專利名稱：用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水力發(fā)電設(shè)備中的固定部件，特別是關(guān)于一種在混流式、軸流式水輪機(jī)中用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水電工程的建設(shè)阻隔了魚類的洄游通道，對(duì)依靠向上洄游完成生命循環(huán)的洄游魚類影響很大，且對(duì)非洄游魚類也會(huì)產(chǎn)生影響。魚類穿過(guò)普通水輪機(jī)下行時(shí)將遭受嚴(yán)重傷害，通常的傷亡率約為30%，且大部分傷害是機(jī)械撞擊。在水輪機(jī)流道中，不僅流速很高，壓力變化大，在流道內(nèi)還存在由混凝土、金屬材料等制成支墩、固定導(dǎo)葉、活動(dòng)導(dǎo)葉等過(guò)流部件，有可能成為過(guò)機(jī)魚類的“障礙物”(以下將支墩、固定導(dǎo)葉和活動(dòng)導(dǎo)葉統(tǒng)稱為“障礙物”)，當(dāng)過(guò)水輪機(jī)下行魚類和它們相撞時(shí)，勢(shì)必會(huì) 造成一定的傷亡。在混流式和軸流式水輪機(jī)中，均設(shè)有固定導(dǎo)葉I和活動(dòng)導(dǎo)葉2 (如圖I、圖4所示)；在大型水輪機(jī)的尾水管3中，還設(shè)有支墩4 (如圖I、圖4所示)；在采用混凝土蝸殼的大型軸流式水輪機(jī)蝸殼5進(jìn)口處也設(shè)有支墩4 (如圖4所示)。當(dāng)過(guò)機(jī)魚從水輪機(jī)流道內(nèi)通過(guò)時(shí)，由于流速高，壓力大，一旦和支墩4、固定導(dǎo)葉I、活動(dòng)導(dǎo)葉2等由金屬材料或混凝土制成的“障礙物”發(fā)生撞擊，勢(shì)必會(huì)給魚類造成一定傷害，甚至死亡。造成魚類傷亡的原因?yàn)?、尾水管3或蝸殼5處的支墩4的材料都是混凝土，固定導(dǎo)葉I和活動(dòng)導(dǎo)葉2的材料是鋼材，它們的硬度都非常高，一旦魚類和它們發(fā)生撞擊，撞擊力非常大。2、水輪機(jī)流道內(nèi)沒(méi)有照明，魚類即便是在流速不太高情況下，有一定的自主躲避能力，但因?yàn)榱鞯纼?nèi)一片黑暗，也無(wú)法躲避和“障礙物”的撞擊。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)，能減輕水輪機(jī)對(duì)魚類的沖撞力，避免傷害魚類，有利于維護(hù)生態(tài)平衡。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)，它包括固定導(dǎo)葉、活動(dòng)導(dǎo)葉、尾水管、支墩和蝸殼，其特征在于在所述固定導(dǎo)葉的進(jìn)口邊包覆一層橡膠，在所述支墩的進(jìn)口邊也包覆有一層所述橡膠；在所述尾水管處支墩和尾水管邊壁之間、所述蝸殼進(jìn)口處支墩和蝸殼進(jìn)口邊壁之間、所述蝸殼進(jìn)口處的支墩和支墩之間、所述固定導(dǎo)葉和固定導(dǎo)葉之間、所述活動(dòng)導(dǎo)葉和活動(dòng)導(dǎo)葉之間都設(shè)置有照明系統(tǒng)，各所述照明系統(tǒng)均布置在進(jìn)水邊的下游側(cè)。各所述照明系統(tǒng)均包括照明燈、透明材料和電源；所述照明燈設(shè)置在由所述透明材料和流道隔離開(kāi)的密閉空間內(nèi)，并由設(shè)置在流道外部的所述電源供電。所述照明燈采用LED光源；所述透明材料采用高強(qiáng)度透明的有機(jī)玻璃。所述電源采用直流電源或交流電源。所述支墩進(jìn)水邊外表面包覆的橡膠厚度為5 10mm，所述固定導(dǎo)葉進(jìn)水邊外表面包覆的橡膠厚度為3 5mm。[0010]位于所述支墩處的照明系統(tǒng)均設(shè)置在所述支墩進(jìn)水邊下游側(cè)；位于所述固定導(dǎo)葉之間的各照明系統(tǒng)設(shè)置在兩個(gè)所述固定導(dǎo)葉之間，其分布圓直徑等于或稍大于所述固定導(dǎo)葉出水邊分布圓直徑。