一种水轮机主轴中心孔自动补气装置及水轮机

摘要

本发明涉及一种水轮机主轴中心孔自动补气装置及水轮机，它包括一呈上端大、下端小的漏斗形的座阀和一风扇叶轮，风扇叶轮包括一中心轴和一级以上的叶片组，每一级叶片组包括多个沿中心轴的周向等间隔设置的风扇叶片；各风扇叶片的边缘均与阀座的内壁固定连接，中心轴位于阀座的中心。本发明在水轮机的主轴顶部设置一水轮机主轴中心孔自动补气装置，的自动补气装置包括一漏斗形的座阀和固定连接在座阀内壁的风扇叶轮，因此，当水轮机的主轴旋转时，可以利用风扇原理向水轮机尾水管补气，增加水中的氧气溶解含量；另一方面，当水轮机发生尾水管涡带时，也可以实现向水轮机的涡带低压区域补气，从而减轻涡带压力脉动。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水轮机主轴中心孔自动补气装置及水轮机，属于流体机械技术领 域。

背景技术

一般的天然水中均含有一定的溶解氧，可供鱼类及其它水生生物生存。相比之下， 许多水库的下游河段都会存在水中含氧量缺损的情况。含氧量是评价水质的重要指标 之一，含氧量的缺损将严重影响河段生态环境的稳定。为了增加水电设施下游的溶解 氧摄入，改善其环境适应性，改善现有及新建水电装备过流水质，特别是增加大坝下 游河段水中氧气溶解含量十分必要。另外，反击式水轮机在部分负荷运行时会在转轮 出口形成尾水管涡带，该涡带会造成水轮机的运行不稳定。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够在水轮机运行时增加水中含氧量同 时向水轮机的涡带低压区域补气减轻涡带压力脉动的水轮机主轴中心孔自动补气装 置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种水轮机主轴中心孔自动补气装 置，其特征在于：它包括一呈上端大、下端小的漏斗形的座阀和一风扇叶轮，所述风 扇叶轮包括一中心轴和一级以上的叶片组，每一级叶片组包括多个沿所述中心轴的周 向等间隔设置的风扇叶片；各所述风扇叶片的边缘均与所述阀座的内壁固定连接，所 述中心轴位于所述阀座的中心。

每一级所述风扇叶片组中的所述风扇叶片的数量为四个。

本发明的另一个目的是提供一种能够在运行时增加水中含氧量的水轮机。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种水轮机，它包括一带有一中心 孔的主轴，其特征在于：在所述主轴的顶部设置有自动补气装置，所述自动补气装置 的所述座阀固定连接在所述主轴的顶部，位于所述座阀底部的孔与所述主轴上的所述 中心孔对齐。

位于所述座阀底部的孔的直径与所述主轴上的所述中心孔的直径相等。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在水轮机的主轴顶部 设置一水轮机主轴中心孔自动补气装置，所述的自动补气装置包括一漏斗形的座阀和 固定连接在座阀内壁的风扇叶轮，因此，当水轮机的主轴旋转时，可以利用风扇原理 向水轮机尾水管补气，增加水中的氧气溶解含量；另一方面，当水轮机发生尾水管涡 带时，也可以实现向水轮机的涡带低压区域补气，从而减轻涡带压力脉动。2、本发明 的座阀采用漏斗形设计，上端较大，内壁连接风扇叶轮，能够有效加大补气量；下端 内径与主轴的中心孔一致，能够降低空气传输中的局部损失；同时漏斗形的内壁呈流 线的设计保证了空气在传输过程中的流畅。3、本发明还可以通过增加座阀的高度、增 加风扇叶轮的叶片组级数来进一步增加补气量。

附图说明

图1是本发明自动补气装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提出了一种水轮机主轴中心孔自动补气装置，它包括一呈上 端大、下端小的漏斗形的座阀1和一风扇叶轮2，风扇叶轮2包括一中心轴21和一级 以上的叶片组，每一级叶片组包括多个沿中心轴21的周向等间隔设置的风扇叶片22。 各风扇叶片22的边缘均与阀座1的内壁固定连接，中心轴21位于阀座1的中心。阀 座1的底部固定连接在水轮机的主轴3的顶部，主轴3上设置有中心孔。位于阀座1 底部的孔与主轴3上的中心孔对齐。

上述实施例中，每一级风扇叶片组中的风扇叶片22的数量为四个。

上述实施例中，位于阀座1底部的孔的直径采用与主轴3上的中心孔相等的直径。

本发明的原理如下：

当水轮机运行时，主轴3开始转动，从而带动本发明所述的自动补气装置转动， 在风扇叶轮2的作用下，空气进入主轴3的中心孔，通过转轮下方的泄水锥(图中未 示出)，进入尾水管，从而增加水中的氧气溶解含量。另一方面，在水轮机发生尾水 管涡带时，还可以通过向水轮机的涡带低压区域补气，来减轻涡带压力脉动。

本发明所述的自动补气装置的座阀1采用漏斗形设计，上端内径较大，内壁连接 风扇叶轮2，能够有效加大补气量；下端内径与主轴3中心孔一致，能够降低空气传 输中的局部损失；同时漏斗形的内壁呈流线的设计保证了空气在传输过程中的流畅。

本发明还可以通过增加座阀1的高度、增加风扇叶轮2的叶片组级数来进一步增 加补气量。

本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有 所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或 等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。