專利名稱：渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦輪機(jī)，特別是能防止流體流不穩(wěn)定性的渦輪機(jī)，其方法是抑制由于流體流在葉輪入口處回流產(chǎn)生的渦流以及抑制葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)失速，而不考慮其型別和流體。
更具體地說，本發(fā)明涉及的渦輪機(jī)包括泵、壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)以及其他具有非容積型葉輪的機(jī)器，特別是涉及能防止流體流不穩(wěn)定性的渦輪機(jī)，其方法是抑制由于主流體流或在葉輪入口處發(fā)生的回流的回流的分量產(chǎn)生渦流或預(yù)旋，以及抑制葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)失速，從而適合使用于混流泵，它可在熱電站或核電站內(nèi)廣泛用作水循環(huán)泵，排水泵，以及涉及使用根據(jù)本發(fā)明渦輪泵的泵站。
稱為“渦輪機(jī)”的旋轉(zhuǎn)機(jī)器可根據(jù)機(jī)器工作使用的流體分類如下。
1．根據(jù)機(jī)器工作的流體液體的，以及氣體的。
2．根據(jù)型別軸流型、混流型，以及離心型。
圖22示出混流泵的橫剖面圖。由于操作簡便混流泵現(xiàn)已獲得重要和廣泛的使用。它具有抽吸機(jī)匣11，泵12和擴(kuò)散器13，由上游至下游順序排列。
在泵12的機(jī)匣121內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的(葉輪的)葉片122被旋轉(zhuǎn)軸123驅(qū)動(dòng)，從而對(duì)由抽吸機(jī)匣11吸入的液體提供能量。擴(kuò)散器13的功能是將液體的部分速度能量(或動(dòng)能)轉(zhuǎn)換為靜壓。
圖23示出包括圖22所示混流泵在內(nèi)的渦輪機(jī)的壓頭和流率之間關(guān)系的典型性能曲線，其水平軸表示指示流率的常數(shù)，而垂直軸表示指示壓頭的常數(shù)。
這就是說，壓頭的下降與低流率區(qū)的流率增加呈反比。然而，當(dāng)流率處于S區(qū)時(shí)壓頭隨著流率的增加而上升(即在性能曲線上右邊上升或躍升部分)。以及當(dāng)流率繼續(xù)增加超出性能曲線的右邊上升部分后，壓頭再次隨著流率的增加而開始下降。
然而，在渦輪機(jī)按照在右邊上升的性能曲線工作的情況下，大量的液體自身振動(dòng)，即產(chǎn)生喘振現(xiàn)象。
引起性能曲線在右邊上升的原因，是當(dāng)通過渦輪機(jī)的流率低時(shí)，葉輪入口處的一個(gè)外邊緣上出現(xiàn)回流，在這種情況下液體進(jìn)入渦輪機(jī)的流道或通道變狹窄，從而在液體中產(chǎn)生渦流(見圖22)。
由于喘振不僅給渦輪機(jī)帶來損壞，而且還會(huì)損壞連接其上游和下游側(cè)的管道或管子，在低流率區(qū)工作是禁止的。再者，已建議各種方法來抑制喘振(見下述)，這些方向不同于葉片形狀(葉型)的改進(jìn)，目的是擴(kuò)張或加大渦輪機(jī)的工作區(qū)。
1．機(jī)匣處理在機(jī)匣內(nèi)葉輪放置區(qū)形成葉片弦長10％至20％的薄狹槽或排放溝，以改進(jìn)失速范圍。
圖24(a)和(b)示出已建議的機(jī)匣處理的解釋圖。其中圖24(a)示出機(jī)匣處理和葉片之間的位置關(guān)系，而圖24(b)示出機(jī)匣處理的橫剖面圖。
這就是說，按已建議的機(jī)匣處理，在機(jī)匣的葉片放置區(qū)的內(nèi)壁(即氣流表面)沿軸向、周邊方向或傾斜方向有足夠深度的槽。代替的方案是，分別在徑向或傾斜方向制出這些槽。
雖然還未能從理論上弄清楚機(jī)匣處理如何改進(jìn)失速范圍的機(jī)理，但可以這樣考慮，這是因?yàn)楦邏毫黧w噴射入低能量區(qū)和制止了失速室的產(chǎn)生。
2．分離器分離器設(shè)置用于在低流率區(qū)分流葉輪入口的外邊緣處出現(xiàn)的回流成為一個(gè)反向流部分以及前進(jìn)流部分(即主流方向)，從而制止回流的擴(kuò)張。
圖25(a)-(c)示出軸流型渦輪機(jī)使用的分離器的示意圖，分別建議了抽吸環(huán)型(見圖25(a))，葉片分離器型(見圖25(b))以及空氣分離器型(見圖25(c))。
在抽吸環(huán)型中(圖25(a))，反向氣流包容在抽吸環(huán)的外面，在葉片分離器型中(圖25(b))在機(jī)匣與環(huán)之間設(shè)置了翅片，而在空氣分離器型中(圖25(c))動(dòng)翼片(即葉片)的前端或葉尖是開口的，以引導(dǎo)反向流進(jìn)入機(jī)匣外面，從而借助翅片產(chǎn)生反向流制止了渦流的產(chǎn)生。因此，與前兩種型別比較，它的效果更好，但其在裝置中的尺寸較大。
3．主動(dòng)控制這是借助由外面向產(chǎn)生循環(huán)的點(diǎn)噴射高壓液體來抑制渦流產(chǎn)生的方法。
此外，以下說明作為普通渦輪機(jī)的一個(gè)實(shí)例的混流泵。對(duì)混流泵要求顯示壓頭-流率性能曲線(以下簡稱“壓頭曲線”)沒有在右邊上升的特點(diǎn)使得在其整個(gè)流率范圍內(nèi)可穩(wěn)定地工作。然而，在一個(gè)泵內(nèi)經(jīng)常遇到的極為常見的這些性能，例如代表泵性能的效率，壓頭曲線的穩(wěn)定性，氣穴現(xiàn)象，以及用于閉路的軸向推力等相互處于反比關(guān)系。換句話說，如果試圖改進(jìn)這些性能中的一個(gè)，則其他一個(gè)或幾個(gè)性能下降，因此，存在的問題是很難在同一時(shí)間獲得至少兩個(gè)或幾個(gè)性能的改進(jìn)。例如，對(duì)于一個(gè)泵主要是考慮其效率，而壓頭曲線顯示在其一部分具有明顯的在右邊上升的特性，因而具有不穩(wěn)定的傾向。
為了獲得在右邊連續(xù)下降的壓頭曲線，以便能穩(wěn)定地工作，在普通技術(shù)中，如同上述已經(jīng)知道使用機(jī)匣處理或設(shè)置分離器。例如這種結(jié)構(gòu)已在美國專利NO．4，213，585中公開。
然而，按照上述現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)匣處理和設(shè)分離器雖然可以將具有在右邊上升部分的壓頭和流率關(guān)系的性能曲線偏移至低流率側(cè)，以擴(kuò)大其穩(wěn)定工作的范圍，但不可能清除或取消這種在右邊上升的行為。而且，如果渦輪機(jī)在失速范圍按照機(jī)匣處理每升高10％，則其效率下降約1％。
還有，在機(jī)匣的內(nèi)壁上不容易加工出軸向的深槽。并且，還有一個(gè)問題是這種機(jī)匣處理不適用于具有覆環(huán)的封閉型葉輪。
另一方面，在這種主動(dòng)控制中需要由渦輪機(jī)本身或外界獲得高壓液體，因而不可避免引起渦輪機(jī)系統(tǒng)整體的效率降低。
按照本發(fā)明的一個(gè)目的，就是解決上述普通技術(shù)中的缺點(diǎn)問題，提供一種渦輪機(jī)，它不僅消除了壓頭和流率之間性能曲線的在右邊部分上升的特性，而且還可抑制效率的降低，即抑制葉輪進(jìn)口處產(chǎn)生回流引起的渦流以及其轉(zhuǎn)動(dòng)失速。
換句話說，按照本發(fā)明的目的，是提供一種渦輪機(jī)，它的壓頭一流率性能曲線沒有在右邊部分上升的特性，而又能獲得高的效率。
按照本發(fā)明的另一目的，是提供一種渦輪機(jī)，它的壓頭-流率性能曲線沒有在右邊上升的特性，而又制造容易。
按照本發(fā)明的另一目的，是提供具有封閉型葉輪的渦輪機(jī)，它的壓頭-流率性能曲線也沒有在右邊上升的特性。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種渦輪機(jī)，它具有帶有被其限定的流體流表面的機(jī)匣；位于上述機(jī)匣內(nèi)具有多個(gè)葉片的葉輪；在上述機(jī)匣的流體流表面上設(shè)置的多個(gè)槽，用以連接上述葉輪的進(jìn)口側(cè)和上述葉輪的葉片的駐留區(qū)，而每個(gè)上述槽至少寬度等于或大于5mm，和上述槽的寬度相對(duì)于設(shè)置槽的上述機(jī)匣的周邊長度為約30％至50％。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提供了一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的開放型葉輪；帶有被其限定的流體流表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣；設(shè)置在上述葉輪的流體流表面上的多個(gè)槽，與上述葉輪的葉片入口邊處的外周邊部分相對(duì)立，用于連接上述葉輪的入口邊和上述機(jī)匣的流體流表面上的上述葉輪葉片在其周邊上的駐留區(qū)，其中每個(gè)上述槽的底面設(shè)計(jì)成等于或高于相鄰的上述機(jī)匣流體流表面的高度。
