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一種水輪機(jī)的制作方法

文檔序號(hào):10763943閱讀:748來(lái)源:國(guó)知局
一種水輪機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種水輪機(jī),包括機(jī)殼和轉(zhuǎn)輪,轉(zhuǎn)輪通過轉(zhuǎn)軸水平安裝在機(jī)殼中,轉(zhuǎn)輪由若干個(gè)輪葉組成,輪葉為橫截面呈“7”字型結(jié)構(gòu)且輪葉橫截面的豎直邊和水平邊均為圓弧結(jié)構(gòu);機(jī)殼的側(cè)壁上固定有至少兩個(gè)噴嘴,每個(gè)噴嘴均與一個(gè)加壓裝置連接,每個(gè)噴嘴上均設(shè)有水流調(diào)節(jié)環(huán);噴嘴位于輪葉的上方,噴嘴位于靠近輪葉的自由端的端頭處,且噴嘴的中軸線與輪葉的橫截面的水平邊相交。本實(shí)用新型通過設(shè)置新型的輪葉結(jié)構(gòu)和設(shè)置至少兩個(gè)噴嘴,使得噴嘴中的水流對(duì)輪葉的沖擊力更大,使得水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速更快,提高了水輪機(jī)的發(fā)電效率;本實(shí)用新型能夠通過水流調(diào)節(jié)環(huán)和加壓裝置控制水輪機(jī)的出力,使得水輪機(jī)的出力與外界用電負(fù)荷相平衡。
【專利說(shuō)明】
_種水輪機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水利發(fā)電領(lǐng)域,尤其是一種水輪機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源的緊缺和環(huán)保意識(shí)的提高,目前火力發(fā)電能源消耗多,對(duì)環(huán)境造成的污染大,導(dǎo)致現(xiàn)在火力發(fā)電受到限制,因此水利發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電和生物質(zhì)能發(fā)電這種能源可以循環(huán)利用、對(duì)環(huán)境沒有污染的發(fā)電方式成為發(fā)展的方向,但是由于風(fēng)能發(fā)電和生物質(zhì)能發(fā)電的發(fā)電效率低使得發(fā)展的速度受到限制,水利發(fā)電的發(fā)展越來(lái)越迅速。
[0003]其中水輪機(jī)是水利發(fā)電的主要設(shè)備之一,但是現(xiàn)在水輪機(jī)中還存在著一些不足:比如,由于噴頭噴出的水流對(duì)輪葉的沖擊力不夠,水輪機(jī)對(duì)水流的動(dòng)能利用率低,因此使得水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速較小,導(dǎo)致水輪機(jī)的發(fā)電效率較低;另外,每個(gè)季節(jié)的水流量有較大的差距,并且現(xiàn)在無(wú)法有效的控制水輪機(jī)的出力,因此經(jīng)常導(dǎo)致水輪機(jī)的出力與外界的用電負(fù)荷不平衡。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題,本實(shí)用新型提出了一種水輪機(jī),本實(shí)用新型解決了水流對(duì)輪葉沖擊力小、水輪機(jī)對(duì)水流的動(dòng)能利用率低以及水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的出力與外界的用電負(fù)荷不平衡等技術(shù)問題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種水輪機(jī),包括機(jī)殼和轉(zhuǎn)輪,所述轉(zhuǎn)輪通過轉(zhuǎn)軸水平安裝在機(jī)殼中,所述轉(zhuǎn)輪由若干個(gè)輪葉組成,所述輪葉為橫截面呈“7”字型結(jié)構(gòu)且輪葉橫截面的豎直邊和水平邊均為圓弧結(jié)構(gòu);所述機(jī)殼的側(cè)壁上固定有至少兩個(gè)噴嘴,每個(gè)噴嘴均與一個(gè)加壓裝置連接,每個(gè)噴嘴上均設(shè)有水流調(diào)節(jié)環(huán),所述噴嘴位于輪葉的上方,所述噴嘴位于靠近輪葉的自由端的端頭處,且噴嘴的中軸線與輪葉的橫截面的水平邊相交;輪葉橫截面的豎直邊中點(diǎn)處的切線與輪葉橫截面的水平邊中點(diǎn)處的切線夾角在50-60°之間。
[0006]進(jìn)一步地,所述輪葉橫截面的豎直邊中點(diǎn)處的切線與轉(zhuǎn)軸軸線的夾角在40-45°之間。
