采用沟槽减阻的混流式水轮机转轮.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CN105626350A(43)申请公布日2016.06.01(21)申请号201610102613.5(22)申请日2016.02.25(71)申请人雅砻江流域水电开发有限公司地址610051四川省成都市双林路288号(72)发明人张梁李民希张宇宁(74)专利代理机构成都立信专利事务所有限公司51100代理人冯忠亮(51)Int.Cl.F03B3/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称采用沟槽减阻的混流式水轮机转轮(57)摘要本发明为采用沟槽减阻的混流式水轮机转轮，解决已有混流式水轮机转轮表面粗糙度要求在Ra1.6以下，加工成本高，能量转换效率低的问题。上冠上的过流表面由并列的第一沟槽（5）构成，叶片上的过流表面由并列的第二沟槽（3）构成，下环上的过流表面由并列的第三沟槽（6）构成，第一、二、三沟槽的方向为顺设计工况时的流线方向，第一、二、三沟槽的结构为相同的对称V型结构（7），沟槽的高度h为0.1-0.3mm，沟槽的宽度s为0.1mm-0.3mm。本发明可以有效的降低水轮机转轮的表面阻力，提高水轮机效率，沟槽的高度、宽度尺度很小，可以降低对转轮表面粗糙度的要求，减小表面加工时间和难度。CN105626350ACN105626350A权利要求书1/1页1.采用沟槽减阻的混流式水轮机转轮，由上冠(1)，叶片(2)，下环(4)组成，其特征在于上冠上的过流表面由并列的第一沟槽(5)构成，叶片上的过流表面由并列的第二沟槽(3)构成，下环上的过流表面由并列的第三沟槽(6)构成，第一、二、三沟槽的方向为顺设计工况时的流线方向，第一、二、三沟槽的的结构为相同的对称V型结构(7)，沟槽的高度h为0.1-0.3mm，沟槽的宽度s为0.1mm-0.3mm。2.按照权利要求1所述的采用沟槽减阻的混流式水轮机转轮，其特征在于沟槽的高度h和宽度s尺寸按下列公式计算：水轮机设计水头小于100m时：h＝s＝0.3mm，水轮机设计水头在100m-200m时：h＝s＝0.2mm,水轮机设计水头大于200m时：h＝s＝0.1mm。3.按照权利要求1所述的采用沟槽减阻的混流式水轮机转轮，其特征在于上冠(1)、叶片(2)、下环(4)的过流表面的横截面为锯齿形。2CN105626350A说明书1/3页采用沟槽减阻的混流式水轮机转轮技术领域：[0001]本发明涉及一种混流式水轮机转轮，尤其涉及过流表面减阻的混流式水轮机转轮。背景技术：[0002]混流式水轮机是把水流的势能和动能转换成旋转机械能的水力发电设备，是目前应用最广泛的水轮机，转轮是混流式水轮机的核心部件，是把水能转换为机械能的关键部件，主要由上冠、下环和叶片组成，转轮内部流动为高雷诺数的湍流流动，水流与转轮过流面的表面阻力是造成能量损失的原因之一。要提高转轮转化能量的效率，就要尽可能降低水轮机转轮表面阻力；传统的设计制造理念中，为了减少水轮机转轮的表面阻力，要求转轮过流表面越光滑越好，通常的表面粗糙度要求在Ra1.6以下，加工成本高。发明内容：[0003]本发明的目的是提出一种表面粗糙度要求不高，加工成本低，可以有效的降低表面阻力，能量转换效率高的采用沟槽减阻的混流式水轮机转轮。[0004]本发明是这样来实现的：[0005]采用沟槽减阻的混流式水轮机转轮，由上冠1，若干在转轮圆周方向间隔分布的叶片2和下环4组成，叶片的上端与上冠连接，下端与下环连接，上冠上的过流表面由并列的第一沟槽5构成，叶片上的过流表面由并列的第二沟槽3构成，下环上的过流表面由并列的第三沟槽6构成，第一、二、三沟槽的方向为设计工况时的流线方向，第一、二、三沟槽的的横截面为相同的对称V型结构7，沟槽的高度h为0.1-0.3mm，沟槽的宽度s为0.1mm-0.3mm。[0006]沟槽的高度h和宽度s尺寸按下列公式计算：[0007]水轮机设计水头小于100m时：h＝s＝0.3mm，[0008]水轮机设计水头在100m～200m时：h＝s＝0.2mm,[0009]水轮机设计水头大于200m时：h＝s＝0.1mm。[0010]上冠1、叶片2、下环4的过流表面的横截面为锯齿形。[0011]本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本发明在混流式水轮机转轮的过流表面上设置了顺流向的沟槽，沟槽截面为对称V型结构，沟槽的高度h范围为0.1-0.3mm，宽度s为0.1mm-0.3mm，可以有效的降低水轮机转轮的表面阻力，提高水轮机效率；沟槽的高度、宽度尺度很小，不会改变转轮表面的整体形状，能保持原有的水力性能；在表面加工微小沟槽，加工简单，可以降低对转轮表面粗糙度的要求，减小表面加工时间和难度，具有加工成本低，适用范围广的特点，可以满足各种类型的混流