另外，按照本發(fā)明提供了一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的開放型葉輪，帶有被其限定的流體流表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣；設(shè)置在上述葉輪的流體流表面上的多個(gè)槽，與上述葉輪的葉片入口邊處的外周邊部分相對(duì)，用于連接上述葉輪的入口邊和上述機(jī)匣的流體流表面上的上述葉輪葉片在其周邊上的驅(qū)留區(qū)，其中鄰接每個(gè)上述槽的末端下游側(cè)的上述機(jī)匣的所述流體流表面是這樣形成的，使它處于每個(gè)上述槽的底面相同的水平或者位于其外徑的方向上，與槽部分相對(duì)的、上述葉輪在其葉片入口側(cè)的外周邊部分設(shè)成在對(duì)應(yīng)于槽的部分它的葉片的高度低，而上述葉輪在比槽更下游的流體流側(cè)的每個(gè)葉片的高度高于與槽相對(duì)立部分葉片的高度。
另外，按照本發(fā)明提供了一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的開放型葉輪；帶有被其限定的流體流表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣；在上述機(jī)匣流體流表面上形成的大量淺槽，與上述葉輪在葉片入口邊處的外周邊部分相對(duì)立，其深度等于或大于5mm，用于連接上述葉輪的入口邊處流體在流速低時(shí)產(chǎn)生渦流的部位和上述機(jī)匣的內(nèi)表面上的上述葉輪的葉片沿流體的壓力梯度方向駐留在其周邊的駐留區(qū)，其中每個(gè)上述槽下游側(cè)的末端位置位于使在所需壓力下獲得的流體能抑制每個(gè)上述槽在上游側(cè)末端位置的主流體流入口的渦流的產(chǎn)生，從而消除上述渦輪機(jī)的壓頭--流率性能曲線的在右邊上升的特性，以及每個(gè)上述槽的底面設(shè)成使它的高度等于或高于與其鄰接的上述機(jī)匣的流體流表面的高度，以及與槽部分相對(duì)的上述葉輪在其葉片的入口邊的外周邊部分設(shè)成使葉片的高度在對(duì)應(yīng)于槽的部分較低。
另外，按照本發(fā)明提供了一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的開放型葉輪；帶有錐形壁表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣；在壓力梯度方向上形成的多個(gè)槽，使其從上述機(jī)匣的錐形壁表面凸出，它們與上述葉輪在葉片入口邊處的外周邊相對(duì)立，其中在上述葉輪入口處附近子午面上每個(gè)葉片的高度設(shè)成低于上述葉輪出口邊附近子午面上每個(gè)葉片的高度，并且這些葉片的高度對(duì)應(yīng)于槽部分的高度確定。
另外，按照本發(fā)明提供了一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的開放型葉輪；帶有被其限定的流體流表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣；
設(shè)置在上述葉輪的流體流表面上的多個(gè)槽，與上述葉輪的葉片入口邊處的外周邊部分相對(duì)立，用于連接上述葉輪的入口邊和上述機(jī)匣的流體流表面上的上述葉輪葉片在周邊上的駐留區(qū)，其中在離開泵的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的徑向遠(yuǎn)處，有凸部限定的氣流通道的形狀設(shè)成使它大于上述槽的下游側(cè)并延伸入上游側(cè)的在機(jī)匣中限定的氣流通道的形狀；葉輪的葉尖部分是設(shè)成在上述槽和上述機(jī)匣之間有大致恒定的空隙；以及在上述槽的末端附近的上述葉輪的每個(gè)葉片的高度高于下游側(cè)葉片的高度。
另外，按照本發(fā)明提供了一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片及覆環(huán)的封閉型葉輪；帶有內(nèi)壁及具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣，上述葉輪設(shè)成在其入口附近沒有覆環(huán)的開放型；以及在上述機(jī)匣的內(nèi)壁上沿壓力梯度方向設(shè)的多個(gè)槽，與上述葉輪入口附近沒有覆環(huán)的部分在周邊上相對(duì)立，其中在入口側(cè)上述每個(gè)槽的開始端位于比上述葉輪的葉尖入口邊更上游一側(cè)，而上述每個(gè)槽的末端位于比上述葉輪的葉尖出口邊更下游一側(cè)。
另外，按照本發(fā)明提供了一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片及覆環(huán)的封閉型葉輪；帶有被其限定的流體流表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣，而上述葉輪設(shè)成在其入口處附近沒有覆環(huán)的開放型；以及在上述機(jī)匣的氣流表面上設(shè)的大量的淺槽，它們與上述葉輪在葉片入口邊處的外周邊部分相對(duì)立以及深度等于或大于5mm，用于連接上述葉輪入口邊流體在流速低時(shí)產(chǎn)生渦流的部位和上述機(jī)匣的氣流表面上的上述葉輪的葉片沿流體的壓力梯度方向駐留在其周邊的驅(qū)留區(qū)，其中上述每個(gè)槽下游側(cè)的末端位置設(shè)置成使在所需壓力下獲得的流體能抑制每個(gè)上述槽在上游側(cè)末端位置的主流體流入口的渦流的產(chǎn)生，從而消除上述渦輪機(jī)的壓頭--流率性能曲線中在右邊上升的特性；以及每個(gè)上述槽是設(shè)成使它的高度等于或高于與其鄰接的上述機(jī)匣的流體流表面的高度，和與槽部分相對(duì)的上述葉輪在其葉片入口邊的外周邊部分設(shè)成使它的高度在對(duì)應(yīng)于槽的部分較低。
另外，按照本發(fā)明還提供了一種上面限定的渦輪機(jī)，其特征在于還具有位于上述葉輪的覆環(huán)的最小徑向部分和上述機(jī)匣之間的密封用的軸向密封部分，所述的軸向密封部分具有唇環(huán)部分和機(jī)匣環(huán)部分。
另外，按照本發(fā)明還提供了一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的葉輪；帶有被其限定的流體流表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣；以及在上述機(jī)匣的流體流表面上設(shè)置的多個(gè)槽，它們與上述葉輪在其葉片入口邊的外周邊部分相對(duì)，用于連接上述葉輪的入口邊和上述機(jī)匣的流體流表面上的上述葉輪葉片在周邊上的驅(qū)留區(qū)，其中每個(gè)上述槽的下游邊的末端位置位于使在所需壓力下獲得的流體能抑制每個(gè)上述槽在上游邊末端位置的主流體流入口的渦流的產(chǎn)生，從而消除上述渦輪機(jī)的壓頭--流率性能曲線中在右邊部分上升的特性；以及帶有上述槽的上述機(jī)匣的一部分設(shè)計(jì)成與上述機(jī)匣其他部分是分開的。
另外，按照本發(fā)明在上面限定的渦輪機(jī)，其特征在于上述機(jī)匣設(shè)計(jì)成帶有多個(gè)機(jī)匣襯套，在軸向上它們是分離的，以及在機(jī)匣內(nèi)表面上形成的上述槽與上述葉輪葉片的入口邊處的外周邊部分相對(duì)立。
按照本發(fā)明，在上面限定的渦輪機(jī)，其特征在于上述機(jī)匣帶有上述槽的部分是設(shè)成與上述機(jī)匣的在徑向上分開的其他部分是分開的，并可組裝在一起。
按照本發(fā)明，在上面限定的渦輪機(jī)，其特征在于上述槽制成沿著在其開始端從泵軸至上述葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向傾斜的方向。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，按照本發(fā)明，提供了一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的葉輪；帶有被其限定的氣流表面和上述葉輪位于其中的機(jī)匣；以及在上述機(jī)匣的流體流表面上設(shè)置的多個(gè)槽，用于連接上述葉輪的入口側(cè)和上述機(jī)匣的內(nèi)表面上的上述葉輪葉片在周邊上的駐留區(qū)，其中可按下列公式獲得限定上述槽形狀的指數(shù)JE NO．=WR×VR×WDR×DLDR
式中，WR(寬度比)，它是槽的總寬度W除以機(jī)匣的周邊長度得出的；VR(體積比)，它是槽的總體積除以上述葉輪的體積得出的；WDR(寬-深比)，它是上述槽的寬度W除以上述槽的深度D獲得的；以及DLDR，它是在低于葉輪入口處流體流中上述槽的長度與上述槽的深度比，以及上述槽這樣形成，使指數(shù)JE NO．處于0．3至0．5范圍。
