CN105697217A - 一种水轮发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种水轮发电机，包括有增压装置、调压装置和水轮发电机主体，所述增压装置、调压装置和水轮发电机主体依次连接，所述增压装置包括有蓄水箱、加压器、高压水箱和阀门，所述蓄水箱、加压器、高压水箱和阀门依次连接，所述调压装置内部设置有调水板、挡水板、弹性机构和偏心轮，所述调水板与弹性机构连接，所述调水板与偏心轮相贴设置，所述偏心轮上设置有外置的调节手柄，所述水轮发电机主体包括有外壳；该水轮发电机设计简单、工作效率高和能自动调整叶片角度。

Description

一种水轮发电机
技术领域
本发明涉及一种水轮发电机。
背景技术
水轮发电机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，其包括依次连接的储水箱、高压水箱、涡轮装置和排水装置，其中高压水箱的出水口与涡轮装置的进水口连通，涡轮装置的出水口与排水装置的进口连通，涡轮装置包括外壳、转轴、设置于外壳内部的涡轮叶片和设置于外壳外部的飞轮，多个涡轮叶片沿着转轴的周向均匀分布，飞轮与多个涡轮叶片同轴设置。现有技术中，涡轮装置的涡轮叶片的两个侧面均为平滑的曲面，即涡轮叶片沿着平行于转轴轴线的面剖切的得到的图形为平滑曲线或者直线，如此设置水流与多个涡轮叶片接触且冲击多个涡轮叶片时，大部分水流会涌向涡轮叶片的与转轴的连接端，如此大部分水流的力矩较小，水流对涡轮叶片冲击力变小，导致多个涡轮叶片的转速较小。
目前，共知的传统水轮发电机无论是冲击式、反击式、斜击式、溅开螺旋式、倒叶式，当水流冲击叶片后叶片带动主轴转动，所有这些水轮发电机转轮阻叶片都不能够根据水流和自身相对位置自动调整叶片的角度，造成了能量的大量损失和资源浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种设计简单、工作效率高和能自动调整叶片角度的水轮发电机。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种水轮发电机，包括有增压装置、调压装置和水轮发电机主体，所述增压装置、调压装置和水轮发电机主体依次连接，所述增压装置包括有蓄水箱、加压器、高压水箱和阀门，所述蓄水箱、加压器、高压水箱和阀门依次连接，所述调压装置内部设置有调水板、挡水板、弹性机构和偏心轮，所述调水板与弹性机构连接，所述调水板与偏心轮相贴设置，所述偏心轮上设置有外置的调节手柄，所述水轮发电机主体包括有外壳，所述外壳中部设置有主轴，所述主轴上设置有一个以上的叶片，所述叶片与主轴连接处设置有扭簧，所述外壳上设置有进水口和出水口，所述叶片由按重量份数配比的高岭土20‐22份、贝壳粉16‐20份、硅藻土12‐18份、旧石膏板20‐22份、碳酸钙12‐16份、硫酸钙16‐18份、硼砂16‐18份、镁砂14‐20份、碳化硅12‐16份、碳16‐20份、铝8‐14份、铜8‐12份和水18‐20份组成。
进一步的，所述外壳为不锈钢壳体，防止外壳因长期接触水和氧气而生锈。
进一步的，所述偏心轮上设置有无线接收器，可以通过无线连接外部设备，以达到远程控制的功能。
进一步的，所述蓄水箱与加压器连接处设置有过滤网，过滤掉水中的微粒，防止微粒损坏设备。
进一步的，所述挡水板与调压装置为一体化设置，使设备更加稳固，保证设备的正常运行。
叶片的制造方法，包括有以下步骤：
1)将旧石膏板20‐22份送入气流粉碎机粉碎成粉末，加入水18‐20份和高岭土20‐22份，搅拌均匀，然后制作成半径为4‐6mm的生料球，备用；
