專(zhuān)利名稱(chēng)：水力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水力發(fā)電中生成穩(wěn)定渦流的裝置，屬于導(dǎo)管技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，為了提高水利發(fā)電效率，大多應(yīng)用下述定理
流體的連續(xù)性定理，當(dāng)流體連續(xù)不斷而穩(wěn)定地流過(guò)一個(gè)粗細(xì)不等的管道時(shí)，由于管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來(lái)，因此在同一時(shí)間內(nèi)，流進(jìn)任一切面的流體的質(zhì)量和從另一切面流出的流體質(zhì)量是相等的。伯努利定理，流體在一個(gè)管道中流動(dòng)時(shí)，流速大的地方壓力小，流速小的地方壓力大。當(dāng)表面突出時(shí)，流管較細(xì)，流速加快，壓力降低。根據(jù)上述兩定理，當(dāng)水流通過(guò)特定的帶邊擴(kuò)張管時(shí)，在帶邊擴(kuò)張管的邊沿形成漩渦，此漩渦使擴(kuò)張管出口附近形成低壓區(qū)，流體就朝著低壓區(qū)不斷流入，由于水流流過(guò)水輪葉片單位面積的功率為流速的三次方函數(shù)，因此可以得到很大的增速效果。據(jù)發(fā)明人了解，在《緊湊型聚風(fēng)型風(fēng)機(jī)及其大型化研究》中，在風(fēng)力發(fā)電中利用了擴(kuò)張管。但是，其在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所做的實(shí)驗(yàn)不能解決實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題，同時(shí)風(fēng)力和水力發(fā)電時(shí)的領(lǐng)域也不一樣。據(jù)發(fā)明人介紹，在應(yīng)用擴(kuò)張管在水下發(fā)電時(shí)，雖然擴(kuò)張管在理論上可以形成渦流， 從而達(dá)到增速。但是，由于擴(kuò)張管在工作中，自身處在不穩(wěn)定的洋流場(chǎng)中，單純使用擴(kuò)張管不能提供生成穩(wěn)定渦流的能力。經(jīng)檢索，申請(qǐng)?zhí)?01010511923. 5的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種水平軸潮流發(fā)電水輪機(jī)的導(dǎo)流裝置，該裝置利用導(dǎo)流裝置出口的斜凸邊設(shè)計(jì)，在尾流區(qū)形成漩渦，對(duì)導(dǎo)流裝置內(nèi)的流體產(chǎn)生抽吸作用，提高水平軸潮流發(fā)電水輪機(jī)的啟動(dòng)性能和能量利用率。但也存在不能提供生成穩(wěn)定渦流的能力。因此，實(shí)際使用中，需要一種聚集洋流，生成穩(wěn)定渦流的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種結(jié)構(gòu)巧妙，可以生成穩(wěn)定渦流的水力發(fā)電裝置。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題提出的技術(shù)方案是一種水力發(fā)電裝置，包括擴(kuò)張管和配置在該擴(kuò)張管內(nèi)的水輪，所述擴(kuò)張管包括入口、收縮段、喉部、擴(kuò)散段、出口和安置在出口處的第一凸緣片，所述擴(kuò)張管外套有套筒，所述套筒的后端超出擴(kuò)張管的后端；所述套筒與所述擴(kuò)張管形成入口大、出口小的水流增速腔；所述水流增速腔的最窄處口徑大于所述第一凸緣片的外徑。上述技術(shù)方案的有益效果是1)由于設(shè)置了套筒，該套筒可以聚集洋流，同時(shí)阻擋其他方向的亂流，這樣提供了穩(wěn)定渦流；2)該套筒與擴(kuò)張管形成入口大、出口小的水流增速腔，水流從水流增速腔的出口流出時(shí)大大加速，可以形成更強(qiáng)烈的湍流，對(duì)擴(kuò)張管內(nèi)的流體產(chǎn)生更強(qiáng)的抽吸，從而加速了擴(kuò)張管喉部的水流的流速，提高了發(fā)電效率。上述技術(shù)方案的改進(jìn)是所述套筒的后端安裝有第二凸緣片。上述技術(shù)方案的改進(jìn)是所述擴(kuò)張管的內(nèi)壁為擺線(xiàn)曲線(xiàn)回轉(zhuǎn)面，所述擴(kuò)張管的長(zhǎng)度、所述喉部的直徑和所述第一凸緣片的高度之比范圍是0. 37-1.47:1:0. 1-0. 2;所述擴(kuò)張管喉部至出口段的長(zhǎng)度與所述擴(kuò)張管的長(zhǎng)度之比為0. 6:1。上述技術(shù)方案的改進(jìn)是所述喉部是一直線(xiàn)段，所述直線(xiàn)段安置有水輪。上述技術(shù)方案的改進(jìn)是所述水流增速腔的出口處口徑是所述第一凸緣片的外徑的1.5-2倍。