按照本發(fā)明，在上面限定的渦輪機(jī)，其特征在于上述槽這樣形成，使指數(shù)JE NO．處于0．15至0．2范圍。
另外，按照本發(fā)明還提供了一種泵站，用于把抽吸側(cè)的流體壓頭升高至排放側(cè)的壓頭，包括帶葉輪和上述葉輪位于其中的機(jī)匣的泵，用以泵升起在抽吸側(cè)的流體；由上述泵送流體至排放側(cè)的連接通道；驅(qū)動(dòng)上述泵的葉輪用的驅(qū)動(dòng)裝置；以及控制上述泵的上述葉輪轉(zhuǎn)速的控制裝置，而上述泵是按照權(quán)利要求1所述的泵。
按照本發(fā)明，在上面限定的泵站，其特征在于假設(shè)上述泵站使用的上述泵的轉(zhuǎn)速為N(rpm)，總壓頭H(m)及排放流率Q(m3／min)，當(dāng)取決于抽吸的水平高度和排放水平的高度的靜態(tài)壓頭等于或大于特定點(diǎn)的壓頭的50％時(shí)，則比速度Ns是約1，000至1，500，以及比速度Ns可作為指示泵性能的指數(shù)按下列公式計(jì)算Ns=n×Q0．5／H0．75，按照本發(fā)明，在上面限定的泵站，其特征在于在泵的驅(qū)動(dòng)裝置具有減速齒輪，流體連接器和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情形下上述驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速控制在相對(duì)于參考轉(zhuǎn)速的60％至100％范圍內(nèi)。
另外，按照本發(fā)明，在上面限定的泵站，其特征在于在泵的驅(qū)動(dòng)裝置具有減速齒輪，流體連接器和燃?xì)鉁u輪的情形下，上述驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速控制在相對(duì)于參考轉(zhuǎn)速的60％至100％范圍內(nèi)。
按照本發(fā)明，在上面限定的泵站，其特征在于在泵的驅(qū)動(dòng)裝置具有電動(dòng)機(jī)，用反相器控制轉(zhuǎn)速的情形下，上述驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速控制在相對(duì)于參考轉(zhuǎn)速的0％至100％范圍內(nèi)。
以下是附圖的簡要說明。


圖1是按照本發(fā)明第一實(shí)施例的混流泵的放大的橫剖面圖；圖2是本發(fā)明(第一部分)效果的解釋圖；圖3是本發(fā)明(第二部分)效果的解釋圖；圖4是本發(fā)明(第三部分)效果的解釋圖；圖5是本發(fā)明(第四部分)效果的解釋圖；圖6是按照本發(fā)明第二實(shí)施例的混流泵的頂視圖；圖7是沿圖6線Ⅱ-Ⅱ剖切的橫剖面圖；圖8是按照本發(fā)明第二實(shí)施例的混流泵一個(gè)(第一)改型的頂視圖；圖9是按照本發(fā)明第二實(shí)施例的混流泵的另一個(gè)(第二)改型的頂視圖；圖10是按照本發(fā)明第二實(shí)施例中所述形狀槽的頂視圖；圖11是按照本發(fā)明第二實(shí)施例混流泵再一個(gè)(第三)改型的頂視圖；圖12是按照本發(fā)明第三實(shí)施例封閉型混流泵的頂視圖；圖13是沿圖12線Ⅷ-Ⅷ剖切的橫剖面圖；圖14是按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的封閉型混流泵一個(gè)(第一)改型的頂視圖；圖15是按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的封閉型混流泵另一個(gè)(第二)改型的頂視圖；圖16是說明按照本發(fā)明限定槽形狀的指數(shù)JE No．的子午線平面的剖視圖；圖17是沿圖16線ⅩⅦ-ⅩⅦ剖切的橫剖面圖；圖18是上述各實(shí)施例中限定槽形狀的指數(shù)JE NO．與壓頭不穩(wěn)定性及最大效率減少量相互關(guān)系的解釋圖；圖19是按照本發(fā)明上述各實(shí)施例的渦輪機(jī)的壓頭-流率性能曲線圖；圖20是使用本發(fā)明渦輪機(jī)的泵站的概況的方框圖21是圖20所示泵站所用混流泵的壓頭-能力性能曲線圖；圖22是按照現(xiàn)有技術(shù)的混流泵的橫剖面圖；圖23是按照現(xiàn)有技術(shù)的混流泵的典型的壓頭-流率曲線圖；圖24(a)和(b)是按照現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)匣處理的解釋圖；圖25(a)至(c)是按照現(xiàn)有技術(shù)的分離器的解釋圖。
以下參考附圖詳細(xì)地說明按照本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的放大剖面圖，例如是相應(yīng)圖22所示的混流泵，特別是圖22中用虛線標(biāo)出的部分。
這就是說，按照本發(fā)明的渦輪機(jī)中在葉片進(jìn)口反向流引起的渦流受到抑制，其中淺槽124設(shè)在機(jī)匣的流體流表面上沿流體壓力有傾斜度(即壓力梯度)處，該處從中部“a”(即下游側(cè)槽的末端位置)橋接跨至位置“b”(即上游側(cè)槽的末端位置)，在該處低流率發(fā)生回流。
之后，被葉片增加壓力的流體在槽124內(nèi)開始反向流動(dòng)，由下游側(cè)的末端位置“a”向上游側(cè)的末端位置“b”流，并被噴射至在低流速產(chǎn)生回流的地點(diǎn)，這樣抑制了由于回流引起的渦流，以及葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)失速。
圖2是顯示本發(fā)明(第一部分)效果的解釋圖，特別是形成槽的效果。在圖6至9中，水平軸表示流體的流率，而垂直軸表示壓頭，兩者未示出量綱。
這就是說，圓圈符號(hào)表示在機(jī)匣上未形成槽情況下的壓頭-流率的性能曲線，這時(shí)能看到在右邊上升或躍升的特性是跟隨流率在0．12至0．14范圍內(nèi)增加而出現(xiàn)，圖中也未示出量綱。
圖中的三角形和方形符號(hào)表示在機(jī)匣上形成槽情況下的壓頭-流率的性能曲線，例如三角形表示形狀28個(gè)槽(N=28)，寬度為5mm，深度為4mm的情形，而方形表示形成28個(gè)槽，但寬度為10mm和深度為2mm的情形。
由圖2可見，在形成寬度和深度為5×4mm槽的情況下，在右邊部分上升的特性不能解決或消除，然而在形成寬度和深度10×2mm槽的情況下，可以完全解決這一問題。這就是說，淺而寬的槽比深的槽效果更好。然而，圖2還指出，雖然從理論上看由于槽內(nèi)流體的反向流動(dòng)效率η降低，但降低相當(dāng)?shù)停趯?shí)踐中不被覺察。
圖3是顯示本發(fā)明(第二部分)另一種效果的解釋圖，特別顯示出槽長度的影響。
這就是說，指示的效率-流率性能曲線是在這樣的情況下獲得的，在保持槽的形狀大致相同時(shí)，下游側(cè)的末端位置“a”改變，而上游側(cè)的末端位置“b”固定，其中在下游側(cè)的末端位置“a”越低，性能曲線越好，即在右邊部分上升的特性越小。然而，當(dāng)非常接近下游側(cè)時(shí)，由于抽出的高壓流體太多超過需要而使效率降低。
圖4是顯示本發(fā)明(第三部分)另一種效果的解釋圖，特別顯示出槽的深度和寬度的影響。
這就是說，在這種情況下槽的數(shù)目保持恒定，槽的深度對(duì)壓頭-流率性能曲線沒有太大的影響，然而，槽的寬度越寬，壓頭-流率性能曲線越好，即在右邊上升的特性得到改進(jìn)。
圖5是顯示本發(fā)明(第四部分)另一種效果的解釋圖，特別顯示出槽的數(shù)目的影響。
這就是說，它表明如果槽的形狀或型面保持相同，槽的數(shù)目越多，壓頭-流率性能曲線越好，即在右邊上升行為得到改進(jìn)。
如上所述，在設(shè)計(jì)槽時(shí)應(yīng)考慮以下方面1．在下游側(cè)槽的末端位置“a”，雖然它不應(yīng)限定在專門的位置，但特別的是，它應(yīng)盡可能處于流體能被其抽出的位置，使得在這樣的壓力下能借助于噴射抑制在槽的上游側(cè)末端位置“b”產(chǎn)生回流引起的渦流，然而，應(yīng)選擇在適當(dāng)?shù)奈恢茫驗(yàn)槿绻挥趬毫Τ^所需的高壓位置，則渦輪機(jī)的效率下降。
2．沒有必要加深槽的深度，而效果轉(zhuǎn)好的是設(shè)有大量的槽，其寬度應(yīng)盡可能寬。
此外，按照本發(fā)明所進(jìn)行的不同實(shí)驗(yàn)，可以明白上述槽寬(W)和槽的數(shù)目(N)最好選擇在機(jī)匣的周邊長度(即π×D；其中D為形成槽部分的機(jī)匣的直徑)的約30％至50％范圍內(nèi)。此外，槽的深度(d)最好為約2mm至4mm，在上述實(shí)施例中機(jī)匣的直徑(D)為約250mm。由此可見，槽的深度(d)與機(jī)匣直徑(D)之比應(yīng)限定在0．5％至1．6％的范圍內(nèi)(d／D=0．5％-1．6％)。
以下，說明本發(fā)明的第二實(shí)施例。按照本發(fā)明的渦輪機(jī)設(shè)置了流道或流動(dòng)通道，用以連接葉輪入口處在流率低時(shí)產(chǎn)生回流的部位與機(jī)匣的流體流動(dòng)表面上的一區(qū)域，在該區(qū)域葉輪的葉片沿流體壓力梯度方向駐留，以達(dá)到抑制由于葉輪入口處回流引起的渦流以及轉(zhuǎn)動(dòng)失速。