[0007]進(jìn)一步地,輪葉橫截面的豎直邊中點(diǎn)處的切線與輪葉橫截面的水平邊中點(diǎn)處的切線夾角在50-60°之間;輪葉橫截面的豎直邊弧長(zhǎng)為輪葉橫截面的水平邊弧長(zhǎng)的3-5倍。
[0008]進(jìn)一步地,所述機(jī)殼的側(cè)壁上固定有四個(gè)噴嘴,四個(gè)噴嘴均勻的固定在機(jī)殼上。
[0009]進(jìn)一步地,所述轉(zhuǎn)軸為空心轉(zhuǎn)軸。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果是:
[0011]①本實(shí)用新型通過設(shè)置四個(gè)噴嘴,并且每個(gè)噴嘴均與一個(gè)加壓裝置連接,加壓裝置可以對(duì)噴嘴中的水流進(jìn)行加壓,并且可以讓幾個(gè)噴嘴同時(shí)工作,增加水流對(duì)葉片的沖擊力;使得水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速加快,可以提高水輪機(jī)的發(fā)電效率;并且輪葉設(shè)計(jì)成橫截面呈“7”字型的弧形結(jié)構(gòu),使得噴嘴中的水流首先對(duì)輪葉的水平邊的外側(cè)沖擊,然后水流運(yùn)動(dòng)到下一輪葉水平邊內(nèi)側(cè)沖擊,然后水流再運(yùn)動(dòng)到輪葉豎直邊的內(nèi)側(cè),這樣使得水流可以對(duì)葉片進(jìn)行多次沖擊,因此這樣設(shè)計(jì)輪葉的結(jié)構(gòu),使得水輪機(jī)對(duì)水流動(dòng)能的利用效率提高,在提高水輪機(jī)工作效率的同時(shí),還節(jié)約了能源。
[0012]②本實(shí)用新型中設(shè)置四個(gè)噴嘴,每個(gè)噴嘴與一個(gè)加壓裝置連接,每個(gè)噴嘴處還設(shè)有水流調(diào)節(jié)環(huán),因此本實(shí)用新型可以根據(jù)外界用電的負(fù)荷以及儲(chǔ)存水量對(duì)噴嘴進(jìn)行調(diào)節(jié),對(duì)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)有效的調(diào)節(jié),因此可以有效調(diào)節(jié)水輪機(jī)的出力,從而達(dá)到水輪的出力與外界用電負(fù)荷相平衡的目的,使得在能夠滿足外界的用電要求的同時(shí),更加合理的調(diào)整水輪機(jī)的工作狀態(tài)。
[0013]③本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)軸設(shè)為空心的結(jié)構(gòu),這樣使得轉(zhuǎn)軸在水中受到自身的浮力,減少了輪葉和轉(zhuǎn)軸的摩擦,有效的提高的水輪機(jī)的工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型機(jī)殼的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型水流在輪葉上的運(yùn)動(dòng)示意圖。
[0017]圖4為輪葉的截面示意圖。
[0018]圖5輪葉橫截面的豎直邊中點(diǎn)處的切線與水平邊的中點(diǎn)處的切線的角度示意圖。
[0019]圖6為輪葉橫截面豎直邊中點(diǎn)處的切線與轉(zhuǎn)軸中軸線的角度示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]參照附圖1、2、3、4,本實(shí)用新型包括機(jī)殼8和轉(zhuǎn)輪I,轉(zhuǎn)輪I通過轉(zhuǎn)軸2水平安裝在機(jī)殼8中,轉(zhuǎn)輪I由若干個(gè)輪葉3組成,輪葉3為橫截面呈“7”字型結(jié)構(gòu)且輪葉橫截面的豎直邊和水平邊均為圓弧結(jié)構(gòu);機(jī)殼8的側(cè)壁上固定有至少兩個(gè)噴嘴4,每個(gè)噴嘴4均與一個(gè)加壓裝置連接,加壓裝置可以根據(jù)外界用電負(fù)荷的需求調(diào)節(jié)每個(gè)噴嘴4中水流的壓力;每個(gè)噴嘴4上均設(shè)有水流調(diào)節(jié)環(huán)5,水流調(diào)節(jié)環(huán)5用于對(duì)每個(gè)噴嘴4的水流量進(jìn)行調(diào)節(jié);噴嘴4位于輪葉3的上方,噴嘴4位于靠近輪葉3的自由端的端頭處,且噴嘴4的中軸線與輪葉3的橫截面的水平邊7相交;輪葉3橫截面的豎直邊6中點(diǎn)處的切線與輪葉3橫截面的水平邊7中點(diǎn)處的切線夾角在45-75°之間;這樣使得噴嘴4中的水流首先對(duì)輪葉3的水平邊的外側(cè)沖擊,然后水流運(yùn)動(dòng)到下一輪葉3水平邊內(nèi)側(cè)沖擊,然后水流再運(yùn)動(dòng)到輪葉3豎直邊的內(nèi)側(cè),這樣使得水流可以對(duì)葉片進(jìn)行多次沖擊,因此這樣設(shè)計(jì)輪葉3的結(jié)構(gòu),使得水輪機(jī)對(duì)水流動(dòng)能的利用效率提高,在提高水輪機(jī)工作效率的同時(shí),還節(jié)約了能源。
