专利名称：轴流式水轮机内裙边叶片转轮的制作方法
技术领域：
: 本发明涉及一种轴流式水轮机内裙边叶片转轮。
背景技术：
: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。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
: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。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。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，从而保护叶片在靠近轮毂体的部位不受间隙空化的破坏，保持叶片翼型不变。本发明会使轴流式水轮机在以下方面获益:
( I)减少水轮机叶片磨损在叶片背压面轮毂体一侧增加裙边，能够抑制由于水流通过叶片内缘与轮毂体之间窄小间隙而产生的间隙空化在叶片表面的发生，从而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。(2)减少叶片修复部位增加了裙边后，由于间隙空化不会再出现在叶片表面上，因此由间隙空化引起的空蚀只对裙边结构造成破坏，不会对叶片表面造成磨损，修复叶片时只需对叶片裙边进行修复，减少了叶片修复的部位，降低了修复的难度。
:图1轴流式水轮机内裙边叶片转轮装配2轴流式水轮机内裙边叶片转轮俯视图
图3轴流式水轮机内裙边叶片转轮侧视图
具体实施方式
:如图1、图2所示，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，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I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I与轮毂3之间有很小间隙，曲面叶片I背压面靠近轮毂3并与轮毂3之间有很小间隙。叶片相关点的定义及其特征如图2、图3所示:点A为靠近叶片进水边6侦■边5与叶片I的连接点，点B为靠近叶片出水边7侧裙边5与叶片I的连接点，点C为裙边5上靠近叶片进水边6侧的端点，点D为裙边5上靠近叶片出水边7侧的端点，点E为靠近叶片进水边6侧的裙边5与枢轴2的连接点，点F为靠近叶片出水边7侧的裙边5与枢轴2的连接点。如图2、图3所示，裙边5的前缘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的后缘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I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。
权利要求
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(I)、球形枢轴(2)、轮毂(3)、轮缘(4)、裙边(5),叶片(I)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(I)与轮毂(3)之间有很小间隙，曲面叶片(I)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(I)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。
全文摘要
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。
文档编号F03B3/12GK103114952SQ20121052465
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者刘万江, 崔金声, 陈金霞, 覃大清, 韩秀丽, 朴春光 申请人:哈尔滨电机厂有限责任公司, 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