專利名稱：包括從主水流中汲取的水流的注射裝置的液動(dòng)力機(jī)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主水流流經(jīng)的軸同輻流式(Francis)液動(dòng)力機(jī)器，其包括渦輪機(jī)的輪
體，在其附近形成至少一渦流區(qū)域或一減壓區(qū)域或一空化區(qū)域，所述輪體包括布置在一頂 板體和一環(huán)帶體之間的葉片，液動(dòng)力機(jī)器包括水流的注射裝置，所述注射裝置將從所述主
水流汲取的所述水流——所述汲取的水流相對于主水流沒有改變——注射到所述渦流區(qū) 域或減壓區(qū)域或空化區(qū)域中，以便局部地修改所述主水流或增加在所述渦流區(qū)域或減壓區(qū) 域或空化區(qū)域中的壓力。
背景技術(shù)：
該液動(dòng)力機(jī)器例如用于水力發(fā)電生產(chǎn)的工廠。機(jī)器沿著水流安裝，或從水庫供水， 在水庫中流注一或者多條水路。 在這些液動(dòng)力機(jī)器中，由于機(jī)器的構(gòu)型，存在被擾動(dòng)的主水流流經(jīng)機(jī)器的區(qū)域，形
成渦流區(qū)域或具有減壓區(qū)域或空化區(qū)域。這些區(qū)域干擾了液動(dòng)力機(jī)器的總體性能，這是由
于其降低了在液動(dòng)力機(jī)器中的主水流的作用效率，或引起液動(dòng)力機(jī)器的運(yùn)行問題。 專利文獻(xiàn)US-1942995描述了前述類型的液動(dòng)力機(jī)器，其允許在沿著渦輪機(jī)的輪
體的葉片形成的空化區(qū)域中注射從主水流汲取的水流。 不過，該機(jī)器不能有效地增加在葉片間延伸的空間中的壓力，在該空間中形成減 壓區(qū)域，或不能消除同樣在葉片間形成的渦流區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于通過提出一允許以簡單的方式同時(shí)消除渦流區(qū)域、減壓區(qū) 域和空化區(qū)域的液動(dòng)力機(jī)器來彌補(bǔ)這些弊端。 為此，本發(fā)明涉及一前述類型的液動(dòng)力機(jī)器，所述注射裝置通過實(shí)施在所述頂板
體或所述環(huán)帶體中的開口自所述頂板體或自所述環(huán)帶體注射所述汲取的水流。 自頂板體或自環(huán)帶體注射汲取的水流使得可有效地填補(bǔ)在該區(qū)域中主水流作用
性能的缺失，這改善了液動(dòng)力機(jī)器的性能與效用，且更為精確地選擇所述汲取的水流應(yīng)當(dāng)
被注射的位置，以消除空化區(qū)域和減壓區(qū)域或渦流區(qū)域。 根據(jù)液動(dòng)力機(jī)器的其它特征 所述注射裝置包括至少一導(dǎo)道，所述導(dǎo)道包括一入口和一出口 ，所述入口從所述
主水流汲取一水流，所述出口通向所述渦流區(qū)域或減壓區(qū)域或空化區(qū)域， 所述注射裝置包括一閥門，所述閥門布置在所述汲取的水流的路徑中，所述閥門
在一打開位置和一閉合位置間是活動(dòng)的，在打開位置，所述閥門使得從所述主水流汲取的
水流通過，在閉合位置，所述閥門阻止所述汲取的水流的通過， 所述閥門的運(yùn)動(dòng)通過控制裝置來進(jìn)行控制， 實(shí)施在所述頂板體或所述環(huán)帶體中的所述開口通向所述葉片間的空間 所述汲取的水流流經(jīng)實(shí)施在與所 輪體的葉片相面對的所述頂板體或者所述環(huán)帶體中的開口 ，且在所述葉片的上游端部和/或下游端部附近，通過布置在所述葉片的側(cè) 壁中的孔口所述汲取的水流被注射到所述葉片的型體上， 所述汲取的水流流經(jīng)實(shí)施在與所述輪體的葉片相面對的所述頂板體或所述環(huán)帶 體中的開口 ，且被注射到所述葉片的下游端部。


本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將在接下來的描述中展示，該描述是示意性的，參照附 錄圖示，附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的軸同輻流式渦輪機(jī)的局部剖面示意圖，
