本实用新型涉及水轮机导叶设计领域，具体而言，涉及一种具有偏心平板导叶的水轮机。
背景技术：
随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，电力负荷峰谷差愈来愈大，增大中小型电厂在电网系统中的调峰、调频能力也愈来愈重要，要求提高地方电网的负荷率和经济效率。据统计我国中小型水电站45000余座，总装机量逾4000万kW，有近一半为90年代前制造的设备。
目前，我国启动了中小型水电站增效扩容改造工程，众多已经运行多年的水电机组急需技术改造，针对不同时期，不同应用水头段水电机组的运行情况，应用现代水力机械设计理论及技术，对水电站机组如何提高运行效率，减水弃水，防止空蚀与泥沙磨损，避免机组振动，减水漏水漏油等方面，提出了一系列关键技术，并得到了具体的应用。
针对高水头反击式水轮机导水机构的设计中活动导叶的高度较小，为满足活动导叶轴颈处的强度，导叶轴颈往往大于导叶体厚度，比如现有技术中常采用的翼形导叶，翼形导叶在导叶体的两端面形成了一个很大的过渡区域，使水流在流经活动导叶时的流动变成先收缩后再扩散，不仅给设计、制造带来一定的难度，同时也严重影响了水流在绕流导叶体时的流态，加大了活动导叶处的水力损失，对导叶体、底环、顶盖形成了更加严重的空蚀破坏。如果水流中含一定的泥沙，对导叶体、底环、顶盖的破坏则更加严重。
并且，现有技术中的平板导叶，在打开和关闭导叶时，导叶的轴心位置固定，若是两片平板导叶在打开和关闭时出现纰漏，使两片平板导叶的旋转方向逆向时，两片导叶会呈现隆起的状态，由于平板导叶的轴心固定，使得导叶在隆起状态下不会有其他变化，只能通过人为控制进行方向变动，若没有及时发现还可能会导致平板叶片的损坏。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种具有偏心平板导叶的水轮机，其能够使水轮机在打开和关闭导叶时更顺畅。
本实用新型的实施例是这样实现的：
一种具有偏心平板导叶的水轮机，该偏心平板导叶设置在水轮机的导叶轴上，偏心平板导叶包括第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面依次连接，导叶轴贯穿第一侧面和第四侧面，第一侧面处于第四侧面顶部，偏心平板导叶呈不规则四边形，第一侧面和第二侧面之间呈120-135°夹角，第二侧面与第四侧面之间呈120-135°夹角，第四侧面与第三侧面之间呈120-135°夹角，第三侧面靠近水轮机轮毂，平板导叶轴心和偏心平板导叶轴心之间具有偏心距，平板导叶轴心和偏心平板导叶轴心都处于偏心平板导叶的中轴线上，平板导叶轴心设置在中轴线的中心位置，偏心平板导叶轴心靠近第四侧面。
在本实用新型较佳的实施例中，上述偏心平板导叶还包括支撑板，支撑板的横截面为蜂窝状，支撑板设置在偏心平板导叶内。
在本实用新型较佳的实施例中，上述水轮机还包括副活动导叶，副活动导叶设置在偏心平板导叶内侧，副活动导叶的数量比偏心平板导叶的数量少。
在本实用新型较佳的实施例中，上述水轮机还包括导叶盘，副活动导叶和偏心导叶都设置在水轮机的导叶盘上，导叶盘包括隔离柱，隔离柱设置在副活动导叶和偏心平板导叶之间。
在本实用新型较佳的实施例中，上述导叶盘还包括过水孔，至少一个过水孔设置在副活动导叶之间。
在本实用新型较佳的实施例中，上述第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面的正视面为不规则梯形，四个侧面的最短边互相连接。
在本实用新型较佳的实施例中，上述水轮机还包括驱动件，驱动件设置在隔离柱上。
在本实用新型较佳的实施例中，上述驱动件包括主驱动件和从驱动件，主驱动件与隔离柱连接，从驱动件与主驱动件之间通过转轴连接，从驱动件与偏心平板导叶连接。
在本实用新型较佳的实施例中，上述副活动导叶为翼形导叶，副活动导叶包括出水槽，出水槽设置在副活动导叶的出水边上。
在本实用新型较佳的实施例中，上述出水槽至少设置有一条，出水槽平行设置，出水槽开口长度小于出水边到导叶轴的距离。
本实用新型实施例的有益效果是：本实用新型在水轮机上设置偏心平板导叶，偏心平板导叶中的平板导叶轴心位置和偏心平板导叶轴心位置不重合，偏心平板导叶的轴心位置距离陪伴你导叶的轴心位置为一固定值(即偏心距)，相较于普通的平板导叶，普通平板导叶只能根据平板导叶的轴心位置进行旋转，若是两片导叶碰触到一起时，普通平板导叶的轴心不变，两导叶依旧不会分离开；采用偏心平板导叶，当两片偏心导叶碰触到一起时，偏心导叶的轴心发生变化，偏心导叶轴心绕导叶轴心旋转，使平板导叶的关闭和开启都更加方便。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例的偏心平板导叶打开时的示意图；
图2为本实用新型实施例的偏心平板导叶闭合时的示意图；
图3为本实用新型实施例的整体结构示意图。
图标：100-偏心平板导叶；101-第一侧面；102-第二侧面；103-第三侧面；104-第四侧面；106-平板导叶轴心；105-偏心平板导叶轴心；200-副活动导叶；210-出水槽；300-导叶盘；310-过水孔；320-隔离柱；400-驱动件；R-偏心距。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
第一实施例
