CN101979865B - 杠杆式水轮机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了杠杆式水轮机，它包括转轴(9)、配装在转轴上水轮和传动轮(10)，所述水轮由两块圆盘形的侧向挡水板(1)和位于侧向挡水板之间的圆筒形挡水板(7)形成，所述水轮形成有圆环槽，在圆环槽内间隔设置有横向挡水板(2)，所述横向挡水板呈拆弯形，所述横向挡水板的短边与圆筒形挡水板相连，横向挡水板的长边两侧与侧向挡水板相连，所述横向挡水板之间形成水斗(13)，在水斗内设置有呈拆弯形的内挡水板(4)，所述内挡水板将水斗分成两个外部均具有进水口(12)、中间具有缩颈(6)、内部具有相通流道口(3)的壶状内放斗(5)。本发明可以提高水斗存水量，及时排出空气击波，增大水在水斗中的活动空间，延长了水在水斗中的存留时间，实现杠杆功能，二是可加快水斗存放水速度，提高水源利用率，提高水轮机发电效率。

Description

杠杆式水轮机

技术领域

本发明涉及水力发电机，尤其是涉及一种杠杆式水轮机。

背景技术

众所周知，水力发电不仅具有发电成本低，投资规模较小，见效快，而且不污染环境等特点。目前水轮机发电的运行方式有：利用水流压能和动能的混流式、轴流式、斜流式和贯流式的反击式水轮机和利用水流动能的水斗式、斜击式和双击式的冲击式水轮机，其中在我国应用比较普遍的水轮机主要有轴流式、混流式和水斗式，它们都各自具有优势、使用特点和不足：混流式水轮机适用水头高、流量小的水电站；轴流式水轮机适用水头较低、流量较大且变化不大的水电站；而水斗式水轮机具有结构简单、制造安装方便，制造成本低的特点且适用较高水头、小流量且变化不大的水电站使用。但现有水斗式水轮机由于水轮大和水斗结构呈外大内小的原因，一是不太适用较低水头使用，二是一亘负载阻力增大或水流突然增多，就会产生水气同流、形成空气击波，迫使水流向四周扩散，导致水斗存水量减少，无法实现杠杆功能，造成水源利用率低，影响水轮机发电效率。

发明内容

针对上述水斗式水轮机存在的问题，本发明提出了一种不仅适用流量变化大、低水头，且水源利用率高、发电效率高的杠杆式水轮机。

本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：所述杠杆式水轮机包括转轴、配装在转轴上水轮和传动轮，所述水轮包括两块圆盘形的侧向挡水板和位于侧向挡水板之间的圆筒形挡水板，所述水轮形成有圆环槽，在圆环槽内间隔设置有横向挡水板，所述横向挡水板呈折弯形，横向挡水板一端与圆筒形挡水板相连，横向挡水板的另一端两侧与侧向挡水板相连，横向挡水板与圆筒形挡水板和侧向挡水板之间形成水斗，在水斗内设置有呈拆弯形的内挡水板，内挡水板将水斗分成两个外部均具有进水口、中间具有缩颈、内部具有相通流道口的壶状内放斗。

在水轮机运行中，水从水槽流到水斗使水轮旋转，水斗通过冲击区，由于水斗位置在高，内放斗中的流道口位置在低，水通过流道口又流入内放斗进行分流排放，从而加快了空气从分水斗向外有序扩散，当空气向外扩散时，水斗内已贮满水，成功排除空气击波，水斗旋转离开冲击区进入存放区，水斗存在有循环重力区，在重力区水重量作用下，可加快水轮的旋转速度，使水轮旋转至散水区而快速排水，从而实现水气快速分离。

本发明通过改变水斗结构，将水斗分成两个外部均具有进水口、中间具有缩颈、内部具有相通流道口的壶状内放斗，一是可以提高水斗存水量，加大水斗正面受水冲击力，增大水气在水斗中的活动空间，延长了水气在水斗中的存留时间，使水轮机能实现水气同流、水气同载和水气分开，在水流量变化大、低水头、负载阻力增大的平流状态下，可以实现杠杆功能，提高作功效果3倍以上；二是可加快水斗存放水速度，及时排出空气击波，水源利用率可达到90％以上，从而提高了发电效率，同时本发明不需要筑坝建立库水，水资源和地理位置要求局限性小，可实现平流发明，建设投资旨骼低。

附图说明

图1是本发明的轴向结构示意图，

图2是图1的A-A剖视结构示意图。

在图中，1、侧向挡水板  2、横向挡水板  3、流道口  4、内挡水板  5、内放斗  6、缩颈  7、圆筒形挡水板  8、轴承座  9、转轴  10、传动轮  11、引水槽  12、进水口  13、水斗

具体实施方式

在图1和图2中，所述杠杆式水轮机直径为1.8米，空宽为0.8米，额定转速为30转/分钟，额定水流量为0.08m3/秒，输出额定电压为400V，功度为15KW。本发明包括转轴9、配装在转轴上水轮和传动轮10，所述转轴两端设置在轴承座8上，所述水轮由两块圆盘形的侧向挡水板1和位于侧向挡水板之间的圆筒形挡水板7形成，所述水轮形成有呈U形的圆环槽，在圆环槽内均匀间隔设置有八块横向挡水板，从垂直位置逆向数起第一块至第二块横向挡水板之间为冲击区，第二块至第四块机横向挡水板之间为存水循环重力区，第四块至第五块之间为放水区，所述横向挡水板呈L形(90度拆弯)的拆弯，也可以是小于90度的拆弯形，所述横向挡水板的短边一端与圆筒形挡水板固定相连，横向挡水板的长边一端两侧与侧向挡水板固定相连，两块横向挡水板2与两侧向挡水板1、圆筒形挡水板7形成一个水斗13，在水斗13内均设置有呈L拆弯形的内挡水板4，所述内挡板倾斜设置，所述内挡水板短边与圆筒形挡水板相离，使内挡水板短边与圆筒形挡水板之间形成有流道口3，内挡水板两侧与侧向挡水板固定相连，使水斗变成两个口小内大且容积相同或相近的壶状内放斗5，即每个内放斗外部均具有一个进水口12、中间具有一处缩颈6、内部具有相通流道口3。为了使水不向外扩散，所述侧向挡水板高出横向挡水板。水从引水槽11流向水轮进入水冲击区的内放斗中，水斗中的空气通过流道口从另一个内放斗中迅速扩散排出，使水和气不产生击波，同时增大了水在水斗中的流动性，形成杠杆功能，水轮在水的动能和重量作用下绕转轴逆时针旋转，通过传动轮带动增速器使发电机发电。

Claims (2)

1.杠杆式水轮机，它包括转轴(9)、配装在转轴上水轮和传动轮(10)，所述水轮包括两块圆盘形的侧向挡水板(1)和位于侧向挡水板之间的圆筒形挡水板(7)，所述水轮形成有圆环槽，在圆环槽内间隔设置有横向挡水板(2)，其特征是：所述横向挡水板呈拆弯形，所述横向挡水板一端与圆筒形挡水板相连，横向挡水板另一端两侧与侧向挡水板相连，所述横向挡水板与圆筒形挡水板和侧向挡水板之间形成水斗(13)，在水斗内设置有呈拆弯形的内挡水板(4)，所述内挡水板将水斗分成两个外部均具有进水口(12)、中间具有缩颈(6)、内部具有相通流道口(3)的壶状内放斗(5)。

2.根据权利要求1所述的杠杆式水轮机，其特征是：所述侧向挡水板(1)高出横向挡水板(2)。