圖2是圖1的軸同輻流式渦輪機(jī)的輪體的上部示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下描述的本發(fā)明適用于軸同輻流式渦輪機(jī)類型的液動(dòng)力機(jī)器。該機(jī)器已為熟 知，在本發(fā)明中不作詳細(xì)描述。本發(fā)明還適用于存在形成渦流區(qū)域、減壓區(qū)域或空化區(qū)域的 問題的其它類型的液動(dòng)力機(jī)器。 在描述中，詞語"上游"和"下游"均相對于流經(jīng)液動(dòng)力機(jī)器的主水流E的流向定 義。 圖示1上，示意了一軸同輻流式渦輪機(jī)2，其具有一輪體4，輪體包括布置在一頂板 體28和一環(huán)帶體30間的葉片6。 在葉片6的情形中，存在在葉片的入口邊或上游端部8和/或出口邊或下游端部 10的附近區(qū)域中，在輪體4的葉片6的型體上形成空化的問題。為了彌補(bǔ)這一弊端，圖1上 示意的輪體6包括導(dǎo)道(未顯示)，導(dǎo)道在一進(jìn)入開口 22和一出離開口 24，26之間在葉片 內(nèi)部延伸。導(dǎo)道的進(jìn)入開口 22布置在葉片6的上游端部8附近，以在葉片上游從主水流E 汲取一水流。導(dǎo)道的出離開口 24，26被布置用于在葉片6的上游端部8和/或下游端部10 附近將所述汲取的水流注射到所述葉片6的側(cè)壁上。所述汲取和注射的水流用于達(dá)成局部 地修改主水流E且因而避免在葉片型體上形成空化現(xiàn)象的效果。 一些導(dǎo)道因而包括一出離 開口 24，該出離開口通向上游端部8附近的葉片6的側(cè)壁，以避免上游端部8附近的葉片 上形成空化現(xiàn)象。其它導(dǎo)道包括一出離開口 26，該出離開口通向下游端部10附近的葉片6 的側(cè)壁，以避免在下游端部10附近的葉片上形成空化現(xiàn)象。 根據(jù)各種實(shí)施方式，所述進(jìn)入開口和所述出離開口可根據(jù)可能與主水流E的方向 垂直的方向、沿著葉片6的上游端部8和下游端部10成系列地(en s6rie)布置，如通過圖 l上的出離開口 24所示。 根據(jù)一特別有利的實(shí)施方式，出離開口被布置成沿著主水流E的流向通向葉片6 的下游端部10。所述汲取的水流在下游端部的注射使得可以消除在葉片6尾流中形成的渦 流區(qū)域。汲取的水流例如注射到葉片6的下游端部10的底部中。
輪體4的葉片6布置在一頂板體28和一環(huán)帶體30之間。 根據(jù)本發(fā)明，葉片上的空化現(xiàn)象通過實(shí)施在與葉片6相面對的頂板體28中的開口 31來避免，如圖2上所示。這些開口 31與出離開口 24和26和與通過未顯示的管路通向下 游端部10的出離開口相連通。水流E2從主水流E汲取，在葉片6上游向軸同輻流式渦輪機(jī)2給水。水流E2在渦輪機(jī)2的固定部分和活動(dòng)的葉片之間經(jīng)過，繼而流經(jīng)位于頂板體28 的上方的環(huán)形空間34，可例如通過未顯示的導(dǎo)道引入。該水流^流經(jīng)到開口 31中，繼而被 導(dǎo)向至出離開口 24，26。 除了葉片上的空化現(xiàn)象外，還會產(chǎn)生葉片6間的空間33中的形成渦流的現(xiàn)象。這 些現(xiàn)象可通過導(dǎo)道彌補(bǔ)，導(dǎo)道的入口孔和出口孔布置在葉片的上游端部和下游端部之間， 且通向葉片間的空間33。根據(jù)一實(shí)施方式，在葉片6間形成渦流的問題通過實(shí)施在頂板體 28中的孔口 32解決，如圖l上所示。 在此實(shí)施方式中，在環(huán)形區(qū)域34中的汲取的水流E2在開口 32中經(jīng)過，且向葉片6 間的空間33給水，如圖l和2上所示。開口 32分布在與空間33相面對的頂板體28中，該 空間隔開了葉片6。因而，汲取的水流^被注射到葉片6之間，并修改水流E的屬性，以避 免在葉片6中形成渦流的現(xiàn)象。 作為變型，不經(jīng)過頂板體28或在經(jīng)過頂板體28之外，所述汲取的水流E2可通過 實(shí)施在環(huán)帶體30中的開口 (未顯示)經(jīng)過環(huán)帶體30。 實(shí)施在頂板體28和/或環(huán)帶體30中的開口 31，32因而可以以簡單的方式同時(shí)彌 補(bǔ)在葉片上形成空化區(qū)域，在葉片間形成渦旋區(qū)域和在葉片下游形成渦流區(qū)域的問題。
根據(jù)適用于所有上述注射裝置的一實(shí)施方式，注射裝置包括一閥門72，閥門布置 在汲取的水流的路徑中，如圖1上所示。閥門72在一打開位置和一閉合位置間是活動(dòng)的，在 打開位置其使得汲取的水流通過，在閉合位置時(shí)，其阻止汲取的水流的通過。閥門72例如 布置在注射裝置的每個(gè)進(jìn)入開口附近，且允許手動(dòng)地或自動(dòng)地控制汲取的水流的注射。在 軸同輻流式渦輪機(jī)的情形中，閥門72設(shè)置在布置在頂板體28中的每個(gè)開口 32的附近。
閥門72的運(yùn)動(dòng)通過控制裝置(未顯示)來進(jìn)行控制，控制裝置本身是已知的，為 機(jī)械的或電氣的。因而，當(dāng)液動(dòng)力機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)引起形成渦流區(qū)域或減壓區(qū)域或空化區(qū) 域時(shí)，機(jī)器的自動(dòng)裝置或操作者使水流通過所述或多個(gè)位于打開位置的閥門，這允許在所 述區(qū)域中注射汲取的水流，且防止如上所述的這些區(qū)域的形成。 可以注意到，汲取的水流相對于主水流E沒有被改變，即在汲取的水流中水沒有 經(jīng)過改變其組成成分的操作。