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由于采用在蝸殼進(jìn)口處支墩、尾水管處支墩、固定導(dǎo)葉進(jìn)水邊設(shè)置有彈性比較大的橡膠進(jìn)行防護(hù)，當(dāng)過(guò)機(jī)魚類和其發(fā)生撞擊時(shí)，可有效利用橡膠的彈性變形形成一定的柔性緩沖作用，大大降低支墩、固定導(dǎo)葉對(duì)魚類的撞擊力，降低其傷亡率。2、本實(shí)用新型由于在支墩、固定導(dǎo)葉、活動(dòng)導(dǎo)葉等“障礙物”下游布置了照明燈，從而可使過(guò)機(jī)魚類看清楚“障礙物”的存在，為它們避開(kāi)“障礙物”提供了可能。3、本實(shí)用新型由于照明系統(tǒng)中的照明燈采用LED光源，其能耗低，不產(chǎn)生熱量，既安全，又經(jīng)濟(jì)。4、本實(shí)用新型由于將照明燈埋設(shè)在流道邊壁內(nèi)，不會(huì)對(duì)水流和過(guò)機(jī)魚類產(chǎn)生干擾。5、本實(shí)用新型由于將照明燈埋設(shè)在流道上部的邊壁內(nèi)，不 用預(yù)埋，故既可以用于新建水電站，也可用于老電站的技術(shù)改造。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于混流式、軸流式水輪機(jī)中。

圖I是本實(shí)用新型應(yīng)用在混流式水輪機(jī)中的俯視圖；圖2是圖I的主視圖；圖3是圖2中A處放大示意圖；圖4是本實(shí)用新型應(yīng)用在軸流式水輪機(jī)中的俯視圖；圖5是圖4的主視圖；圖6是圖5中B處放大示意圖；圖7是圖I和圖4中的C處放大示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。本實(shí)用新型是對(duì)常規(guī)混流式水輪機(jī)和軸流式水輪機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，其改進(jìn)包含兩項(xiàng)主要內(nèi)容，其一是對(duì)尾水管處的支墩4、蝸殼5進(jìn)口處的支墩4 (針對(duì)軸流式水輪機(jī)混凝土蝸殼)、固定導(dǎo)葉I的進(jìn)口邊進(jìn)行改進(jìn)，將尾水管處的支墩4、蝸殼5進(jìn)口處的支墩4進(jìn)口邊表面層的混凝土材料更換為橡膠或橡膠類彈性較好的材料，即包覆一層橡膠，以減輕對(duì)碰到這些“障礙物”的過(guò)機(jī)魚類撞擊力；其二是支墩4的兩側(cè)流道以及固定導(dǎo)葉I之間、活動(dòng)導(dǎo)葉2之間的上邊壁內(nèi)均埋設(shè)有照明燈，使過(guò)機(jī)魚類能發(fā)現(xiàn)流道內(nèi)的支墩4、固定導(dǎo)葉I、活動(dòng)導(dǎo)葉2等“障礙物”，為魚類躲避提供照明條件，減輕其撞擊傷亡。 如圖I 圖7所示，本實(shí)用新型的水輪機(jī)與常規(guī)技術(shù)相同，也包括固定導(dǎo)葉I、活動(dòng)導(dǎo)葉2、尾水管3、支墩4和蝸殼5。但是本實(shí)用新型在固定導(dǎo)葉I的進(jìn)口邊包覆一層橡膠6(如圖7所示)，在支墩4的進(jìn)口邊也包覆有一層橡膠6 (如圖I、圖2所示)，橡膠6還可以采用其它硬度低、表面粗糙度較小、彈性好的材料進(jìn)行替換。這樣可以利用橡膠的彈性減緩與“障礙物”發(fā)生撞擊的魚類所承受的撞擊力，減輕對(duì)魚類的傷害，降低過(guò)機(jī)魚傷亡率。上述實(shí)施例中，包裹在支墩4進(jìn)水邊外表面的橡膠6厚度為5 10mm，包裹在固定導(dǎo)葉I進(jìn)水邊外表面的橡膠6厚度為3 5mm。[0023]如圖I 圖7所示，本實(shí)用新型在位于尾水管3處支墩4和尾水管3邊壁之間(如圖I 圖3所示)、蝸殼5進(jìn)口處支墩4和蝸殼5進(jìn)口邊壁之間(如圖4 圖6所示)、蝸殼5進(jìn)口處的支墩4和支墩4之間(如圖4所示)、固定導(dǎo)葉I和固定導(dǎo)葉I之間、活動(dòng)導(dǎo)葉2和活動(dòng)導(dǎo)葉2之間都設(shè)置有照明系統(tǒng)7 (如圖7所示)，各照明系統(tǒng)7均布置在“障礙物”進(jìn)水邊的下游側(cè)，其目的是將流道照亮，使過(guò)機(jī)魚類能看清“障礙物”，并進(jìn)行躲避，從而減少撞擊，降低過(guò)機(jī)魚撞擊傷害。