专利名称：一种水轮机叶轮结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水轮机的转轮叶片结构的改进。
技术背景一般的径向冲击式水轮机的工作原理是通过压力水管引入高压水流，进而将这股 水流带来的压能转变成自由射流的，水流冲击导流水斗时受水斗导流作用而改变压力与流 速的大小和方向，而对转轮叶片产生反作用，形成转轮的旋转力矩使水轮机工作。叶轮结构由轴套与叶片的连体结构组成，若干个叶片均布于轴套外圆径向向外延 展，目前单轮叶片形状为半球壳状水斗式形状。水流由压力流道引导径向直接冲击水斗而产生快速旋转运动，流速的大小和方向 也在不断变化。水轮机运行过程中，随着叶轮运转速度的增加，压强增大，到一定程度时， 水开始汽化，大量汽泡连续不断地产生与溃灭，水流质点反复冲击，使过流通道的金属表面 遭到严重破坏。同时汽泡在压力作用下被压缩，由于体积缩小，汽化破坏时水流质点相互撞 击，引起局部温度升高(可达到300°C )，汽泡的氧原子与金属发生化学反应，造成腐蚀；同 时由于温度升高，产生电解作用而产生化学腐蚀，腐蚀的结果减弱了叶片承载力。水轮机在运行过程中，其叶片表面压力分布基本相同压区，背面压力由正值下降 为负，过叶片中部时，继续下降而达到最大真空。此后，表面压力次第升高，与出口处水流 汇聚形成巨大压力。对叶片背面产生高压，进而造成叶片背部破坏。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种水轮机叶轮结构。本实用新型的方案是沿轴套径向在半球壳状水斗叶片背面中央处延展出径向凸 起加强筋板，该筋板根部与轴套连体，该筋板后半部外廓面垂直于轴套外圆，筋板前半部外 廓呈弧形曲面与叶片背面圆滑过渡。本实用新型的优点在于筋板的设置加强了叶片承载力，也加强了抗汽泡腐蚀能 力，延长叶片使用寿命。同时，W形水斗的设置从力学上与筋板同样起着加强承载力及抗汽 蚀特性，W形水斗中间凸起弧形板使水流分流，呈双斗状叶片内凹面受力相对单斗式叶片而 言受力更趋于均衡，因而改善了单斗式内腔底部中央抗汽蚀特性。
图1为现有技术结构示意图。图2为图1的A-A剖视放大图。图3为本实用新型结构示意图。图4为图3的B-B剖视放大图。
具体实施方式
本实用新型的结构包括连体的轴套(1)及叶片(3)，其特征在于沿轴套(1)径向 在半球壳状水斗叶片(3)背面中央处延展出径向凸起加强筋板(2)，该筋板(2)根部与轴 套(1)连体，该筋板(2)后半部外廓面垂直于轴套(1)外圆，筋板(2)前半部外廓呈弧形曲 面与叶片(3)背面圆滑过渡。在叶片(3)内腔径向中央延展出一个垂直于轴套(1)轴心线的弧形板，该弧形板 与叶片(3)形成的周向截面为W形状；弧形板顶部与叶片(3)在碗口等高。水轮机工作的过程中，水流通过尾管进入转轮，对水轮机做功，直接冲刷水轮机的 18片叶轮，进入叶轮水斗中的射流对水斗根部的侵蚀非常严重，特有的加强筋结构有效地 抵御了射流对叶轮的冲刷，这样的设计保证了力学上，这样的设计彻底改变了传统水轮机 工作过程中的转轮叶片(3)的受力结构，而且通过直接加大承水面积和导水方向，改变原 有的冲击式水轮机的剩余水量走向，不但提供了顺畅的导流通道，也因此大幅度地减少了 未承载水流对叶片(3)(水斗)根部的直接冲刷和侵蚀，使水轮机的运转效率和工作寿命提 尚o
权利要求一种水轮机叶轮结构，包括连体的轴套(1)及叶片(3)，其特征在于沿轴套(1)径向在半球壳状水斗叶片(3)背面中央处延展出径向凸起加强筋板(2)，该筋板(2)根部与轴套(1)连体，该筋板(2)后半部外廓面垂直于轴套(1)外圆，筋板(2)前半部外廓呈弧形曲面与叶片(3)背面圆滑过渡。
2.根据权利要求1所述的一种水轮机叶轮结构，其特征在于在叶片(3)内腔径向中 央延展出一个垂直于轴套(1)轴心线的弧形板，该弧形板与叶片(3)形成的周向截面为W 形状；弧形板顶部与叶片(3)在碗口等高。
专利摘要一种水轮机叶轮结构，涉及水轮机的转轮叶片结构的改进。包括连体的轴套及叶片，其特征在于沿轴套径向在半碗水斗叶片背面中央处延展出径向凸起加强筋板，该筋板根部与轴套连体，该筋板后半部外廓面垂直于轴套外圆，筋板前半部呈径向外廓曲面与叶片背面对应处曲面相似。优点在于筋板的设置加强了叶片承载力，也加强了抗汽泡腐蚀能力，延长叶片使用寿命。同时，W形水斗的设置从力学上与筋板同样起着加强承载力及抗汽蚀特性，W形水斗中间凸起弧形板使水流分流，呈双斗状叶片内凹面受力相对单斗式叶片而言受力更趋于均衡，因而改善了单斗式内腔底部中央抗汽蚀特性。
文档编号F03B1/02GK201757019SQ20102016670
公开日2011年3月9日 申请日期2010年4月22日 优先权日2010年4月22日
发明者伍月恩, 刘君君, 刘渊毅, 刘薇, 潘清青, 郑明华, 郭艇, 黄志达 申请人:三明市毅君机械铸造有限公司