CN203655514U - 一种双级对冲式水轮机 - Google Patents

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    • Y02E10/20—Hydro energy

Abstract

本实用新型公开了属于水力发电技术领域的一种双级对冲式水轮机。该水轮机的结构为：机壳上部内侧设有支撑架，支撑架上部与导水锥固定连接，下部与固定导水叶轮连接，固定导水叶轮下部设有做功的一级叶轮，一级叶轮下部设有做功的二级叶轮，分别连有一级轴和二级轴，即内轴外套有外轴，内、外轴的下端分别与集能箱的齿轮相连，集能箱内设有内、外轴对向的45度伞形齿轮两个，加一个轴向垂直的45度伞形齿轮外接输出轴。本实用新型的水轮机组能充分利用水的重力势能，转化能量效率高。

Description

一种双级对冲式水轮机
技术领域
本实用新型属于水力发电技术领域，具体涉及一种双级对冲式水轮机。
背景技术
水轮机是将水流的能量转换为旋转机械能的水力原动机，主要应用于水电站驱动水轮发电机产生电能，为水电站的关键动力设备。
当前的水轮机多采用单级式水轮机，导向叶轮后只有一级旋转做功叶轮。由于水流具有不可压缩性及能量传递性、单级机做功后的剩余能量就白白流失，无法完成最高的转换利用率，因而造成水资源浪费。生产效率不高，据资料记载，一般效率最高只能达到85％左右。所以探讨新的工作方式仍大有潜力。
实用新型内容
本实用新型针对目前的水轮机能量利用率低，水的势能损失大的问题，提出一种双级对冲式水轮机。
一种双级对冲式水轮机，机壳1上部内侧设有支撑架2，支撑架2与导水锥3固定连接，导水锥3下部设有固定导水叶轮4，固定导水叶轮4下部设有一级叶轮5，一级叶轮5下部设有二级叶轮6，二级叶轮6下部设有外轴7，外轴7内套有内轴8，外轴7的下端与集能箱9相连，集能箱9内设有齿轮101、102、103，其中齿轮103外接输出轴11。
所述固定导水叶轮4的固定叶片12之间设有调速叶片13。
所述一级叶轮5的叶片方向与固定导水叶轮4的叶片方向相反。
所述二级叶轮6的叶片方向与一级叶轮5的叶片方向相反。
所述齿轮101、102、103为3个伞形齿轮，分别连接于内轴8、外轴7及输出轴11上，齿轮的倾角为45度。
本实用新型的有益效果：本实用新型的水轮机是水流通过前端固定导水叶轮后改变方向以相应的角度冲击第一级叶轮，做功完成后出口的被加速、带方向性的冲击水能及时的、连续地再对第二级叶轮做功，两级叶轮旋转方向相反且同轴同速运动，以此来充分吸收水流在经过叶轮时的势能，最后在尾水部设集能箱，将同轴正、反转动能叠加后变为同向输出，由于第二级叶轮继承了一级叶轮的反向水能，所以效率比传统单级叶轮高很多，在导向叶轮的叶片之间加装可以90度旋转的小叶片，通过液压机构来调节小叶片的角度从而来控制导向叶轮的叶片之间的过水量，从而实现调速。
附图说明
图1为本实用新型双级式水轮机结构示意图；
图中，1-机壳、2-支撑架、3-导水锥、4-固定导水叶轮、5-一级叶轮、6-二级叶轮、7-外轴、8-内轴、9-集能箱、101-与内轴连接的齿轮、102-与外轴连接的齿轮、103-与输出轴连接的齿轮、11-输出轴、12-固定叶片、13-调速叶片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例1
一种双级对冲式水轮机，机壳1上部内侧设有支撑架2，支撑架2与导水锥3固定连接，导水锥3下部设有固定导水叶轮4，固定导水叶轮4下部设有一级叶轮5，一级叶轮5下部设有二级叶轮6，二级叶轮6下部设有外轴7，外轴7内套有内轴8，外轴7的下端与集能箱9相连，集能箱9内设有齿轮101、102、103，其中齿轮103外接输出轴11。
一级叶轮5与内轴8相连，内轴8与齿轮101相连，二级叶轮6与外轴7相连，外轴7与齿轮102相连。
集能箱9由支撑架固定于尾水端的机壳1内正中心。输出轴11垂直穿过机壳1连接发电机。(可360度任意连接)。
固定导水叶轮4的固定叶片12之间设有调速叶片13，通过调节导水叶片间的过水量即可实现水轮机的调速。一级叶轮5的叶片方向与固定导水叶轮4的叶片方向相反。二级叶轮6的叶片方向与一级叶轮5的叶片方向相反。齿轮101、102、103为3个伞形齿轮，分别连接于内轴8、外轴7及输出轴11上，齿轮均为同齿数伞形齿轮，可以通过改变齿轮的齿数来实现变速，齿轮的倾角为45度。
本实施例的水轮机工作原理如下：首先水流通过导水锥增压后，进入固定的带有一定角度的固定导水叶轮，强制水流改变方向并向第一级叶轮冲击，使之获得动能，转换完成，这也就是传统的轴流式水轮机的结构。鉴于水流具有连续性、不可压缩性、能量传导性等，传统结构的水轮机此时被第一级叶轮加速，且反方向的剩余水能就白白流失，而双级式水轮机正是因为二级叶轮继承了第一级叶轮的能量，形成了对向冲击、相互作用、并使之叠加于同一根输出轴上，实现了完美结合，因而让较高的能量转换效率来得与实现。

Claims (5)

1.一种双级对冲式水轮机，其特征在于，机壳(1)上部内侧设有支撑架(2)，支撑架(2)与导水锥(3)固定连接，导水锥(3)下部设有固定导水叶轮(4)，固定导水叶轮(4)下部设有一级叶轮(5)，一级叶轮(5)下部设有二级叶轮(6)，二级叶轮(6)下部设有外轴(7)，外轴(7)内套有内轴(8)，外轴(7)的下端与集能箱(9)相连，集能箱(9)内设有齿轮(101、102、103)，其中齿轮(103)外接输出轴(11)。
2.根据权利要求1所述一种双级对冲式水轮机，其特征在于，所述固定导水叶轮(4)的固定叶片(12)之间设有调速叶片(13)。
3.根据权利要求1所述一种双级对冲式水轮机，其特征在于，所述一级叶轮(5)的叶片方向与固定导水叶轮(4)的叶片方向相反。
4.根据权利要求1所述一种双级对冲式水轮机，其特征在于，所述二级叶轮(6)的叶片方向与一级叶轮(5)的叶片方向相反。
5.根据权利要求1所述一种双级对冲式水轮机，其特征在于，所述齿轮(101、102、103)为3个伞形齿轮，分别连接于内轴(8)、外轴(7)及输出轴(11)上，齿轮的倾角为45度。
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