在流動(dòng)通道的這種結(jié)構(gòu)中，把機(jī)匣的流體流表面上葉片駐留區(qū)內(nèi)的下游側(cè)末端位置與當(dāng)流率低時(shí)產(chǎn)生環(huán)流的上游側(cè)末端位置連接起來，流體由下游側(cè)末端位置按反向方向返回上游側(cè)末端位置，從而噴射到當(dāng)流率低時(shí)產(chǎn)生回流的部位。這樣一來，一部分流體由于自身流動(dòng)而壓力升高按反向方向流入機(jī)匣上形成的通道，噴射到產(chǎn)生回流的部位，從而抑制了在葉輪進(jìn)口由于回流的前進(jìn)的分量(即與主入口氣流平行的分量)引起的渦流。因此，有可能消除渦輪機(jī)的壓頭-流率性能曲線在右邊上升的特性。
然而，在上述結(jié)構(gòu)的情況下，槽的機(jī)加工處理有困難，詳見下述。這就是說，在流體壓力的主梯度方向上設(shè)置槽，其最簡單的形狀是直線形，槽的中心線對(duì)準(zhǔn)軸向，然而，槽設(shè)置在機(jī)匣的內(nèi)壁(即流體流表面)上，與葉輪相對(duì)的一側(cè)，而且是從機(jī)匣壁往下凹的條件下形成的。當(dāng)試圖用刀具機(jī)加工這樣的槽時(shí)，由于在兩端(上游側(cè)和下游側(cè))槽的邊緣位于都是形狀上是死端，當(dāng)沿槽的中心線移動(dòng)刀具進(jìn)行切割時(shí)，刀具必須在兩端停止。因此，這樣就可能引起缺陷，機(jī)加工的效率極低，所需機(jī)加工時(shí)間很長，從而使制造費(fèi)用增加。
為了改進(jìn)這些方面，按照本發(fā)明提出以下建議(1)制造槽的底面與機(jī)匣的內(nèi)壁表面(即流動(dòng)表面)的高度配合，使得即使在槽的機(jī)加工過程中刀具超出槽的末端，也不會(huì)產(chǎn)生問題。葉片制成階梯形，其中葉片的高度對(duì)應(yīng)于槽的高度在由與槽相對(duì)應(yīng)部分起至不與槽對(duì)應(yīng)的部分是不相同的，使它們對(duì)應(yīng)于槽的凸出部分。
(2)機(jī)匣中形成槽的部分與其他部分分離。換句話說，將它們制成分離的結(jié)構(gòu)，這樣機(jī)加工槽就較容易。
再者，為了獲得具有壓頭-流率性能曲線沒有在右邊部分上升特性的渦輪機(jī)，也為了獲得具有帶有覆環(huán)封閉型葉輪的渦輪機(jī)，提出以下建議。
這就是說，僅在封閉型葉輪的入口部分產(chǎn)生環(huán)流的葉片部分去除覆環(huán)，而在其下游邊仍保持它使葉輪保持帶有覆環(huán)。同時(shí)，一組槽形成在機(jī)匣內(nèi)壁上，沿壓力梯度方向，與不帶覆環(huán)的那部分葉輪相對(duì)立。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖6示出本發(fā)明第二實(shí)施例的實(shí)例。圖6的Ⅶ-Ⅶ橫剖面圖示于圖7。
在具有封閉型葉輪(特別是混流泵)的機(jī)匣2的作為流體流通道的內(nèi)壁2a(即流體流表面)上形成沿軸向的一組槽，槽設(shè)計(jì)為具有由機(jī)匣內(nèi)壁凸起的凸部3a，凸起高度為D，以及凹部3b，其高度等于內(nèi)壁2a的高度。槽的寬度(W)和數(shù)目(N)在實(shí)施例中分別為約D／W=0．5-0．3，N=25-100。在葉輪的直徑為300至4，500mm的泵中，例如槽的寬度(W)為約5mm至150mm，更優(yōu)選地為8mm至30mm，以及槽的高度(深度)為相應(yīng)槽寬度的約0．1倍至0．3倍。例如，為約0．5mm至30mm，更優(yōu)選地為1．5mm至6mm。而葉輪的葉片制成這種形狀，在其高度上，在常開放型葉輪的葉尖處保持一段距離δ，特別是在靜態(tài)側(cè)包括槽的凸起部分的子午面的結(jié)構(gòu)中。
當(dāng)泵在帶有這種結(jié)構(gòu)的低流率區(qū)工作時(shí)，被葉片增高壓力的流體在槽3內(nèi)反向流動(dòng)，由下游側(cè)的末端位置a向上游側(cè)的末端位置b流，并被噴射到當(dāng)流率低時(shí)產(chǎn)生回流處，從而防止了由于在回流產(chǎn)生處回流的前進(jìn)分量引起的渦流。作為其結(jié)果，壓頭-流率性能曲線中在右邊部分上升的特性被消除，從而變成在右邊部分沒有上升特性的穩(wěn)定曲線。使用上述這種結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是槽的制造容易進(jìn)行。這是因?yàn)椴鄣耐共?a在槽的末端從內(nèi)壁2a凸起以及因?yàn)椴鄣陌疾?b在槽的末端與壁表面處的高度相同，刀具在加工過程中在槽的末端邊緣不會(huì)停止而可以通過，從而改進(jìn)了機(jī)加工的效率。
圖8示出本發(fā)明第二實(shí)施例的(第一)改型。在該實(shí)施例中，機(jī)匣2的設(shè)計(jì)是在其靜態(tài)側(cè)具有靜態(tài)側(cè)機(jī)匣襯套2c，在其上帶有槽，以及具有靜態(tài)側(cè)機(jī)匣襯套2d和2e，它們不帶槽，而這些靜態(tài)側(cè)機(jī)匣襯套2c，2d和2e制成沿軸向設(shè)置的分離的元件。按照這種設(shè)計(jì)，槽3的機(jī)加工僅在作為一個(gè)部件需要這種槽的機(jī)匣襯套上進(jìn)行，而在槽的末端邊緣是開放的，因此機(jī)加工的效率可以大幅度改進(jìn)。
另外，圖9示出本發(fā)明第二實(shí)施例的另一改型(第二改型)，在該實(shí)施例中，機(jī)匣2的設(shè)計(jì)也是在其靜態(tài)側(cè)具有帶槽的靜態(tài)側(cè)機(jī)匣襯套2c，以及不帶槽的靜態(tài)側(cè)機(jī)匣襯套2d和2f，然而，帶槽的靜態(tài)側(cè)機(jī)匣襯套2c制成由不帶槽的靜態(tài)側(cè)機(jī)匣襯套2f在軸向上分支出的分離的元件。在本實(shí)施例中，也僅有帶槽的機(jī)匣作為一個(gè)部件進(jìn)行槽3的機(jī)加工，以及槽的末端邊緣部分是開放的，因此機(jī)加工的效率可以大幅度改進(jìn)。
圖10示出按照本發(fā)明第二實(shí)施例的槽的形狀。在本實(shí)施例中，位于葉輪1上游側(cè)的槽3的開始端在葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上與泵軸的方向僅傾斜角度θ。按照這種設(shè)計(jì)，在壓頭-流率性能曲線上產(chǎn)生不穩(wěn)定性的低流率區(qū)域，回流，即在上游側(cè)來自葉輪的反向氣流被槽3抑制，特別是回流的分量被抑制。因此，流入葉輪的主氣流中的渦流分量也減少，這樣一來，從理論上看，葉輪輸出的壓頭--能力性能曲線不會(huì)下降，隨后可以獲得穩(wěn)定的壓頭--能力性能曲線。然而，當(dāng)流率在封閉點(diǎn)附近時(shí)，回流的反向流達(dá)到比上述回流區(qū)更上游的一側(cè)。但是，在此位置槽的方向不在泵軸方向上，而是傾斜角度θ進(jìn)入葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向。這樣一來，在槽方向上(即葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上)的渦流分量加到到達(dá)槽的開始端附近的反向氣流，以及借助此反向氣流，渦流分量也少量加入流入葉輪的流體部分。因此，從理論上看，葉輪輸出的壓頭--能力性能曲線與槽平行于泵軸的情況比較有所下降，以及用于轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪的軸向推力也隨之下降，因此可獲得用于閉路的軸向推力的降低。使用圖10所示槽的形狀，不僅可以獲得壓頭--流率性能曲線的穩(wěn)定性，而且可以獲得用于閉路的軸向推力的降低，從而得到性能優(yōu)異的混流泵。