上述技術(shù)方案的有益效果是1)由于設(shè)計(jì)了第二凸緣片，在第二凸緣片后形成了湍流，又造成一個(gè)低壓區(qū)，加強(qiáng)了對(duì)擴(kuò)張管內(nèi)的流體的抽吸作用，從而加速了擴(kuò)張管喉部的水流的流速，提高了發(fā)電效率；2)第二凸緣片還具有使水力發(fā)電裝置自動(dòng)擺正，順應(yīng)水流方向的作用。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的水力發(fā)電裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的水力發(fā)電裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的擴(kuò)張管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
本實(shí)施例的水力發(fā)電裝置如圖1所示，包括擴(kuò)張管2和配置在該擴(kuò)張管內(nèi)的水輪3，擴(kuò)張管2包括入口 2-1、收縮段2-2、喉部2-3、擴(kuò)散段2-4、出口 2_5和安置在出口處的第一凸緣片2-6，擴(kuò)張管2外套有套筒1，套筒1的后端超出擴(kuò)張管2的后端；套筒1與擴(kuò)張管2 形成入口 4-1大、出口 4-2小的水流增速腔4 ；水流增速腔4的最窄處口徑大于第一凸緣片 2-6的外徑。實(shí)施例二
本實(shí)施例的水力發(fā)電裝置是在實(shí)施例一基礎(chǔ)上的改進(jìn)，如圖2和圖3所示，改進(jìn)之處在于1)套筒1的后端安裝有第二凸緣片1-1 ；2)擴(kuò)張管2的內(nèi)壁為擺線(xiàn)曲線(xiàn)回轉(zhuǎn)面，擴(kuò)張管2 的長(zhǎng)度2-7、喉部的直徑2-10和第一凸緣片的高度2-9之比范圍是0. 37-1. 47:1:0. 1-0. 2 ； 擴(kuò)張管喉部至出口段的長(zhǎng)度2-8與擴(kuò)張管的長(zhǎng)度2-7之比為0. 6:1 ；3)喉部2_3是一直線(xiàn)段，直線(xiàn)段安置有水輪3 ；4)水流增速腔4的出口 4-2處口徑是第一凸緣片2-6的外徑的 1. 5-2 倍。本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，如1)套筒采用向外擴(kuò)張的喇叭形或圓錐形；2)所用套筒為2個(gè)以上；等等。均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種水力發(fā)電裝置，包括擴(kuò)張管和配置在該擴(kuò)張管內(nèi)的水輪，所述擴(kuò)張管包括入口、 收縮段、喉部、擴(kuò)散段、出口和安置在出口處的第一凸緣片，其特征在于所述擴(kuò)張管外套有套筒，所述套筒的后端超出擴(kuò)張管的后端；所述套筒與所述擴(kuò)張管形成入口大、出口小的水流增速腔；所述水流增速腔的最窄處口徑大于所述第一凸緣片的外徑。
2.如權(quán)利要求1所述水力發(fā)電裝置，其特征在于所述套筒的后端安裝有第二凸緣片。
3.如權(quán)利要求1所述水力發(fā)電裝置，其特征在于所述擴(kuò)張管的內(nèi)壁為擺線(xiàn)曲線(xiàn)回轉(zhuǎn)面，所述擴(kuò)張管的長(zhǎng)度、所述喉部的直徑和所述第一凸緣片的高度之比范圍是 0. 37-1.47:1:0. 1-0. 2;所述擴(kuò)張管喉部至出口段的長(zhǎng)度與所述擴(kuò)張管的長(zhǎng)度之比為 0. 6:1。
4.如權(quán)利要求3所述水力發(fā)電裝置，其特征在于所述喉部是一直線(xiàn)段，所述直線(xiàn)段安置有水輪。
5.如權(quán)利要求1至4之任一所述水力發(fā)電裝置，其特征在于所述水流增速腔的出口處口徑是所述第一凸緣片的外徑的1.5-2倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水力發(fā)電裝置，屬于導(dǎo)管技術(shù)領(lǐng)域。該水力發(fā)電裝置包括擴(kuò)張管和配置在該擴(kuò)張管內(nèi)的水輪，所述擴(kuò)張管包括入口、收縮段、喉部、擴(kuò)散段、出口和安置在出口處的第一凸緣片，擴(kuò)張管外套有套筒，套筒的后端超出擴(kuò)張管的后端；套筒與擴(kuò)張管形成入口大、出口小的水流增速腔；水流增速腔的最窄處口徑大于所述第一凸緣片的外徑。該水力發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)巧妙，具有生成穩(wěn)定渦流的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F03B3/18GK102418648SQ20111042839
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者顧為東 申請(qǐng)人:顧為東