[0022]參照附圖6,輪葉3橫截面的豎直邊6中點(diǎn)處的切線與轉(zhuǎn)軸2軸線的夾角在40-45°之間;這樣安裝輪葉3使得輪葉3能夠與水流保持最大的接觸面,使得水流對(duì)輪葉3進(jìn)行多次沖擊的效果更好,使得輪葉3對(duì)水流的動(dòng)能利用率更高,也明顯提高的水輪機(jī)的工作效率。
[0023]參照附圖5,輪葉3橫截面的豎直邊6中點(diǎn)處的切線與輪葉3橫截面的水平邊7中點(diǎn)處的切線夾角在50-60°之間;輪葉3橫截面的豎直邊6弧長(zhǎng)為輪葉橫截面的水平邊7弧長(zhǎng)的3-5倍;這樣設(shè)置輪葉3的結(jié)構(gòu)是在保證輪葉3穩(wěn)定性能的基礎(chǔ)上,使得水流對(duì)輪葉3沖擊力更大,提高水輪機(jī)的工作效率。
[0024]參照附圖2,機(jī)殼8的側(cè)壁上固定有四個(gè)噴嘴4,四個(gè)噴嘴4均勻的固定在機(jī)殼8上;當(dāng)外界用電負(fù)荷小的時(shí)候,只需要通過水流調(diào)節(jié)環(huán)5打開一個(gè)噴嘴4,可以通過調(diào)節(jié)噴嘴4的水流量和噴嘴4加壓的大小,來(lái)實(shí)現(xiàn)外界用電負(fù)荷較小時(shí),水輪機(jī)的出力與外界用電負(fù)荷相平衡的目的;當(dāng)外界用電負(fù)荷增加時(shí),可以打開兩個(gè)位置對(duì)稱的兩個(gè)噴嘴4,這樣是使得兩個(gè)對(duì)稱位置的噴嘴4對(duì)輪葉進(jìn)行沖擊時(shí),避免輪葉3受到兩邊的沖擊力不平衡,容易造成輪葉3磨損或者造成輪葉3與轉(zhuǎn)軸的摩擦增大,使得水輪機(jī)的工作效率降低;當(dāng)外界用電負(fù)荷達(dá)到高峰,通過水流調(diào)節(jié)環(huán)5打開四個(gè)噴嘴4同時(shí)工作,保持四個(gè)噴嘴4水流的壓力和水流量都一直,這樣使得水輪機(jī)的工作狀態(tài)更加穩(wěn)定,輪葉3不易損壞。
[0025]轉(zhuǎn)軸2為空心轉(zhuǎn)軸;這樣使得轉(zhuǎn)軸2在水中受到較大的浮力,減少了輪葉3和轉(zhuǎn)軸2的摩擦,有效的提高的水輪機(jī)的工作效率。
[0026]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水輪機(jī),包括機(jī)殼和轉(zhuǎn)輪,所述轉(zhuǎn)輪通過轉(zhuǎn)軸水平安裝在機(jī)殼中,其特征在于:所述轉(zhuǎn)輪由若干個(gè)輪葉組成,所述輪葉為橫截面呈“7”字型結(jié)構(gòu)且輪葉橫截面的豎直邊和水平邊均為圓弧結(jié)構(gòu);所述機(jī)殼的側(cè)壁上固定有至少兩個(gè)噴嘴,每個(gè)噴嘴均與一個(gè)加壓裝置連接,每個(gè)噴嘴上均設(shè)有水流調(diào)節(jié)環(huán);所述噴嘴位于輪葉的上方,所述噴嘴位于靠近輪葉的自由端的端頭處,且噴嘴的中軸線與輪葉的橫截面的水平邊相交;所述輪葉橫截面的豎直邊中點(diǎn)處的切線與輪葉橫截面的水平邊中點(diǎn)處的切線夾角在50-60°之間。2.如權(quán)利要求1所述的一種水輪機(jī),其特征在于:所述輪葉橫截面的豎直邊中點(diǎn)處的切線與轉(zhuǎn)軸軸線的夾角在40-45°之間。3.如權(quán)利要求1所述的一種水輪機(jī),其特征在于:輪葉橫截面的豎直邊中點(diǎn)處的切線與輪葉橫截面的水平邊中點(diǎn)處的切線夾角在50-60°之間;輪葉橫截面的豎直邊弧長(zhǎng)為輪葉橫截面的水平邊弧長(zhǎng)的3-5倍。4.如權(quán)利要求1所述的一種水輪機(jī),其特征在于:所述機(jī)殼的側(cè)壁上固定有四個(gè)噴嘴,四個(gè)噴嘴均勻的固定在機(jī)殼上。5.如權(quán)利要求1所述的一種水輪機(jī),其特征在于:所述轉(zhuǎn)軸為空心轉(zhuǎn)軸。
【文檔編號(hào)】F03B1/04GK205445871SQ201620246161
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】伏虹潤(rùn)
【申請(qǐng)人】重慶鼎泰能源(集團(tuán))有限公司
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