2)将步骤1)中制得的生料球送入300‐350℃的干燥机中干燥，持续3‐4小时，再送入1000‐1200℃的焙烧机中焙烧，持续30‐40min，得到主料陶粒，备用；
3)将镁砂14‐20份和碳化硅12‐16份放入搅拌机中进行强力搅拌，搅拌均匀，再送入300‐350℃的干燥窑中干燥，持续30‐60min，备用；
4)将硅藻土12‐18份送入粉碎罐中，采用物理的方法，通入高压气体、通过气流的作用，硅藻土在粉碎灌中进行撞击，进行粉碎，备用；
5)将步骤4)中硅藻土粉末送入负离子搅拌器中，负离子搅拌器中释放正离子，硅藻土释放负离子，通过正负离子之间的吸附作用，形成硅藻泥，备用；
6)将碳16‐20份、铝8‐14份和铜8‐12份送入熔融机中，制得液态原料，备用；
7)将贝壳粉16‐20份、碳酸钙12‐16份、硫酸钙16‐18份和硼砂16‐18份送入搅拌机中搅拌均匀，备用；
8)将步骤2)、步骤3)、步骤5)、步骤6)和步骤7)制得的原料混合，放入1200‐1300℃熔融炉中加热20‐30min，再注入模中浇注养护36小时脱模，再常温养护一周，即可制得水轮发电机的叶片。
本发明的有益效果为：该水轮发电机设计简单，通过在储水箱和高压水箱之间增加了加压器，故储水箱中的水经加压器加压后进入高压水箱，使得高压水箱中的水的压力大大增加，提高了工作效率；通过设置有调压装置，实现了水轮发电机水压可调的功能；主轴与叶片连接处设置有扭簧，扭簧会根据水流和相对位置的变化从而对叶片自动调整，为设备产生最大利益效率，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明一种水轮发电机的结构示意图。
具体实施方式
实施例一：
参照图1所示，一种水轮发电机，包括有增压装置1、调压装置2和水轮发电机主体3，所述增压装置1、调压装置2和水轮发电机主体3依次连接，所述增压装置包括有蓄水箱4、加压器5、高压水箱6和阀门7，所述蓄水箱4、加压器5、高压水箱6和阀门7依次连接，所述调压装置2内部设置有调水板8、挡水板9、弹性机构11和偏心轮10，所述调水板8与弹性机构11连接，所述调水板8与偏心轮10相贴设置，所述偏心轮10上设置有外置的调节手柄(未图示)，所述水轮发电机主体3包括有外壳14，所述外壳14中部设置有主轴15，所述主轴15上设置有一个以上的叶片16，所述叶片16与主轴15连接处设置有扭簧17，所述外壳14上设置有进水口12和出水口13。
所述外壳14为不锈钢壳体，防止外壳14因长期接触水和氧气而生锈。
所述偏心轮10上设置有无线接收器(未图示)，可以通过无线连接外部设备，以达到远程控制的功能。
所述蓄水箱4与加压器5连接处设置有过滤网(未图示)，过滤掉水中的微粒，防止微粒损坏设备。
所述挡水板9与调压装置2为一体化设置，使设备更加稳固，保证设备的正常运行。
叶片的制造方法：
1)将旧石膏板20份送入气流粉碎机粉碎成粉末，加入水18份和高岭土20份，搅拌均匀，然后制作成半径为4mm的生料球，备用；
2)将步骤1)中制得的生料球送入300℃的干燥机中干燥，持续3小时，再送入1000℃的焙烧机中焙烧，持续30min，得到主料陶粒，备用；
3)将镁砂14份和碳化硅12份放入搅拌机中进行强力搅拌，搅拌均匀，再送入300℃的干燥窑中干燥，持续30min，备用；
4)将硅藻土12份送入粉碎罐中，采用物理的方法，通入高压气体、通过气流的作用，硅藻土在粉碎灌中进行撞击，进行粉碎，备用；
5)将步骤4)中硅藻土粉末送入负离子搅拌器中，负离子搅拌器中释放正离子，硅藻土释放负离子，通过正负离子之间的吸附作用，形成硅藻泥，备用；