请参见图1-图3，本实施例提供一种具有偏心平板导叶的水轮机，该偏心平板导叶100设置在水轮机的导叶轴上，偏心平板导叶100包括第一侧面101、第二侧面102、第三侧面103和第四侧面104，第一侧面101、第二侧面102、第三侧面103和第四侧面104依次连接，第一侧面101、第二侧面102、第三侧面103和第四侧面104都为偏心平板的侧面，而不是直接接触面，直接接触面包括第一接触面和第二接触面，第一接触面的面积小于第二接触面，第一侧面101、第二侧面102、第三侧面103和第四侧面104都是由光滑曲线构成的梯形状平面，四个侧面边长最短的四条侧面连接构成第一接触面，四个侧面边长最长的四条侧面连接构成第二接触面。四个侧面都类似刀刃型，便于水流冲刷导叶，使水轮机的转速提升。
导叶轴贯穿第一侧面101和第四侧面104，导叶轴用于支撑整个偏心平板导叶100，使偏心平板导叶100绕导叶轴旋转。
第一侧面101处于第四侧面104顶部，偏心平板导叶100呈不规则四边形，第一侧面101和第二侧面102之间呈120-135°夹角，第二侧面102与第四侧面104之间呈120-135°夹角，第四侧面104与第三侧面103之间呈120-135°夹角，第三侧面103靠近水轮机轮毂，将偏心平板导叶100设计成不规则四边形，用于获得与平板导叶轴心不重合的偏心平板导叶轴心105。
平板导叶轴心106和偏心平板导叶轴心105之间具有偏心距R，平板导叶轴心106和偏心平板导叶轴心105都处于偏心平板导叶100的中轴线上，平板导叶轴心106设置在中轴线的中心位置。
在本实用新型较佳的实施例中，上述偏心平板导叶100还包括支撑板，支撑板的横截面为蜂窝状，支撑板设置在偏心平板导叶100内。在偏心平板导叶100内部设置蜂窝状的支撑板，支撑板不仅可以减少水流冲击平板导叶的声音，减少导叶重量，还可以给平板导叶起支撑作用。
在本实用新型较佳的实施例中，上述水轮机还包括副活动导叶200，副活动导叶200设置在偏心平板导叶100内侧，副活动导叶200的数量比偏心平板导叶100的数量少。在偏心平板导叶100的内侧还设置了副活动导叶200，当水流冲刷过位于外侧的偏心平板导叶100后，从偏心平板处流到副活动导叶200中，副活动导叶200采用翼形导叶，适用于水流量更小的水轮机，在本实用新型中的副活动导叶200用于再次利用水流，使水轮机获得更大的电能。
在本实用新型较佳的实施例中，上述水轮机还包括导叶盘300，副活动导叶200和偏心导叶都设置在水轮机的导叶盘300上，导叶盘300包括隔离柱320，隔离柱320设置在副活动导叶200和偏心平板导叶100之间。将偏心平板导叶100和副活动导叶200都设置在导叶盘300上，使水流在冲刷偏心平板导叶100后还能继续冲击副活动导叶200，导叶盘300上还设置有隔离柱320，隔离柱320用于支撑偏心平板导叶100的导叶轴。
在本实用新型较佳的实施例中，上述导叶盘300还包括过水孔310，至少一个过水孔310设置在副活动导叶200之间。在导叶盘300上设置过水孔310，便于导叶盘300排水，并且能够增加导叶的自吸能力。
在本实用新型较佳的实施例中，上述第一侧面101、第二侧面102、第三侧面103和第四侧面104的正视面为不规则梯形，四个侧面的最短边互相连接。
在本实用新型较佳的实施例中，上述水轮机还包括驱动件400，驱动件400设置在隔离柱320上。
在本实用新型较佳的实施例中，上述驱动件400包括主驱动件400和从驱动件400，主驱动件400与隔离柱320连接，从驱动件400与主驱动件400之间通过转轴连接，从驱动件400与偏心平板导叶100连接。在平板导叶与叶轮机叶轮连接处通过驱动件400连接，方便控制平板导叶的偏转角度。
在本实用新型较佳的实施例中，上述副活动导叶200为翼形导叶，副活动导叶200包括出水槽210，出水槽210设置在副活动导叶200的出水边上。在副活动导叶200的出水边上设置出水槽210，由于水压力面对在副活动导叶200上会产生不稳定的力矩脉动，在出水边上设置出水槽210，降低水压力在导叶上的压力强度，由此改善水轮机的水力性能。
在本实用新型较佳的实施例中，上述出水槽210至少设置有一条，出水槽210平行设置，出水槽210开口长度小于出水边到导叶轴的距离。
综上所述，本实用新型在水轮机上设置偏心平板导叶100，偏心平板导叶100中的平板导叶轴心106位置和偏心平板导叶轴心105位置不重合，偏心平板导叶100的轴心位置距离陪伴你导叶的轴心位置为一固定值(即偏心距R)，相较于普通的平板导叶，普通平板导叶只能根据平板导叶的轴心位置进行旋转，若是两片导叶碰触到一起时，普通平板导叶的轴心不变，两导叶依旧不会分离开；采用偏心平板导叶100，当两片偏心导叶碰触到一起时，偏心导叶的轴心发生变化，偏心平板导叶轴心105绕导叶轴心旋转，使平板导叶的关闭和开启都更加方便。
本说明书描述了本实用新型的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本实用新型的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本实用新型的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本实用新型的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。