圖11示出本發(fā)明第二實(shí)施例的另一改型(第三改型)。在本實(shí)施例中，與上述實(shí)施例比較，增加了以下改進(jìn)，這就是說，在其子午面的形狀上看，在離開泵的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的徑向遠(yuǎn)處，槽3的凸部3a制成大于延伸進(jìn)入抽吸側(cè)的不帶槽的在靜態(tài)側(cè)機(jī)匣襯套2f的流體流通道的形狀，另一方面，與槽部分對(duì)立的葉輪葉尖的形狀(即外罩邊的形狀)是這樣確定的，使得葉尖與在靜態(tài)側(cè)機(jī)匣襯套2C的各個(gè)槽3之間以及與靜態(tài)側(cè)機(jī)匣襯套2f之間有適當(dāng)?shù)目紫痘蚩障?。換句話說，在子午面上的流體流通道內(nèi)，葉輪的每個(gè)葉片應(yīng)這樣設(shè)計(jì)，使葉片的高度在槽的末端a附近在下游側(cè)比在上游側(cè)低δ2。當(dāng)這種結(jié)構(gòu)的渦輪機(jī)在低流率區(qū)工作時(shí)，可以獲得以下優(yōu)點(diǎn)。如果不帶槽，在低流率區(qū)會(huì)出現(xiàn)壓頭--流率性能曲線的不穩(wěn)定性，如圖11所示，在氣流中出現(xiàn)回流4。在這種情況下，由于存在上述的階梯形部分δ2，回流4被葉片葉尖的階梯形部分切斷，從而防止回流進(jìn)入低流率側(cè)。由此可見，在上述的這種泵中，由于反向流在大的流量開始，壓頭--流率性能曲線中不穩(wěn)定部分下降的程度較小，因此壓頭--流率性能曲線的穩(wěn)定化可以更顯著地實(shí)現(xiàn)。換句話說，甚至在不形成槽3的情況下，以及在形成槽3的情況下，壓頭--流率性能曲線的不穩(wěn)定性均能減小，而壓頭--流率性能曲線的不穩(wěn)定性(即在壓頭--流率性能曲線存在右邊部分上升的特性)可被確切地清除。再者，限定槽3開始端b的凹部3a設(shè)成沿傾斜方向。以及該開始端2b設(shè)置在流道由平行于機(jī)匣2軸彎折至機(jī)匣2外徑方向處的附近。
以下，說明本發(fā)明的第三實(shí)施例。在本實(shí)施例中本發(fā)明應(yīng)用于封閉型混流泵。
圖12示出按照本發(fā)明的實(shí)施例。和圖13是圖12的ⅩⅢ--ⅩⅢ橫剖面圖。
在混流泵的封閉型葉輪1上設(shè)置了覆環(huán)1a，但在葉輪的入口1c附近沒有此覆環(huán)1a，因此葉輪制成僅部分具有覆環(huán)的半開放型。在外罩的最靠內(nèi)的直徑處設(shè)置唇環(huán)部1b，以及在作為靜態(tài)側(cè)的機(jī)匣的表面上設(shè)置機(jī)匣環(huán)5。轉(zhuǎn)動(dòng)軸3的密封部分被限定在唇環(huán)1b和機(jī)匣環(huán)5之間。在機(jī)匣靜態(tài)側(cè)的內(nèi)壁(即氣流表面)2a上與不帶覆環(huán)部分葉片相對(duì)立處，如圖13所示設(shè)置一組槽3，它們?cè)谳S向上保持相同距離。槽的下游側(cè)的末端a位于由葉片前緣稍稍進(jìn)入下游側(cè)的位置(即在葉輪入口1c附近鄰近唇環(huán)部分的位置)而其上游側(cè)末端b位于比葉輪的葉片更上游的一邊。機(jī)匣2的一部分2g與葉輪覆環(huán)的端面1d對(duì)立，它設(shè)置的位置與槽3在軸向上的下游側(cè)末端位置相同。處于與軸正交的方向的機(jī)匣2的表面2g以及覆環(huán)的端面1d之間設(shè)成沿軸向帶有孔隙(空隙)δ1。
當(dāng)這種結(jié)構(gòu)的泵在低流率區(qū)工作時(shí)，如圖12所示，產(chǎn)生渦流，即反向流體流。流體流6的一部分在槽3內(nèi)反向流動(dòng)，由下游側(cè)末端位置向上游側(cè)末端位置b流，然而，由于槽設(shè)成沿著泵的軸向，在槽內(nèi)的反向流體流沒有沿葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的分量，因此，在槽內(nèi)的反向流體流朝向上游邊噴射進(jìn)入流率低時(shí)產(chǎn)生回流的地方，從而可以抑制由于葉輪入口處回流的前進(jìn)分量引起渦流的產(chǎn)生，以及抑制轉(zhuǎn)動(dòng)失速的產(chǎn)生。換句話說，向上游回流的回流流體的渦流分量被槽噴出射流減弱，并且流入葉輪的流體的渦流也變小。這樣一來，理論壓頭的下降也很小，從而獲得壓頭--能力性能曲線的穩(wěn)定性。
在本實(shí)施例中，由于有可能借助少量流過槽3的流體抑制流入葉輪的流體的渦流，理論上看，葉輪輸出的壓頭提高，并且壓頭--能力性能曲線可以清除不穩(wěn)定部分，從而獲得穩(wěn)定的性能。按照本實(shí)施例，使用帶有覆環(huán)的封閉型葉輪，在機(jī)匣2上，設(shè)置槽3，有可能獲得壓頭--能力性能曲線的穩(wěn)定性，也就是說，壓頭--能力性能曲線顯示出在右邊連續(xù)下降行為，因而可以獲得性能穩(wěn)定的泵。
圖14示出本發(fā)明第三實(shí)施例的(第一)改型。機(jī)匣2設(shè)計(jì)為帶有機(jī)匣襯套2c，2d和2e，它們?cè)谳S向上是分開的，以及槽3設(shè)置在葉輪入口部分的機(jī)匣襯套2c上。槽3的形狀與上述相應(yīng)各實(shí)施例的相同。在本實(shí)施例中，由于槽3是在其兩端開放的，也有可能用刀具容易地進(jìn)行機(jī)加工。
圖15示出按照本發(fā)明第三實(shí)施例的另一(第二)改型。機(jī)匣2設(shè)計(jì)為帶有機(jī)匣襯套2c，2d，2e和2f，它們?cè)谳S向上是分開的，并且機(jī)匣襯套2c和2f是在其徑向上是分開的。槽3設(shè)置在機(jī)匣襯套2f的內(nèi)徑側(cè)上，該內(nèi)徑側(cè)設(shè)置在葉輪的入口部分。在本實(shí)施例中槽3的形狀與上述各實(shí)施例的相同。按照本實(shí)施例，由于形成槽3的機(jī)匣襯套2f可以制成小于圖14所示的部件2c，因此有可能用刀具非常容易地機(jī)加工出槽3。
雖然在上述實(shí)施例中對(duì)封閉型混流泵進(jìn)行了說明，本發(fā)明同樣可使用于其它渦輪機(jī)，例如離心泵、混流鼓風(fēng)機(jī)、混流壓縮機(jī)等，上述各種都具有開放型或封閉型葉輪。
以下，參見圖16至19介紹相應(yīng)實(shí)施例中的槽3的優(yōu)選形狀。
由實(shí)驗(yàn)的不同結(jié)果可知，對(duì)槽3形狀的研究是希望能清除在特別是渦輪機(jī)的壓頭--流率性能曲線中右邊上升的特性，以及抑制其效率降低。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，下列指數(shù)(以后文中稱“JENO”)與這些槽的正確形狀有關(guān)。
JE NO由下式限定JE NO=WR×VR×WDR×DLDR式中，WR是寬度比，它是槽的總寬度值除以機(jī)匣的周邊長度得出的，即“WR”=(槽數(shù)N×槽的寬度W)／帶槽的機(jī)匣部分的平均周邊長度)，以及機(jī)匣的平均周邊長度可參見圖16得到，例如，按“π×(機(jī)匣的入口直徑DC1+機(jī)匣的出口直徑DC2／2)”。
VR是體積比，它是槽的總體積除以葉輪的體積得出的，即“VR=各槽的總體積／葉輪的體積”。因此各槽的總體積可由“槽數(shù)N×槽長L×槽寬W×槽深D”得到，葉輪的體積可由“葉輪的入口面積×葉輪葉尖的軸向長度L1”得出。葉輪的入口面積可以由葉輪的入口直徑Dil得出。槽的長度是圖16中的L=L1+L2。
WDR是寬-深比，可由“WDR=槽寬W／槽深D”得出。
DLDR是在流體流低于葉輪入口時(shí)槽長與槽深的比，即“DLDR=在低于葉輪葉尖邊槽的長度L1／槽深D”參見圖17。
圖18示出使用上述JE NO．的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在圖中水平軸指示JE NO．，而左邊的垂直軸指示壓頭的不穩(wěn)定性(％)它是由下列公式限定的，指示出壓頭--流率性能曲線不穩(wěn)定部分的減少量，它代表不帶槽時(shí)的減少量△φ0與帶槽時(shí)的減少量△φ之比。
壓頭的不穩(wěn)定性(％)=(△φ／△φ0)×100
然而，如圖19所示，每個(gè)減少量△φ和△φ0是由顯示壓頭--流率性能曲線的在右邊上升特性的不穩(wěn)定部分的最小值與最大值之差得出的。當(dāng)壓頭具有不穩(wěn)定性時(shí)(即當(dāng)顯示在曲線中右邊上升特性時(shí))△φ是有限值，而另一方面，當(dāng)壓頭沒有不穩(wěn)定性時(shí)(即不顯示曲線在右邊上升特性時(shí))△φ為零(0)。由此可見，這說明當(dāng)壓頭不穩(wěn)定性為0％，壓頭-流率性能曲線的不穩(wěn)定部分由于槽的功能而完全消失，而在壓頭的不穩(wěn)定性為100％時(shí)，不能由槽獲得改進(jìn)和隨后也不能達(dá)到改進(jìn)不穩(wěn)定性。另外，當(dāng)壓頭的不穩(wěn)定性處于0％至100％范圍時(shí)，說明雖然壓頭的不穩(wěn)定性不能完全消失，但借助槽可在一定程度上改善不穩(wěn)定部分。
圖18右邊的垂直軸指示最大效率的減少量(％)，它說明帶槽和不帶槽的相同泵之間最大效率的差別。這就是說，如果在設(shè)置槽之前和設(shè)置槽之后泵的最大效率無改變，減少最為0％，如果設(shè)置槽之后效率發(fā)生減少，則減少量為正值，例如，3％意味設(shè)置槽使效率減少3％。
