轴流式水轮机内裙边叶片转轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103114952A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103114952103114952A(43)申请公布日2013.05.22(21)申请号201210524651.1(22)申请日2012.12.07(71)申请人哈尔滨电机厂有限责任公司地址150040黑龙江省哈尔滨市香坊区三大动力路99号哈尔滨电机厂有限责任公司技术管理部申请人国家水力发电设备工程技术研究中心哈尔滨大电机研究所(72)发明人刘万江崔金声陈金霞覃大清韩秀丽朴春光(51)Int.Cl.F03B3/12(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图2页附图2页(54)发明名称轴流式水轮机内裙边叶片转轮(57)摘要本发明涉及一种轴流式水轮机内裙边叶片转轮，包括与轮毂体之间有很小间隙的曲面叶片、连接曲面叶片与轮毂体的球形枢轴、曲面叶片背压面靠近轮毂体并与轮毂体之间有很小间隙的裙边，通过增加叶片背压面轮毂体一侧的裙边达到抑制间隙空化在叶片表面出现的效果，从而保护叶片在靠近轮毂体的部位不受间隙空化的破坏，减少叶片表面的空蚀磨损，提高叶片抗空化能力，提高运行的安全性与稳定性。CN103114952ACN1034952ACN103114952A权利要求书1/1页1.一种轴流式水轮机内裙边叶片转轮，其特征是：包括连接曲面叶片（1）、球形枢轴（2）、轮毂（3）、轮缘（4）、裙边（5），叶片（1）有4个周边，分别是叶片进水边（6）、叶片出水边（7）、靠近轮缘（4）的叶片外侧（8）以及靠近轮毂（3）的叶片内侧（9），连接曲面叶片（1）与轮毂（3）之间有很小间隙，曲面叶片（1）背压面靠近轮毂（3）并与轮毂（3）之间有很小间隙，裙边（5）前缘A点在叶片全关状态时靠近前一叶片出水边（7）并位于前一叶片出水边（7）之后，裙边（5）后缘B点在叶片全关状态时靠近后一叶片进水边（6）并位于后一叶片进水边（6）之前，裙边（5）的C点与裙边（5）的D点之间曲线形状与叶片（1）靠近轮毂（3）侧的背压面的型线一致，裙边（5）在E点、F点处与球形枢轴（2）光滑过渡。2CN103114952A说明书1/2页轴流式水轮机内裙边叶片转轮技术领域：[0001]本发明涉及一种轴流式水轮机内裙边叶片转轮。技术背景：[0002]以水为介质的液流在一定温度下流经局部地区，当压强低于某临界值时，水体内部原来含有的很小的气泡将迅速膨胀，在水中形成含有水蒸气或者其它气体的明显气泡，这种由于压强降低而使水汽化的过程称为“空化”，水流挟带着的空泡在流经下游压强较高的区域时，空泡将膨大，最终发生溃灭，在水轮机中空化现象可引起过流部件的空蚀破坏，其后果主要是引起水轮机水力性能参数恶化、机械振动和噪音，进而影响水轮机的安全运行。[0003]水轮机空化现象按空化发生的位置将其分为翼型空化、间隙空化、空腔空化和局部空化等，对于发生在靠近轮毂体的叶片附近区域的空化现象，可能是由叶片翼型几何形状引起的翼型空化，也可能是由于水流通过叶片内缘与轮毂体之间窄小间隙而引起的间隙空化，翼型空化一般在转轮设计阶段经过反复多次的调整叶片翼型可以减小甚至消除其发生的可能性，但是叶片内缘与轮毂体之间的间隙是轴流转浆式水轮机的固有特点，由它引起的间隙空化不但会出现在转轮体上，还有可能发展至叶片上，对叶片产生破坏。发明内容：[0004]本发明专利的目的在于公开一种最大程度减小间隙空化对轴流式水轮机叶片的空化磨损，延长叶片使用寿命，提高运行稳定性的轴流式水轮机叶片。本发明的技术方案为：本发明为一种轴流式水轮机内裙边叶片转轮，包括连接曲面叶片、球形枢轴、轮毂、轮缘、裙边，叶片有4个周边，分别是叶片进水边、叶片出水边、靠近轮缘的叶片外侧以及靠近轮毂的叶片内侧，连接曲面叶片与轮毂之间有很小间隙，曲面叶片背压面靠近轮毂并与轮毂之间有很小间隙，裙边前缘A点在叶片全关状态时靠近前一叶片出水边并位于前一叶片出水边之后，裙边后缘B点在叶片全关状态时靠近后一叶片进水边并位于后一叶片进水边之前，裙边的C点与裙边的D点之间曲线形状与叶片靠近轮毂侧的背压面的型线一致，裙边在E点、F点处与球形枢轴光滑过渡。[0005]本发明工作原理为：水轮机是将水流的能量转换为机械能的装置。反击式水轮机利用了水流的势能和动能。水流充满整个水轮机的流道，整个流道是有压封闭系统，水流是有压流动，水流沿着转轮外圆整周进水，从转轮的进口纸出口水流压力逐渐减小。水流冲击水轮机转轮叶片，其惯性力作用引起作用于叶片的力，反过来，叶片使水流的速度（方向或大小）、压力发生变化。[0006]本发明专利涉及的主要部位为转轮叶片背压面靠近轮毂体的部位，通过增加叶片背压面轮毂体一侧的裙边达到抑制间隙空化在叶片表面出现的效果，从而保护叶