一种长短叶片的双击式水轮机转轮.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CN107387290A(43)申请公布日2017.11.24(21)申请号201710822929.6(22)申请日2017.09.13(71)申请人河海大学地址211100江苏省南京市江宁区佛城西路8号(72)发明人陈慧楠毛秀丽葛新峰姜梅张昌振徐旭刘阳水旭锋(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人董建林张赏(51)Int.Cl.F03B1/00(2006.01)F03B7/00(2006.01)F03B13/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种长短叶片的双击式水轮机转轮(57)摘要本发明公开了一种长短叶片的双击式水轮机转轮，包括上盖、轮叶以及下底三个部分，轮叶中的叶片均匀布置在上盖和下底之间，上盖与下底为相同半径及厚度的圆盘；叶轮中的叶片由长叶片和短叶片交替设置组成，长叶片与短叶片各有8片，均匀分布在轴的四周，长、短叶片前端位于一个以轴中心为原点的圆周上。双击式水轮机通过轴与发电机相连，当水射流冲击叶片时，叶片带动转轮和轴一起旋转，通过发电机将水能转换为电能。本发明能够使用在高水头小流量的水能转换发电系统中，提高水能的转换效率。CN107387290ACN107387290A权利要求书1/2页1.一种长短叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于，由上盖、轮叶和下底构成，所述上盖和下底为半径相同、厚度相同的圆盘，所述轮叶位于上盖和下底之间，呈圆柱状；所述转轮通过轮叶中心的轴与发电机相连，水流从喷嘴射出，以与叶片圆周切线呈25°角方向射向叶片，在冲击长、短叶片后流入转轮，再次冲击下面的叶片，实现双次冲击转轮叶片，轮叶带动转轮和轴一起旋转，通过发电机将水能转换为电能；所述上盖中心设置有一个轴孔，上盖边缘均匀设置若干个个长叶片孔和相同数量的短叶片孔，长、短叶片孔交替出现，所有长、短叶片孔前端到轴孔中心距离相等；所述轮叶由叶片和轴构成，所述轴位于轮叶的中心位置；所述叶片包括长叶片和短叶片，且长、短叶片绕轴均匀交替分布于上盖和下底之间，构成圆柱；所述轴贯穿上盖的轴孔；所述长、短叶片前端到轴中心距离相等；所述长、短叶片分别固定在长、短叶片孔内；所述轮叶与下底固定连接；所述长、短叶片的长度相等，进口面和出口面不同，所述进口面是指水流流入叶片时的接触面，所述出口面是指水流流出转轮叶片时与叶片的接触面；以轴孔中心为原点建立坐标系，长、短叶片的进、出口面上的点的二维坐标如下表所示：2CN107387290A权利要求书2/2页其中，line1为长叶片出口面所在曲线，line2为长叶片进口面所在曲线，line3为短叶片出口曲面所在曲线，line4为短叶片进口曲面所在曲线。2.根据权利要求1所述的一种长短叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于，所述长叶片孔的数量为8。3.根据权利要求1所述的一种长短叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于，所述上盖半径R1，长、短叶片孔前端到轴孔中心距离R2，上盖的轴孔半径r，上盖厚度d，满足如下关系：R1：R2：r：d＝10:7:1:1。4.根据权利要求1所述的一种长短叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于，所述上盖半径R1，长、短叶片长度L，满足如下关系：R1：L＝1：4。5.根据权利要求1所述的一种长短叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于，所述轮叶直接焊接在下底上，或者在制造过程中下底与轮叶一同浇铸。6.根据权利要求1所述的一种长短叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于，所述长、短叶片的进、出口面上的点拟合后的曲线如下：Line1：y＝-0.0431x2+2.5692x-0.5186Line2：y＝-0.0439x2+2.6572x-3.6372Line3：y＝-0.0342x2+2.4624x-19.987Line4：y＝-0.0362x2+2.6167x-24.154。7.根据权利要求1所述的一种长短叶片的双击式水轮机转轮，其特征在于，所述转轮在制造时，首先根据适用水头及流量，确定所应用转轮的尺寸；然后根据所确定的转轮尺寸，依据上盖半径R1，长、短叶片孔前端到轴孔中心距离R2，上盖的轴孔半径r，上盖厚度d的比例关系R1：R2：r：d＝10:7:1:1，以及上盖半径R1，长、短叶片长度L的比例关系R1：L＝1：4，以及长、短叶片的进、出口面上的点的二维坐标或拟合曲线，对转轮整体几何机构按照相应的尺寸进行缩放。3CN107387290A说明书1/5页一种长短叶片的双击式水轮机转轮技术领域[0001]本发明涉及一种长短叶片的双击式水轮机转轮，属于流体机械及工程设备技术领域。背景技术[0002]随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们对于电力的需求量不断增大。水电站装机容量的不断扩大以及对水轮机发电