由圖18可見，根據(jù)上述說明，當(dāng)JE NO．等于或小于0．03時(shí)，在性能曲線上的壓頭不穩(wěn)定性超過80％，隨后槽的效果突然變化。當(dāng)JE NO．鄰近0．03時(shí)，壓頭不穩(wěn)定性的改進(jìn)為約30％，以及當(dāng)超過0．03時(shí)，進(jìn)一步改進(jìn)。隨后，當(dāng)JE NO．為0．15左右時(shí)，不穩(wěn)定性為0％，這就是說不穩(wěn)定性被消除。當(dāng)JE NO．超過0．15時(shí)，壓頭不穩(wěn)定性恒定在0％。由這些事實(shí)可見，從獲得壓頭的穩(wěn)定性觀點(diǎn)看，JE NO．應(yīng)等于或大于0．03，更進(jìn)一步，從圖18的效率觀點(diǎn)看，優(yōu)選地，最大效率的減少量為0％或更小，直至JE NO．至0．15或其左右，然而，如果它超過0．15，則最大效率的減少量按JE NO．比例增大。假定可接受的效率減少量由于設(shè)置槽而達(dá)到1％，JE NO．最好等于或小于0．5，從壓頭穩(wěn)定性和效率兩方面觀點(diǎn)看，JE NO．的適當(dāng)范圍為由0．03至0．5，以及最適當(dāng)?shù)氖荍E NO．的選擇由0．15至0．2，作為消除不穩(wěn)定性而又不減少效率的條件。
此外，圖18所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果是例如泵在比速度為830獲得的，但是混流泵在比速度為1250和1400進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)也可獲得類似的結(jié)果。因此，可以肯定，使用JE NO．作為上述指數(shù)，槽的形狀至少在比速度為800至1400的范圍內(nèi)可以確定。此外，也可以考慮在泵的比速度為300至2000情形下使用JE NO．來確定槽的形狀。
按照本發(fā)明，一部分流體在機(jī)匣上形成的流體流通道內(nèi)由于自身的反向流動(dòng)而增加壓力，這部分流體噴射進(jìn)入產(chǎn)生回流的地方，即由槽流出的流體流沒有渦流，它抑制了由葉輪返回和形成回流的流體流中的渦流分量，從而使流入葉輪的流體不產(chǎn)生渦流，借此抑制葉輪入口處由于回流產(chǎn)生的渦流，以及抑制轉(zhuǎn)動(dòng)失速。最終可以清除渦輪機(jī)的壓頭--流率性能曲線的在右邊部分上升的特性。
另外，按照本發(fā)明，借助機(jī)匣的分開結(jié)構(gòu)，以及在機(jī)匣襯套上相應(yīng)于葉輪入口部分形成槽，可獲得一種渦輪機(jī)，其槽的機(jī)加工容易進(jìn)行，幾乎不降低效率，并且具有穩(wěn)定的壓頭--流率性能曲線。
再者，按照本發(fā)明，為了制造具有帶覆環(huán)的封閉型葉輪的渦輪機(jī)，可將葉輪制成在其入口附近部分沒有覆環(huán)的半開放型結(jié)構(gòu)，以及在機(jī)匣的內(nèi)壁表面(即流體流表面)，按壓力梯度方向在相應(yīng)于葉輪的部分設(shè)置槽，從而使渦輪機(jī)的機(jī)加工容易進(jìn)行，甚至在會(huì)產(chǎn)生回流的低流率工作時(shí)也具有穩(wěn)定的壓頭--流率性能曲線，并幾乎不降低渦輪機(jī)的效率。
并且，使用指數(shù)JE NO．來確定槽的形狀獲得的效果是，該形狀最適合于獲得壓頭--能力性能曲線的穩(wěn)定性。
圖20示出使用本發(fā)明的泵站的方框圖。然而，這里以排水泵站為例，與熱電站或核電站使用的水循環(huán)泵不同。
泵站具有泵200，例如混流泵，槽設(shè)置在機(jī)匣內(nèi)相應(yīng)于葉輪處，特別是葉輪入口處。泵的葉輪借助轉(zhuǎn)動(dòng)軸被驅(qū)動(dòng)裝置210轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)裝置包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)鉁u輪、電動(dòng)機(jī)等。
驅(qū)動(dòng)裝置210的轉(zhuǎn)速由泵速控制設(shè)備220控制，它具有為此目的設(shè)計(jì)的電路或微機(jī)裝置。如果需要，它還具有葉片角度控制設(shè)備230(用虛線連接的)可根據(jù)流入葉輪流體的變化改變?nèi)~輪葉片的角度。
按上述結(jié)構(gòu)的泵200具有鐘罩201，沉入抽吸貯池240的水中，以及有排水管250與遠(yuǎn)離抽吸貯池的排水槽260連接。在上述泵站工作時(shí)，水壓頭，即抽吸水的水平升高至排水槽池260的排水的水平，包括在流體通道，即排水管250內(nèi)的流動(dòng)阻力。
通常，泵的設(shè)計(jì)主要考慮效率，假設(shè)最大流率為100％，在壓頭--能力性能曲線中在右邊上升的特性的傾向顯著，特別是在流率為50％至70％時(shí)，從而使泵的工作進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，或者是另一種情況，雖然未導(dǎo)致曲線在右邊上升的特性如此顯著，但壓頭--流率性能曲線的變平部分也在流率50％至70％范圍。
這就是說，泵站的泵的工作流率取決于靜態(tài)壓頭與壓頭--流率曲線的交叉點(diǎn)，靜態(tài)壓頭是抽吸側(cè)的水壓頭或水平與泵站排水側(cè)的水壓頭或水平的差，該差是泵站流動(dòng)通道內(nèi)的總壓力確定的阻力曲線。如果在壓頭--流率性能曲線上有在右邊上升的部分，則壓頭--流率性能曲線容易與阻力曲線在多點(diǎn)相交。在這種情況下，不可能確定交叉點(diǎn)在一點(diǎn)，即不可能單值地確定流率，因而流率不能被確定。特別是當(dāng)靜態(tài)壓頭高和管子阻力小時(shí)，它是顯著的。
這樣一來，在普通的技術(shù)中借助使壓頭的最大效率和穩(wěn)定性平衡的方法以獲得沒有在右邊上升特性的壓頭--流率性能曲線，因而可能會(huì)有最大效率稍稍減少的情況，或者是，泵具有不穩(wěn)定區(qū)，而控制泵按照建立的泵運(yùn)行規(guī)則僅在穩(wěn)定區(qū)運(yùn)行。因此，在泵站內(nèi)用泵的轉(zhuǎn)速控制工作區(qū)，轉(zhuǎn)速僅控制(或限制)在穩(wěn)定區(qū)工作的范圍內(nèi)，即不進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)。所以，當(dāng)工作需求進(jìn)入一臺(tái)泵的轉(zhuǎn)數(shù)不穩(wěn)定區(qū)(即轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定區(qū))，可以采取這樣的措施，即增加工作泵的數(shù)目，使每臺(tái)泵的流率減少，使每臺(tái)泵的工作點(diǎn)偏移出不穩(wěn)定區(qū)。
還有，按照普通技術(shù)以一定程度犧牲最大效率來獲得壓頭--流率性能曲線穩(wěn)定性的方法，由于泵的穩(wěn)定工作效率稍有下降，這里出現(xiàn)電能消耗加大的問題。以及使用此方法時(shí)，每臺(tái)泵的工作點(diǎn)數(shù)目增加以便脫離不穩(wěn)定區(qū)，這里也出現(xiàn)了其控制方法復(fù)雜和成本上升的問題。
因此，按照本發(fā)明也提供了一種泵站，它使用混流泵可在廣泛的范圍內(nèi)改變轉(zhuǎn)速，它具有不帶在右邊上升特性的壓頭--流率性能曲線，能達(dá)到較高的效率，從而獲得可在廣泛流率范圍內(nèi)工作的泵站。
換句話說，本發(fā)明的特點(diǎn)在于在此泵站內(nèi)泵的工作區(qū)借助轉(zhuǎn)速控制，泵站內(nèi)的泵是混流泵，它們使用具有上述槽的任何一種機(jī)匣。
在上述的泵站中，可以獲得一種效果，特別是假設(shè)泵站所用混流泵的轉(zhuǎn)速是N(rpm)總壓頭H(m)，以及排水流率Q(m3／min)，和作為指示泵性能的指數(shù)的比速度Ns按下式計(jì)算Ns=N×Q0．5／H0．75，和當(dāng)取決于抽吸水的水平和排水的水平的靜態(tài)壓頭等于或大于特定點(diǎn)的壓頭的50％時(shí)，選擇的比速度約為1，000至1，500。
此外，本發(fā)明的其他特點(diǎn)還在于泵的驅(qū)動(dòng)裝置具有減速齒輪，流體連接器和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情形下，泵的轉(zhuǎn)速是可控制在相對(duì)于參考轉(zhuǎn)速的60％至100％的范圍內(nèi)。再者，在此泵的驅(qū)動(dòng)裝置具有減帶齒輪，連接管和燃?xì)鉁u輪的情形下，轉(zhuǎn)速可控制在相對(duì)于參考轉(zhuǎn)速的60％至100％。此外，泵的驅(qū)動(dòng)裝置也可包括電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)速用反相器控制，在此種情況下，轉(zhuǎn)速可以被控制在相對(duì)于參考轉(zhuǎn)速的0％至100％。
