮叶片在5度和25度之间倾斜。3.根据权利要求1所述的具有可调叶片的水轮机，其特征在于，所述水轮机还包括仅在转轮中心线上游的球形排放环。4.根据权利要求3所述的具有可调叶片的水轮机，其特征在于，所述水轮机还包括直径小于在导向叶片和转轮叶片之间出现的最大轮毂直径的80％的水道内表面。5.根据权利要求1所述的具有可调叶片的水轮机，其特征在于，所述水轮机还包括尾水管，通过控制速度以控制尾水管涡流，并进而控制尾水管内的流动分离。6.根据权利要求1所述的具有可调叶片的水轮机，其特征在于，所述水轮机的半圆柱形尾水管隔板可用于去除转轮。2CN107420246A说明书1/14页水力机械[0001]本申请是以下申请的分案申请：申请日为2012年07月15日；申请号为201280035409.6(PCT/US2012/046827)；发明名称为“水力机械”。[0002]相关申请的交叉引用[0003]本申请要求于2011年5月16日提交的、申请号为61519041的美国专利申请的优先权。技术领域[0004]本发明涉及水力发电装置和水泵装置及其构建方法。本发明尤其涉及水力发电装置的改造、并涉及最初建在船闸、水坝和起初没有安装水电设施的水库上的先已存在的门控水利控制结构、并涉及将水泵装置(尤其是高容量雨水泵)纳入有限的空间，例如用于城市地区。在水力机械的截流阀和轴流式水轮机转轮方面所公开的改进对于流体输送和发电具有多种应用，这里将描述该许多可能的应用实例中的少数几个。背景技术[0005]水力机械，尤其水轮机，已经以阵列形式应用，以便在有限的上游/下游尺寸和最小的设备重量和尺寸下达到规定的流量。例如相关的专利包括欧伯梅尔(Obermeyer)的US4755690、欧伯梅尔的US4804855、赫斯(Hess)的US5825094、温克勒(Winkler)的US6146096和欧伯梅尔等人的US6281597B1等。[0006]水轮机阵列内的各水轮机的流量控制已经通过多种方法实现，欧伯梅尔的US4755690公开了通过尾水管内的蝶形阀来实现流量控制。这种阀门需要比较大的驱动器，从而导致阀门在尾水管上产生反压力并削减了发电量。[0007]这种蝶形阀必须具有足够的刚性并以足够的精度来构造，以便在阀门关闭时使阀门紧密接触于密封圈。[0008]欧伯梅尔的US4804855描述了多孔环随动阀的使用。赫斯的US5825094在其说明书中也合并了具有前面提及的操作限制的多孔环随动阀。欧伯梅尔等人的US6281597B1也描述了尾水管端部的滑动门的使用且也在说明书中合并了环随动阀的使用。多孔环随动阀具有需要多台机器同时启动和停止的缺点，这导致即使只有一个与多孔环随动阀相关的机器由于机械或电气故障情况而必须停止时，也不得不关闭一个或多个可操作的机器。垂直环形随动门在低流量时首先开启最低行，随后在尾水更高后(由于较高的流量)开启较高的行是不可能的。如果没有必要，在很多站点中首先开启较低的行是可取的，因为天然的尾水海拔是河流流量的函数，尾水的海拔随着流量