6)将碳16份、铝8份和铜8份送入熔融机中，制得液态原料，备用；
7)将贝壳粉16份、碳酸钙12份、硫酸钙16份和硼砂16份送入搅拌机中搅拌均匀，备用；
8)将步骤2)、步骤3)、步骤5)、步骤6)和步骤7)制得的原料混合，放入1200℃熔融炉中加热20min，再注入模中浇注养护36小时脱模，再常温养护一周，即可制得水轮发电机的叶片。
实施例二：
参照图1所示，一种水轮发电机，包括有增压装置1、调压装置2和水轮发电机主体3，所述增压装置1、调压装置2和水轮发电机主体3依次连接，所述增压装置包括有蓄水箱4、加压器5、高压水箱6和阀门7，所述蓄水箱4、加压器5、高压水箱6和阀门7依次连接，所述调压装置2内部设置有调水板8、挡水板9、弹性机构11和偏心轮10，所述调水板8与弹性机构11连接，所述调水板8与偏心轮10相贴设置，所述偏心轮10上设置有外置的调节手柄(未图示)，所述水轮发电机主体3包括有外壳14，所述外壳14中部设置有主轴15，所述主轴15上设置有一个以上的叶片16，所述叶片16与主轴15连接处设置有扭簧17，所述外壳14上设置有进水口12和出水口13。
所述外壳14为不锈钢壳体，防止外壳14因长期接触水和氧气而生锈。
所述偏心轮10上设置有无线接收器(未图示)，可以通过无线连接外部设备，以达到远程控制的功能。
所述蓄水箱4与加压器5连接处设置有过滤网(未图示)，过滤掉水中的微粒，防止微粒损坏设备。
所述挡水板9与调压装置2为一体化设置，使设备更加稳固，保证设备的正常运行。
叶片的制造方法：
1)将旧石膏板21份送入气流粉碎机粉碎成粉末，加入水19份和高岭土21份，搅拌均匀，然后制作成半径为5mm的生料球，备用；
2)将步骤1)中制得的生料球送入325℃的干燥机中干燥，持续3.5小时，再送入1100℃的焙烧机中焙烧，持续35min，得到主料陶粒，备用；
3)将镁砂17份和碳化硅14份放入搅拌机中进行强力搅拌，搅拌均匀，再送入325℃的干燥窑中干燥，持续45min，备用；
4)将硅藻土15份送入粉碎罐中，采用物理的方法，通入高压气体、通过气流的作用，硅藻土在粉碎灌中进行撞击，进行粉碎，备用；
5)将步骤4)中硅藻土粉末送入负离子搅拌器中，负离子搅拌器中释放正离子，硅藻土释放负离子，通过正负离子之间的吸附作用，形成硅藻泥，备用；
6)将碳18份、铝11份和铜10份送入熔融机中，制得液态原料，备用；
7)将贝壳粉18份、碳酸钙14份、硫酸钙17份和硼砂17份送入搅拌机中搅拌均匀，备用；
8)将步骤2)、步骤3)、步骤5)、步骤6)和步骤7)制得的原料混合，放入1250℃熔融炉中加热25min，再注入模中浇注养护36小时脱模，再常温养护一周，即可制得水轮发电机的叶片。
实施例三：
参照图1所示，一种水轮发电机，包括有增压装置1、调压装置2和水轮发电机主体3，所述增压装置1、调压装置2和水轮发电机主体3依次连接，所述增压装置包括有蓄水箱4、加压器5、高压水箱6和阀门7，所述蓄水箱4、加压器5、高压水箱6和阀门7依次连接，所述调压装置2内部设置有调水板8、挡水板9、弹性机构11和偏心轮10，所述调水板8与弹性机构11连接，所述调水板8与偏心轮10相贴设置，所述偏心轮10上设置有外置的调节手柄(未图示)，所述水轮发电机主体3包括有外壳14，所述外壳14中部设置有主轴15，所述主轴15上设置有一个以上的叶片16，所述叶片16与主轴15连接处设置有扭簧17，所述外壳14上设置有进水口12和出水口13。
所述外壳14为不锈钢壳体，防止外壳14因长期接触水和氧气而生锈。
所述偏心轮10上设置有无线接收器(未图示)，可以通过无线连接外部设备，以达到远程控制的功能。