權(quán)利要求
主水流(E)流經(jīng)的軸同輻流式液動(dòng)力機(jī)器，其包括渦輪機(jī)的輪體(4)，在所述輪體(4)附近形成至少一渦流區(qū)域或一減壓區(qū)域或一空化區(qū)域(8，10，33)，所述輪體包括布置在一頂板體(28)和一環(huán)帶體(30)間的葉片(6)，所述液動(dòng)力機(jī)器包括水流(E2)的注射裝置，所述注射裝置將從所述主水流汲取的所述水流(E2)——所述汲取的水流相對于所述主水流(E)沒有改變——注射到所述渦流區(qū)域或減壓區(qū)域或空化區(qū)域(8，10，33)中，以便局部地修改所述主水流(E)或增加在所述渦流區(qū)域或減壓區(qū)域或空化區(qū)域(8，10，33)中的壓力，其特征在于，所述注射裝置通過實(shí)施在所述頂板體(28)或所述環(huán)帶體(30)中的開口(31，32)自所述頂板體(28)或自所述環(huán)帶體(30)注射所述汲取的水流(E2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液動(dòng)力機(jī)器，其特征在于，所述注射裝置包括至少一導(dǎo)道，所 述導(dǎo)道包括一入口和一出口，所述入口從所述主水流(E)汲取一水流(E2)，所述出口通向所 述渦流區(qū)域或減壓區(qū)域或空化區(qū)域(8， 10， 33)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液動(dòng)力機(jī)器，其特征在于，所述注射裝置包括一閥門(72)，所 述閥門布置在所述汲取的水流(E2)的路徑中，所述閥門(72)在一打開位置和一閉合位置 間是活動(dòng)的，在打開位置，所述閥門(72)使得從所述主水流(E)汲取的水流(E2)通過，在 閉合位置，所述閥門(72)阻止所述汲取的水流(E2)的通過。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的液動(dòng)力機(jī)器，其特征在于，所述閥門(72)的運(yùn)動(dòng)通過控制裝 置來進(jìn)行控制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的液動(dòng)力機(jī)器，其特征在于，實(shí)施在所述頂板體 (28)或所述環(huán)帶體(30)中的所述開口 (32)通向所述葉片(6)間的空間(33)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的液動(dòng)力機(jī)器，其特征在于，所述汲取的水流(E2) 流經(jīng)實(shí)施在與所述輪體(4)的葉片(6)相面對的所述頂板體(28)或者所述環(huán)帶體(30)中 的開口 (31)，且在所述葉片的上游端部(8)和/或下游端部(10)附近，通過布置在所述葉 片(6)的側(cè)壁(12)中的孔口 (24， 26)所述汲取的水流(E2)被注射到所述葉片(6)的型體 上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的液動(dòng)力機(jī)器，其特征在于，所述汲取的水流(E2) 流經(jīng)實(shí)施在與所述輪體(4)的葉片(6)相面對的所述頂板體(28)或所述環(huán)帶體(30)中的 開口 (31)，且被注射到所述葉片(6)的下游端部。
全文摘要
本發(fā)明涉及主水流(E)流經(jīng)的軸同輻流式液動(dòng)力機(jī)器，其包括渦輪機(jī)的輪體(4)，在所述輪體(4)附近形成至少一渦流區(qū)域或一減壓區(qū)域或一空化區(qū)域(8，10，33)，所述輪體包括布置在一頂板體(28)和一環(huán)帶體(30)間的葉片(6)，所述液動(dòng)力機(jī)器包括水流(E2)的注射裝置，所述注射裝置將從所述主水流汲取的所述水流(E2)——所述汲取的水流相對于所述主水流(E)沒有改變——注射到所述渦流區(qū)域或減壓區(qū)域或空化區(qū)域(8，10，33)中，以便局部地修改所述主水流(E)或增加在所述渦流區(qū)域或減壓區(qū)域或空化區(qū)域(8，10，33)中的壓力。所述注射裝置通過實(shí)施在所述頂板體(28)或所述環(huán)帶體(30)中的開口(31，32)自所述頂板體(28)或自所述環(huán)帶體(30)注射所述汲取的水流(E2)。
文檔編號F03B1/04GK101755121SQ200880100085
公開日2010年6月23日 申請日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月23日
發(fā)明者F·馬祖吉, M·特拉韋爾薩茲 申請人:阿爾斯通水電設(shè)備法國公司