上述實(shí)施例中，如圖3、圖6所示，各個(gè)照明系統(tǒng)7均埋設(shè)在流道上邊壁內(nèi)，各照明系統(tǒng)7均包括照明燈71、透明材料72和電源73。照明燈71設(shè)置在由透明材料72和流道隔離開(kāi)的密閉空間內(nèi)，并由設(shè)置在流道外部的電源73供電，實(shí)現(xiàn)照明。其中，透明材料72要求有足夠的強(qiáng)度和透光度，既能起到與流道內(nèi)的水隔離的作用，又能將照明燈71的亮光傳遞到流道內(nèi)。上述實(shí)施例中，照明燈71優(yōu)選LED光源，既節(jié)能，又不散發(fā)熱量，經(jīng)濟(jì)、安全。上述各實(shí)施例中，透明材料72采用有機(jī)玻璃等高強(qiáng)度透明材料，要求在透明的同時(shí)能承受電站的水壓，起到密封作用。上述各實(shí)施例中，電源73可以采用直流電源，也可以采用交流電源。并且每個(gè)照明系統(tǒng)7可以單獨(dú)采用一個(gè)電源73供電，也可以是多個(gè)照明系統(tǒng)7共用一個(gè)電源73供電。上述各實(shí)施例中，位于支墩4處的照明系統(tǒng)7，將各照明系統(tǒng)7均設(shè)置在支墩4進(jìn)水邊偏下游側(cè)，要求照明燈71的光線能照亮支墩4的進(jìn)水邊。上述各實(shí)施例中，位于固定導(dǎo)葉I之間的各照明系統(tǒng)7設(shè)置在兩個(gè)固定導(dǎo)葉I之間，其分布圓直徑可等于或稍大于固定導(dǎo)葉I出水邊分布圓直徑。上述各實(shí)施例中，活動(dòng)導(dǎo)葉2之間的照明系統(tǒng)7布置在兩個(gè)活動(dòng)導(dǎo)葉2之間，可根據(jù)其最大活動(dòng)導(dǎo)葉開(kāi)口時(shí)該活動(dòng)導(dǎo)葉的位置進(jìn)行設(shè)計(jì)布置，并將照明燈71設(shè)置在活動(dòng)導(dǎo)葉2出水邊中間位置處。綜上所述，本實(shí)用新型在安裝時(shí)，包裹在支墩4和固定導(dǎo)葉I進(jìn)水邊的橡膠6應(yīng)當(dāng)牢固的固定在支墩4或固定導(dǎo)葉I進(jìn)水邊上，在包橡膠6之前，應(yīng)清除和橡膠6厚度相同的混凝土或鋼材，使包裹橡膠6后的支墩4、固定導(dǎo)葉I進(jìn)水邊保持原來(lái)的翼型。水輪機(jī)過(guò)流通道照明系統(tǒng)7均布置在兩個(gè)“障礙物”之間或“障礙物”和流道邊壁之間，并且均布置在“障礙物”進(jìn)水邊下游側(cè)，使過(guò)機(jī)魚類更容易分清流道和“障礙物”。由于本實(shí)用新型采用的照明系統(tǒng)7均埋設(shè)布置在流道上邊壁內(nèi)，既不擾流，又便于安裝維護(hù)。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，各部件的連接和結(jié)構(gòu)都是可以有所變化的，在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實(shí)用新型原理對(duì)個(gè)別部件的連接和結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求1.一種用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)，它包括固定導(dǎo)葉、活動(dòng)導(dǎo)葉、尾水管、支墩和蝸殼，其特征在于在所述固定導(dǎo)葉的進(jìn)口邊包覆一層橡膠，在所述支墩的進(jìn)口邊也包覆有一層所述橡膠；在所述尾水管處支墩和尾水管邊壁之間、所述蝸殼進(jìn)口處支墩和蝸殼進(jìn)口邊壁之間、所述蝸殼進(jìn)口處的支墩和支墩之間、所述固定導(dǎo)葉和固定導(dǎo)葉之間、所述活動(dòng)導(dǎo)葉和活動(dòng)導(dǎo)葉之間都設(shè)置有照明系統(tǒng)，各所述照明系統(tǒng)均布置在進(jìn)水邊的下游側(cè)。