圖21示出使用按照本發(fā)明上述一種混流泵的泵站的泵的壓頭--能力曲線的實(shí)例。圖21的水平軸指示流率，％Q，假設(shè)參考流率為100％，而垂直軸指示壓頭比，％H，假設(shè)總參考?jí)侯^為100％。在圖21中，壓頭曲線10示出按照本發(fā)明的混流泵的實(shí)例的性能，參考的轉(zhuǎn)數(shù)為100％N，以及示出全區(qū)在右邊下降的傾向，因此這里沒有不穩(wěn)定區(qū)。另一方面，壓頭曲線14示出不使用本發(fā)明的情況下100％N處的性能，它在50％Q左右是不穩(wěn)定的，以及在此情況下不穩(wěn)定區(qū)在40％Q至70％Q范圍內(nèi)。曲線18是本泵站的性能曲線。當(dāng)泵在100％N工作時(shí)，壓頭曲線10與阻力曲線18之間，或者曲線14與它之間的交叉點(diǎn)僅有一點(diǎn)，即A點(diǎn)，因此，在任意一種情況下泵可在A點(diǎn)穩(wěn)定地工作。當(dāng)考慮轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)減少至90％N以便在降低的流率工作的情況，按照下述的相似性規(guī)則，泵的壓頭曲線10向下偏移至壓頭曲線11，而不穩(wěn)定的壓頭曲線14偏移至壓頭曲線15。
相似性規(guī)則如下Q2=Q1×(N2／N1)H2=H1×(N2／N1)2式中Q是流率，H是總壓頭，N是轉(zhuǎn)速，以及下標(biāo)1指示轉(zhuǎn)速N1的條件，下標(biāo)2指示轉(zhuǎn)速N2的條件。
該實(shí)例中的工作點(diǎn)是B點(diǎn)，因此，泵能穩(wěn)定工作的區(qū)域與曲線上的不穩(wěn)定區(qū)并不對(duì)應(yīng)。當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)一步降低至74％N時(shí)，按照上述相似性規(guī)則，按本發(fā)明沒有這種不穩(wěn)定性的壓頭曲線10向下偏移至壓頭曲線12，而與阻力曲線18的交叉點(diǎn)僅在C點(diǎn)，即工作點(diǎn)在C點(diǎn)。另一方面，具有不穩(wěn)定性的壓頭曲線14向下偏移至在74％N處的壓頭曲線16，這時(shí)它幾乎平行于30％Q至50％Q附近的阻力曲線18。因此，壓頭曲線16與阻力曲線18不能僅在一點(diǎn)交叉，但它們可以有一組交叉點(diǎn)。這樣，流率點(diǎn)不能單一地確定，之后泵的工作在不穩(wěn)定性在30％Q至50％Q范圍內(nèi)波動(dòng)，壓頭曲線失去控制，因此不能在30％Q至50％Q范圍內(nèi)工作。
當(dāng)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步減少至60％N，按本發(fā)明沒有這樣的不穩(wěn)定性的壓頭曲線10向下偏移至壓頭曲線13，而具有不穩(wěn)定性的壓頭曲線14向下偏移至壓頭曲線17。當(dāng)減少至與阻力曲線18的交叉點(diǎn)僅為一點(diǎn)，即D點(diǎn)時(shí)，即在曲線13和17任何一種情況，這樣一來泵有可能工作。
然而，按照普通技術(shù)的具有不穩(wěn)定性的性能曲線的情況下，如前所述，泵不能在轉(zhuǎn)速為74％N的流率30％Q至50％Q范圍內(nèi)工作。泵能工作的區(qū)變得不連續(xù)。因此，泵的轉(zhuǎn)速為74％N至100％區(qū)，以及泵的工作區(qū)在A點(diǎn)和C點(diǎn)之間。
另一方面，按照本發(fā)明的混流泵可以穩(wěn)定地工作的轉(zhuǎn)速等于或小于上述值，因此可以在由A點(diǎn)至D點(diǎn)廣泛的流率范圍內(nèi)工作。
在本實(shí)施例中，泵用的驅(qū)動(dòng)裝置具有減速齒輪，流體連接器，以及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速控制范圍相對(duì)于參考轉(zhuǎn)速為60％至100％時(shí)，它可在圖21所示A點(diǎn)至D點(diǎn)之間工作。泵用的另一驅(qū)動(dòng)裝置具有減速齒輪，流體連接器，以及燃?xì)鉁u輪，當(dāng)轉(zhuǎn)速控制范圍相對(duì)于參考轉(zhuǎn)速為60％至100％時(shí)，它也可在圖21所示A點(diǎn)至D點(diǎn)之間工作。此外，另一種驅(qū)動(dòng)裝置具有電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)速用反相器控制，當(dāng)轉(zhuǎn)速的控制范圍相對(duì)于參考轉(zhuǎn)速為0％至100％時(shí)，它具有更為廣泛的工作區(qū)。這就是說，由于轉(zhuǎn)速可減少至圖21的E點(diǎn)附近，泵可在幾乎由0％Q至100％Q全部范圍內(nèi)工作。
由此可見，使用按照本發(fā)明改進(jìn)的泵，由于效率難以下降，可獲得在混流泵中穩(wěn)定的壓頭-能力性能曲線，可以建立泵站，其轉(zhuǎn)速范圍可以大幅度擴(kuò)展，容易在廣泛的流率范圍內(nèi)進(jìn)行工作。
權(quán)利要求
1．一種渦輪機(jī)，它具有帶有被其限定的流體流表面的機(jī)匣；位于上述機(jī)匣內(nèi)具有多個(gè)葉片的葉輪；在上述機(jī)匣的流體流表面上設(shè)置的多個(gè)槽，用以連接上述葉輪的進(jìn)口側(cè)和上述葉輪的葉片的駐留區(qū)，而每個(gè)上述槽至少寬度等于或大于5mm，和上述槽的寬度相對(duì)于設(shè)置槽的上述機(jī)匣的周邊長度為約30％至50％。
2．按照權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其特征在于上述槽的深度相對(duì)于上述機(jī)匣的直徑為約0．5％至1．6％。
3．按照權(quán)利要求2限定的渦輪機(jī)，其特征在于上述槽的深度為約2mm至4mm。
4．一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的開放型葉輪；帶有被其限定的流體流表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣；設(shè)置在上述葉輪的流體流表面上的多個(gè)槽，與上述葉輪的葉片入口邊處的外周邊部分相對(duì)立，用于連接上述葉輪的入口邊和上述機(jī)匣的流體流表面上的上述葉輪葉片在其周邊上的驅(qū)留區(qū)，其中每個(gè)上述槽的底面設(shè)計(jì)成等于或高于相鄰的上述機(jī)匣流體流表面的高度。
5．一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的開放型葉輪，帶有被其限定的流體流表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣；設(shè)置在上述葉輪的流體流表面上的多個(gè)槽，與上述葉輪的葉片入口邊處的外周邊部分相對(duì)，用于連接上述葉輪的入口邊和上述機(jī)匣的流體流表面上的上述葉輪葉片在其周邊上的驅(qū)留區(qū)，其中鄰接每個(gè)上述槽的末端下游側(cè)的上述機(jī)匣的所述流體流表面是這樣形成的，使它處于每個(gè)上述槽的底面相同的水平或者位于其外徑的方向上，與槽部分相對(duì)的上述葉輪在其葉片入口側(cè)的外周邊部分設(shè)成在對(duì)應(yīng)于槽的部分它的葉片的高度低，而上述葉輪在比槽更下游的流體流側(cè)的每個(gè)葉片的高度高于與槽相對(duì)立部分葉片的高度。
6．一種渦輪機(jī)，它具有；帶有多個(gè)葉片的開放型葉輪；帶有被其限定的流體流表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣；在上述機(jī)匣流體流表面上形成的大量淺槽，與上述葉輪在葉片入口邊處的外周邊部分相對(duì)立，其深度等于或大于5mm，用于連接上述葉輪的入口邊處流體在流速低時(shí)產(chǎn)生渦流的部位和上述機(jī)匣的內(nèi)表面上的上述葉輪的葉片沿流體的壓力梯度方向駐留在其周邊的駐留區(qū)，其中每個(gè)上述槽下游側(cè)的末端位置位于使在所需壓力下獲得的流體能抑制每個(gè)上述槽在上游側(cè)末端位置的主流體流入口的渦流的產(chǎn)生，從而消除上述渦輪機(jī)的壓頭--流率性能曲線的在右邊上升的特性，以及每個(gè)上述槽的底面設(shè)成使它的高度等于或高于與其鄰接的上述機(jī)匣的流體流表面的高度，以及與槽部分相對(duì)的上述葉輪在其葉片的入口邊的外周邊部分設(shè)成使葉片的高度在對(duì)應(yīng)于槽的部分較低。
7．一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的開放型葉輪；帶有錐形壁表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣；在壓力梯度方向上形成的多個(gè)槽，使其從上述機(jī)匣的錐形壁表面凸出，它們與上述葉輪在葉片入口邊處的外周邊相對(duì)立，其中在上述葉輪入口處附近子午面上每個(gè)葉片的高度設(shè)成低于上述葉輪出口邊附近子午面上每個(gè)葉片的高度，并且這些葉片的高度對(duì)應(yīng)于槽部分的高度確定。
