[实用新型]轴贯流水轮机转轮叶片增效结构

说明书

本实用新型公开了一种轴贯流水轮机转轮叶片增效结构，包括设置在转轮室内的转轮，转轮的叶片外端边缘与转轮室内壁之间具有转动间隙，在转轮叶片背面靠近外端边缘处设有若干抗紊流叶片，抗紊流叶片通过偏心设置在抗紊流叶片边缘的转动轴转动连接在叶片上，转动轴上设有盘簧，盘簧对抗紊流叶片形成与转轮转动方向一致的扭矩，抗紊流叶片具有一个待机位置和一个工作位置，当抗紊流叶片处于待机位置时，前后相邻的抗紊流叶片之间分离，当转轮转动时，抗紊流叶片转动至工作位置，在转轮转动方向上，前面的抗紊流叶片后部搭接在后面的抗紊流叶片外侧。本实用新型既可显著地减少转轮叶尖的空化和空蚀现象，同时不会影响水轮机的工作效率。

技术领域

本实用新型涉及水轮发电机技术领域，具体涉及轴贯流水轮机转轮叶片增效结构。

背景技术

随着人们节能环保意识的增强，作为绿色能源的水力发电正在大力发展，其中的贯流式水轮机在我国低水头大流量水力资源开发中占有重要的地位，被广泛应用到了水资源相对丰富且经济较发达的中东部地区水资源开发项目中。由于轴贯流水轮机的转轮叶片的叶尖与转轮室之间存在一定的转动间隙。在叶片正面和背面压力差的作用下，当水流通过细小的转动间隙时会形成高速水流。当高速水流通过转动间隙后气空间急剧膨胀，相应地，局部压力急剧降低，从而形成及强大的涡流并产生气泡，进而在叶片的叶尖背面形成空化。当水轮机长期运行后，叶片的叶尖背面会因长时间的空化现象导致表面的空蚀而凹凸不平，进而降低转轮的出力和效率，影响电站的经济效益。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的轴贯流水轮机所存在的转轮叶尖容易出现空化和空蚀的问题，提供一种轴贯流水轮机转轮叶片增效结构，可显著地减少转轮叶尖的空化和空蚀现象，有效地提升水轮机转轮叶片的工作效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种轴贯流水轮机转轮叶片增效结构，包括可转动地设置在转轮室内的转轮，转轮的叶片外端边缘与转轮室内壁之间具有转动间隙，在叶片外端靠近边缘处设有若干引流孔，所述引流孔贯通叶片正面和背面，并且引流孔沿叶片的外端边缘均匀分布。

当发电机组开始运行时，水流进入转轮室内冲击转轮的叶片从而带动转轮转动以发电。可以理解的是，此时叶片正面的水压极大，而叶片背面的水压相对正面的压力小很多，从而在叶片正面和背面之间具有极大的压差。在现有的轴贯流水轮机中，当水流通过叶片外端边缘与转轮室内壁之间的转动间隙向下流动时，由于其横截面迅速变小，因而水压会进一步升高，转动间隙内会形成流速快、压力高的水流；当水流通过转动间隙时，其空间瞬间扩张，而且叶片背面的水压瞬间降低，此时的水流会向着叶片背面一侧旋转形成极强的涡流，与此同时，一旦该涡流的水压下降至水流的汽化压力以下时，部分水流会汽化而形成气泡（或称空泡）。当涡流中的空泡爆裂、溃灭时，叶片背面就会遭受巨大水压力的反复冲击，从而引起材料的疲劳破损甚至表面剥蚀而形成空蚀。

本实用新型创造性地在转轮叶片外端靠近边缘处设置若干贯通叶片正面和背面的引流孔，当转轮转动以发电时，叶片正面高压的水流即可通过引流孔快速地流到叶片背面的低压区，从而冲开叶片背面的涡流，是涡流尽量远离叶片背面，同时最大限度地降低叶片正面和背面之间的压差，有效地避免在叶片背面因气泡引起的空蚀，并可提升水轮机转轮叶片的工作效率，同时具有结构简单，方便加工制造的优点。

作为优选，在转轮叶片背面靠近外端边缘处设有若干沿转轮轴向延伸的抗紊流叶片，所述抗紊流叶片通过偏心设置在抗紊流叶片边缘的竖直转动轴转动连接在叶片上，各抗紊流叶片沿叶片外端边缘均匀排列，转动轴上设有盘簧，所述盘簧对抗紊流叶片形成与转轮转动方向一致的扭矩，从而使抗紊流叶片具有一个待机位置和一个工作位置，当抗紊流叶片处于待机位置时，前后相邻的抗紊流叶片之间分离，当转轮转动时，抗紊流叶片转动至工作位置，在转轮转动方向上位于前面的抗紊流叶片后部搭接在后面的抗紊流叶片前部的外侧。