所述蓄水箱4与加压器5连接处设置有过滤网(未图示)，过滤掉水中的微粒，防止微粒损坏设备。
所述挡水板9与调压装置2为一体化设置，使设备更加稳固，保证设备的正常运行。
叶片的制造方法：
1)将旧石膏板22份送入气流粉碎机粉碎成粉末，加入水20份和高岭土22份，搅拌均匀，然后制作成半径为6mm的生料球，备用；
2)将步骤1)中制得的生料球送入350℃的干燥机中干燥，持续4小时，再送入1200℃的焙烧机中焙烧，持续40min，得到主料陶粒，备用；
3)将镁砂20份和碳化硅16份放入搅拌机中进行强力搅拌，搅拌均匀，再送入350℃的干燥窑中干燥，持续60min，备用；
4)将硅藻土18份送入粉碎罐中，采用物理的方法，通入高压气体、通过气流的作用，硅藻土在粉碎灌中进行撞击，进行粉碎，备用；
5)将步骤4)中硅藻土粉末送入负离子搅拌器中，负离子搅拌器中释放正离子，硅藻土释放负离子，通过正负离子之间的吸附作用，形成硅藻泥，备用；
6)将碳20份、铝14份和铜12份送入熔融机中，制得液态原料，备用；
7)将贝壳粉20份、碳酸钙16份、硫酸钙18份和硼砂18份送入搅拌机中搅拌均匀，备用；
8)将步骤2)、步骤3)、步骤5)、步骤6)和步骤7)制得的原料混合，放入1300℃熔融炉中加热30min，再注入模中浇注养护36小时脱模，再常温养护一周，即可制得水轮发电机的叶片。
实验例：
选用实施例一、实施例二、实施例三的样品和普通水轮发电机叶片，分为四组，比较各组水轮发电机叶片使用100天后的状况。
对比结果见下表：
由此可见，本发明三个实施例中的样品与普通水轮发电机叶相比，在磨损度、变形度和产电量均有显著提升。
本发明的有益效果为：该水轮发电机设计简单，通过在储水箱和高压水箱之间增加了加压器，故储水箱中的水经加压器加压后进入高压水箱，使得高压水箱中的水的压力大大增加，提高了工作效率；通过设置有调压装置，实现了水轮发电机水压可调的功能；主轴与叶片连接处设置有扭簧，扭簧会根据水流和相对位置的变化从而对叶片自动调整，为设备产生最大利益效率，提高了工作效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种水轮发电机，其特征在于：包括有增压装置、调压装置和水轮发电机主体，所述增压装置、调压装置和水轮发电机主体依次连接，所述增压装置包括有蓄水箱、加压器、高压水箱和阀门，所述蓄水箱、加压器、高压水箱和阀门依次连接，所述调压装置内部设置有调水板、挡水板、弹性机构和偏心轮，所述调水板与弹性机构连接，所述调水板与偏心轮相贴设置，所述偏心轮上设置有外置的调节手柄，所述水轮发电机主体包括有外壳，所述外壳中部设置有主轴，所述主轴上设置有一个以上的叶片，所述叶片与主轴连接处设置有扭簧，所述外壳上设置有进水口和出水口，所述叶片由按重量份数配比的高岭土20‐22份、贝壳粉16‐20份、硅藻土12‐18份、旧石膏板20‐22份、碳酸钙12‐16份、硫酸钙16‐18份、硼砂16‐18份、镁砂14‐20份、碳化硅12‐16份、碳16‐20份、铝8‐14份、铜8‐12份和水18‐20份组成。
2.根据权利要求2所述的水轮发电机，其特征在于：所述外壳为不锈钢壳体。
3.根据权利要求3所述的水轮发电机，其特征在于：所述偏心轮上设置有无线接收器。
4.根据权利要求4所述的水轮发电机，其特征在于：所述蓄水箱与加压器连接处设置有过滤网。
5.根据权利要求5所述的水轮发电机，其特征在于：所述挡水板与调压装置为一体化设置。
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