2.如權(quán)利要求I所述的用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)，其特征在于各所述照明系統(tǒng)均包括照明燈、透明材料和電源；所述照明燈設(shè)置在由所述透明材料和流道隔離開(kāi)的密閉空間內(nèi)，并由設(shè)置在流道外部的所述電源供電。
3.如權(quán)利要求2所述的用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)，其特征在于所述照明燈采用LED光源；所述透明材料采用高強(qiáng)度透明的有機(jī)玻璃。
4.如權(quán)利要求2所述的用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)，其特征在于所述電源采用直流電源、交流電源中的一種。
5.如權(quán)利要求3所述的用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)，其特征在于所述電源采用直流電源、交流電源中的一種。
6.如權(quán)利要求I或2或3或4或5所述的用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)，其特征在于所述支墩進(jìn)水邊外表面包覆的橡膠厚度為5 10mm，所述固定導(dǎo)葉進(jìn)水邊外表面包覆的橡膠厚度為3 5mm。
7.如權(quán)利要求I或2或3或4或5所述的用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)，其特征在于位于所述支墩處的照明系統(tǒng)均設(shè)置在所述支墩進(jìn)水邊下游側(cè)；位于所述固定導(dǎo)葉之間的各照明系統(tǒng)設(shè)置在兩個(gè)所述固定導(dǎo)葉之間，其分布圓直徑等于或稍大于所述固定導(dǎo)葉出水邊分布圓直徑。
8.如權(quán)利要求6所述的用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)，其特征在于位于所述支墩處的照明系統(tǒng)均設(shè)置在所述支墩進(jìn)水邊下游側(cè)；位于所述固定導(dǎo)葉之間的各照明系統(tǒng)設(shè)置在兩個(gè)所述固定導(dǎo)葉之間，其分布圓直徑等于或稍大于所述固定導(dǎo)葉出水邊分布圓直徑。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于降低水輪機(jī)過(guò)機(jī)魚撞擊傷害的緩沖和照明系統(tǒng)，它包括固定導(dǎo)葉、活動(dòng)導(dǎo)葉、尾水管、支墩和蝸殼，其特征在于在所述固定導(dǎo)葉的進(jìn)口邊包覆一層橡膠，在所述支墩的進(jìn)口邊也包覆有一層所述橡膠；在所述尾水管處支墩和尾水管邊壁之間、所述蝸殼進(jìn)口處支墩和蝸殼進(jìn)口邊壁之間、所述蝸殼進(jìn)口處的支墩和支墩之間、所述固定導(dǎo)葉和固定導(dǎo)葉之間、所述活動(dòng)導(dǎo)葉和活動(dòng)導(dǎo)葉之間都設(shè)置有照明系統(tǒng)，各所述照明系統(tǒng)均布置在進(jìn)水邊的下游側(cè)。本實(shí)用新型能有效減少過(guò)機(jī)魚類撞擊傷亡，可以廣泛應(yīng)用于混流式、軸流式水輪機(jī)中，既可是新建的水電站，也可以是已建成的水電站。
文檔編號(hào)F21V19/00GK202673545SQ201220333738
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者徐洪泉, 田婭娟, 廖翠林, 陸力, 陳銳, 李鐵友, 王萬(wàn)鵬, 穆恩良, 王武昌, 趙立策, 薛鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)水利水電科學(xué)研究院, 北京中水科水電科技開(kāi)發(fā)有限公司