8．一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的開放型葉輪；帶有被其限定的流體流表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣；設(shè)置在上述葉輪的流體流表面上的多個(gè)槽，與上述葉輪的葉片入口邊處的外周邊部分相對(duì)立，用于連接上述葉輪的入口邊和上述機(jī)匣的流體流表面上的上述葉輪葉片在周邊上的駐留區(qū)，其中在離開泵的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的徑向遠(yuǎn)處，有凸部限定的氣流通道的形狀設(shè)成使它大于上述槽的下游側(cè)并延伸入上游側(cè)的在機(jī)匣中限定的氣流通道的形狀；葉輪的葉尖部分是設(shè)成在上述槽和上述機(jī)匣之間有大致恒定的空隙；以及在上述槽的末端附近的上述葉輪的每個(gè)葉片的高度高于下游側(cè)葉片的高度。
9．一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片及覆環(huán)的封閉型葉輪；帶有內(nèi)壁及具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣，上述葉輪設(shè)成在其入口附近沒有覆環(huán)的開放型；以及在上述機(jī)匣的內(nèi)壁上沿壓力梯度方向設(shè)的多個(gè)槽，與上述葉輪入口附近沒有覆環(huán)的部分在周邊上相對(duì)立，其中在入口側(cè)上述每個(gè)槽的開始端位于比上述葉輪的葉尖入口邊更上游一側(cè)，而上述每個(gè)槽的末端位于比上述葉輪的葉尖出口邊更下游一側(cè)。
10．一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片及覆環(huán)的封閉型葉輪；帶有被其限定的流體流表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣，而上述葉輪設(shè)成在其入口處附近沒有覆環(huán)的開放型；以及在上述機(jī)匣的氣流表面上設(shè)的大量的淺槽，它們與上述葉輪在葉片入口邊處的外周邊部分相對(duì)立以及深度等于或大于5mm，用于連接上述葉輪入口邊流體在流速低時(shí)產(chǎn)生渦流的部位和上述機(jī)匣的氣流表面上的上述葉輪的葉片沿流體的壓力梯度方向駐留在其周邊的驅(qū)留區(qū)，其中上述每個(gè)槽下游側(cè)的末端位置設(shè)置成使在所需壓力下獲得的流體能抑制每個(gè)上述槽在上游側(cè)末端位置的主流體流入口的渦流的產(chǎn)生，從而消除上述渦輪機(jī)的壓頭--流率性能曲線中在右邊上升的特性；以及每個(gè)上述槽是設(shè)成使它的高度等于或高于與其鄰接的上述機(jī)匣的流體流表面的高度，和與槽部分相對(duì)的上述葉輪在其葉片入口邊的外周邊部分設(shè)成使它的高度在對(duì)應(yīng)于槽的部分較低。
11．按照權(quán)利要求10或11所述的渦輪機(jī)，其特征在于還具有位于上述葉輪的覆環(huán)的最小徑向部分和上述機(jī)匣之間的密封用的軸向密封部分，所述的軸向密封部分具有唇環(huán)部分和機(jī)匣環(huán)部分。
12．一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的葉輪；帶有被其限定的流體流表面和具有上述葉輪位于其中的機(jī)匣；以及在上述機(jī)匣的流體流表面上設(shè)置的多個(gè)槽，它們與上述葉輪在其葉片入口邊的外周邊部分相對(duì)，用于連接上述葉輪的入口邊和上述機(jī)匣的流體流表面上的上述葉輪葉片在周邊上的驅(qū)留區(qū)，其中每個(gè)上述槽的下游邊的末端位置位于使在所需壓力下獲得的流體能抑制每個(gè)上述槽在上游邊末端位置的主流體流入口的渦流的產(chǎn)生，從而消除上述渦輪機(jī)的壓頭--流率性能曲線中在右邊部分上升的特性；以及帶有上述槽的上述機(jī)匣的一部分設(shè)計(jì)成與上述機(jī)匣其他部分是分開的。
13．按照權(quán)利要求12所述的渦輪機(jī)，其特征在于上述機(jī)匣設(shè)計(jì)成帶有多個(gè)機(jī)匣襯套，在軸向上它們是分離的，以及在機(jī)匣內(nèi)表面上形成的上述槽與上述葉輪葉片的入口邊處的外周邊部分相對(duì)立。
14．按照權(quán)利要求12所述的渦輪機(jī)，其特征在于上述機(jī)匣帶有上述槽的部分是設(shè)成與上述機(jī)匣的在徑向上分開的其他部分是分開的，并可組裝在一起。
15．按照權(quán)利要求5至14中任何一項(xiàng)所述的渦輪機(jī)，其特征在于上述槽制成沿著在其開始端從泵軸至上述葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向傾斜的方向。
16．一種渦輪機(jī)，它具有帶有多個(gè)葉片的葉輪；帶有被其限定的氣流表面和上述葉輪位于其中的機(jī)匣；以及在上述機(jī)匣的流體流表面上設(shè)置的多個(gè)槽，用于連接上述葉輪的入口側(cè)和上述機(jī)匣的內(nèi)表面上的上述葉輪葉片在周邊上的駐留區(qū)，其中可按下列公式獲得確定上述槽形狀的指數(shù)JE NO．=WR×VR×WDR×DLDR式中，WR(寬度比)，它是槽的總寬度W除以機(jī)匣的周邊長度得出的；VR(體積比)，它是槽的總體積除以上述葉輪的體積得出的；WDR(寬-深比)，它是上述槽的寬度W除以上述槽的深度D獲得的；以及DLDR，它是在低于葉輪入口處流體流中上述槽的長度與上述槽的深度比，以及上述槽這樣形成，使指數(shù)JE NO．處于0．3至0．5范圍。
17．按照權(quán)利要求16所述的渦輪機(jī)，其特征在于上述槽這樣形成，使指數(shù)JE NO．處于0．15至0．2范圍。
18．一種泵站，用于把抽吸側(cè)的流體壓頭升高至排放側(cè)的壓頭，包括帶葉輪和上述葉輪位于其中的機(jī)匣的泵，用以泵升起在抽吸側(cè)的流體；由上述泵送流體至排放側(cè)的連接通道；驅(qū)動(dòng)上述泵的葉輪用的驅(qū)動(dòng)裝置；以及控制上述泵的上述葉輪轉(zhuǎn)速的控制裝置，而上述泵是按照權(quán)利要求1所述的泵。
19．按照權(quán)利要求18所述的泵站，其特征在于假設(shè)上述泵站使用的上述泵的轉(zhuǎn)速為N(rpm)，總壓頭H(m)及排放流率Q(m3／min)，當(dāng)取決于抽吸的水平高度和排放水平的高度的靜態(tài)壓頭等于或大于特定點(diǎn)的壓頭的50％時(shí)，則比速度Ns是約1，000至1，500，以及比速度Ns可作為指示泵性能的指數(shù)按下列公式計(jì)算Ns=n×Q0．5／H0．75，
20．按照權(quán)利要求18所述的泵站，其特征在于在泵的驅(qū)動(dòng)裝置具有減速齒輪，流體連接器和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情形下上述驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速控制在相對(duì)于參考轉(zhuǎn)速的60％至100％范圍內(nèi)。
21．按照權(quán)利要求18所述的泵站，其特征在于在泵的驅(qū)動(dòng)裝置具有減速齒輪，流體連接器和燃?xì)鉁u輪的情形下，上述驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速控制在相對(duì)于參考轉(zhuǎn)速的60％至100％范圍內(nèi)。
22．按照權(quán)利要求18所述的泵站，其特征在于在泵的驅(qū)動(dòng)裝置具有電動(dòng)機(jī)，用反相器控制轉(zhuǎn)速的情形下，上述驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速控制在相對(duì)于參考轉(zhuǎn)速的0％至100％范圍內(nèi)。
全文摘要
一種渦輪機(jī),它具有:帶有多個(gè)葉片的葉輪;帶有被其限定的流體流表面的機(jī)匣,葉輪位于其中;多個(gè)槽設(shè)置在機(jī)匣的流體流表面上,用以連接上述葉輪的入口邊和機(jī)匣的氣流表面上的上述葉輪葉片在周邊上的駐留區(qū),確定槽形狀的指數(shù)可按下列公式計(jì)算;JE NO.=WR×VR×WDR×DLDR式中WR(厚度比)是槽的總寬度W除以機(jī)匣的周邊長度得出的;VR(體積比)是各槽的總體積除以上述葉輪的體積得出的;WDR(寬－深比)是上述槽的寬度W除從上述槽的深度D得出的;以及DLDR是在低于葉輪入口處氣流中上述槽的長度與上述槽的深度比,以及上述槽這樣形成,使指數(shù)JE NO.處于0.3至0.5范圍。
文檔編號(hào)F04D29/66GK1281953SQ0012038
公開日2001年1月31日 申請(qǐng)日期2000年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月15日
發(fā)明者黑川淳一, 木村仁治, 岡村共由, 長原孝英, 須藤純男 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所, 黑川淳一