水轮发电机组及其水轮机的制作方法

本申请涉及水力发电，更具体地说，涉及一种水轮发电机组及其水轮机。

背景技术：

1、轴贯流水轮机是一种当前水轮发电机组普遍使用的水轮机，通常包括转轮室、转轮轴、转轮叶片和发电机的转子等组件。其简要的工作过程如下：水库中具有势能的水流通过水流导管进入转轮室后冲击转轮叶片，驱动转轮叶片转动，进而带动发电机的转子转动而发电，做功后的水流通过转轮叶片与转轮室之间的转动间隙来到转轮叶片背水面所在的一侧，并通过位于该侧的排水口向外排出水流。

2、当做功后的水流通过转动间隙时，由于间隙处的横截面极小，其流速和水压会骤然上升，而当水流经转动间隙进入到转轮叶片背水面一侧所在的转轮室时，又会因横截面积的突然增大而导致流速和水压的急剧降低，形成极强的涡流并产生气泡，从而在转轮叶片背水面靠近端部的位置产生空化效应；长时间的空化效应会使转轮叶片背水面靠近端部的位置产生凹凸不平的现象，导致转轮叶片的使用寿命的降低，进而影响到整个水轮机的工作效率。

3、因此，如何防止空化效应的发生，从而延长转轮叶片的使用寿命，进而提高整个水轮机的工作效率，成为本领域需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提出了一种在转轮叶片上设置导流孔的水轮机，能够有效防止空化效应的发生，延长转轮叶片的使用寿命。

2、根据本申请，提出了一种水轮机，包括转轮室和可转动地布置于所述转轮室的转轮，所述转轮包括转轮轴和设置在所述转轮轴上的转轮叶片，所述转轮叶片设置有贯穿所述转轮叶片的至少一个导流孔。

3、优选地，所述导流孔设置在所述转轮叶片的边沿位置。

4、优选地，所述导流孔的边沿到所述转轮叶片的边沿的距离介于所述转轮叶片与所述转轮室之间转动间隙大小的2倍至5倍之间；所述导流孔的孔径介于所述转动间隙大小的2.4倍至15倍之间。

5、优选地，所述转轮轴设置有贯穿所述转轮轴的引流孔，所述引流孔的一端通过设置在所述转轮叶片内部的连通孔与所述导流孔相连，另一端设置可通过管路与增压泵相连的接头。

6、优选地，所述导流孔面向水流冲击的一侧设置有孔盖。

7、优选地，所述接头与连接增压泵的管路活动连接。

8、优选地，所述接头包括设置在所述转轮轴内侧壁上的环形槽，可转动地设置在所述环形槽内的密封环以及由两者形成的环形腔；所述密封环上设有贯通所述环形腔的水接头，所述水接头一端与所述引流孔相连，另一端通过管路与所述增压泵相连。

9、优选地，所述转轮轴内设置一端与所述引流孔相连，另一端与所述水接头相连的径向孔。

10、优选地，所述密封环包括至少两个相互拼接的半密封环，所述半密封环与所述环形槽螺纹连接。

11、根据本申请的另一面，还提出了一种水轮发电机组，该水轮发电机组包括本申请的水轮机。

12、根据本申请的技术方案，通过在水轮机的转轮叶片上设置导流孔，引导水流经导流孔进入转轮叶片的背水面，形成能够消除空化效应的扰动水流，从而延长了转轮叶片的使用寿命，进而提高整个水轮机的工作效率。

13、本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.水轮机，包括转轮室(10)和可转动地布置于所述转轮室(10)的转轮(20)，所述转轮(20)包括转轮轴(21)和设置在所述转轮轴(21)上的转轮叶片(22)，其特征在于，所述转轮叶片(22)设置有贯穿所述转轮叶片(22)的至少一个导流孔(221)。

2.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于，所述导流孔(221)设置在所述转轮叶片(22)的边沿位置。

3.根据权利要求2所述的水轮机，其特征在于，所述导流孔(221)的边沿到所述转轮叶片(22)的边沿的距离介于所述转轮叶片(22)与所述转轮室(10)之间转动间隙(14)大小的2倍至5倍之间；所述导流孔(221)的孔径介于所述转动间隙(14)大小的2.4倍至15倍之间。

4.根据权利要求2或3所述的水轮机，其特征在于，所述转轮轴(21)设置有贯穿所述转轮轴(21)的引流孔(211)，所述引流孔(211)的一端通过设置在所述转轮叶片(22)内部的连通孔(222)与所述导流孔(221)相连，另一端设置可通过管路与增压泵相连的接头(30)。

5.根据权利要求4所述的水轮机，其特征在于，所述导流孔(221)面向水流冲击的一侧设置有孔盖(223)。

6.根据权利要求4或5所述的水轮机，其特征在于，所述接头(30)与连接增压泵的管路活动连接。

7.根据权利要求6所述的水轮机，其特征在于，所述接头(30)包括设置在所述转轮轴(21)内侧壁上的环形槽(31)，可转动地设置在所述环形槽(31)内的密封环(32)以及由两者形成的环形腔(33)；所述密封环(32)上设有贯通所述环形腔(33)的水接头，所述水接头一端与所述引流孔(211)相连，另一端通过管路与所述增压泵相连。

8.根据权利要求7所述的水轮机，其特征在于，所述转轮轴(21)内设置一端与所述引流孔(211)相连，另一端与所述水接头相连的径向孔(212)。

9.根据权利要求8所述的水轮机，其特征在于，所述密封环(32)包括至少两个相互拼接的半密封环(321)，所述半密封环(321)与所述环形槽(31)螺纹连接。

10.水轮发电机组，其特征在于，所述水轮发电机组包括权利要求1至9任意一项所述的水轮机。

技术总结本申请公开了一种水轮发电机组及其水轮机，该水轮机包括转轮室和可转动地布置于该转轮室的转轮，该转轮包括转轮轴和设置在转轮轴上的转轮叶片，该转轮叶片上设置有贯穿转轮叶片的至少一个导流孔。根据本申请的技术方案，通过在水轮机的转轮叶片上设置导流孔，引导水流经导流孔进入转轮叶片的背水面，形成能够消除空化效应的扰动水流，从而延长了转轮叶片的使用寿命，进而提高了水轮机的工作效率。技术研发人员：吴述坤,荣新瑞,王小军,冷进忠,雷明江,韦天鹏,蔡尚勇,何小椅,蒋家华受保护的技术使用者：贵州安顺中水水电开发有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13