CN203783797U - 超高效能水轮发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高效能水轮发电机组，包括设有进水口和出水口的仓体，进水口与出水口之间设有水轮，进水口设于水轮的上方，出水口设于水轮的下方，水轮呈一圆柱状的轮体，轮体外缘由水轮侧挡板和水轮侧挡板之间的水轮外圈隔仓板构成环绕的蜂窝状的槽，进水口通过一段封闭水槽与水轮相连接，并且连接处设有密封导流仓，该密封导流仓由密封导流仓侧板和导流板构成泄水甬道，该泄水甬道的导流板呈渐近状延伸到水轮的下部，在密封导流仓侧板靠近水轮的一侧为半圆形，其半圆形的直径与水轮侧挡板的外径相适配，或者小于水轮侧挡板的外径，密封导流仓侧板夹在水轮侧挡板的外侧，在密封导流仓的顶端设有排气阀。本实用新型提高了水能的利用率。

Description

超高效能水轮发电机组

技术领域

本实用新型涉及一种发电机组，尤其是一种超高效能水轮发电机组。

背景技术

电力工业和我们的生活和工作息息相关，在经济高速发达的今天，我们的工作和生活更是离不开电力这种能源，发电的过程就是将另外一种能源转变为电能的过程，水利发电就是其中的一种，水力发电的基本原理是利用水位落差 ，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力，以此水位落差的天然条件，有效的利用流力工程及机械物理等，供人们使用廉价又无污染的电力，而低位水通过吸收阳光进行水循环分布在地球各处，从而回复高位水源，水利发电一般建有水坝，将水轮发电机组建在坝内的厂房内，利用水坝上下游的落差，将水的势能在水道内变成动能，冲击水轮机叶片转动，再带动发电机组发电，目前，节能、环保、高效机组已成为发电设备产品的发展方向，水利发电由于不污染环境，倍受人们的喜爱，但是目前的水轮发电机组不能充分的利用水的势能，大量的水冲击水轮机叶片后很快的流失，水的势能的利用率很低，往往只有20%～30%，为了满足大容量水力发电设备工作的连续性，往往需要建筑大坝来储蓄足够量的水源，基础建设投资大，大坝以下水流侵蚀加剧，影响河流的变化，下游肥沃的冲积土因冲刷而减少，对动植物也有很大的影响，等中国发明专利CN 101787949 A公开了一种“侧面进水式水轮发电机组”，其发电机水轮为侧面进水轮，利用大自然的、人造的水源，只要有水的落差，无需建坝增压，无需庞大的基础建设，只需要用管道将流水引入到侧面的进水槽中，可以比较高效的利用现有的水资源来发电，这种“侧面进水式水轮发电机组”，虽然可以比较高效的利用水源的落差来发电，但是水进入到侧面的进水槽中后随着水轮的转动也容易流失，效率还不太高，同时水的冲击力不够大，水轮机的转动的力量也不够大，无法发出足够的电力。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种超高效能水轮发电机组，也是利用大自然或者人造的水源，只要有水的落差，也无需建坝增压，无需庞大的基础建设，只需要用管道引来高水位的水源，并且几乎没有水的势能损耗，可以极大的提高利用水的势能来发电的利用率。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：包括设有进水口和出水口的仓体，其特征在于：进水口与出水口之间设有水轮（5），进水口设于水轮（5）的上方，出水口设于水轮（5）的下方，所述的水轮（5）呈一圆柱状的轮体，轮体外缘由水轮侧挡板（7）和水轮侧挡板（7）之间的水轮外圈隔仓板（6）构成环绕的蜂窝状的槽，进水口通过一段封闭水槽（2）与水轮（5）相连接，并且连接处设有密封导流仓（3），该密封导流仓（3）由密封导流仓侧板（12）和导流板（8）构成泄水甬道，该泄水甬道的导流板（8）呈渐近状延伸到水轮（5）的下部，在密封导流仓侧板（12）靠近水轮（5）的一侧为半圆形，其半圆形的直径与水轮侧挡板（7）的外径相适配，或者小于水轮侧挡板（7）的外径，密封导流仓侧板（12）夹在水轮侧挡板（7）的外侧，在密封导流仓（3）的顶端设有排气阀（4）。

作为上述技术方案的改进方案，在所述的水轮侧挡板（7）的外侧周围与密封导流仓侧板（12）的接缝处设有若干连成串的水密封装置（30），所述的水密封装置（30）为扇形，在水密封装置（30）的底端设有扇形盖板（34），在扇形板（34）的周围设有折边（33），在侧面的折边（33）的后端设有凸台（32），在凸台（32）的上方设有连接板（31），在连接板（31）的内侧设有挡水板（35）

或者在所述的水轮侧挡板（7）的外侧周围与密封导流仓侧板（12）的接缝处设有若干连成串的水密封装置（30），所述的水密封装置（30）为扇形，在水密封装置（30）的底端设有扇形连接板（31），在扇形连接板（31）的两侧设有折边（33），在的折边（33）的下端设有喇叭口（36），在两侧折边（33）的上端设有扇形盖板（34），在扇形连接板（31）上设有进水缝（37），在进水缝（37）的内侧设有进水缝夹边（38）。

作为进一步改进，在所述的水轮外圈隔仓板（6）的顶端设有铰链轴（19），在铰链轴（19）上设有翻板（20），在所述的翻板（20）的前端及两侧设有护板（26），在两侧的护板（26）上设有门轴（27），在门轴（27）上设有接力门（28），与之对应的在接力门（28）下方的翻板（20）上设有接力门孔（29），在翻板（20）的侧面设有冲击弧形板（42），在翻板（20）铰链轴（19）上设有翻转机构。

作为又进一步改进，在所述的水轮（5）的另一侧设有蓄水仓（11），在蓄水仓（11）内设有连接泄水甬道的泄水坡道（14），在泄水坡道（14）末端设有泄水坡道弧形板（15），在泄水坡道弧形板（15）上方的蓄水仓（11）内设有副水轮（16），在副水轮（16）的一侧设有连接副水轮（16）的水泵（17），在水泵（17）上设有水泵管（18），水泵管（18）的另一端联通到水轮（5）上端的密封导流仓（3）内，在泄水甬道的下方设有泄水甬道支撑墙（9），在泄水甬道支撑墙（9）的下方设有排水口（10），在排水口（10）上设有排水闸门（40），在密封水槽（2）上设有进水闸门（39）。

或者在所述的密封导流仓（3）的顶端设有联通到水轮（5）上端的高水位引水管（48），在泄水甬道的下方设有泄水甬道支撑墙（9），在泄水甬道支撑墙（9）的下方设有排水口（10），在排水口（10）上设有排水闸门（40），在密封水槽（2）上设有进水闸门（39）。

所述的翻转机构为在所述的铰链轴（19）的外端设有轴连杆（21），在轴连杆（21）的另一端设有拉绳（22），在拉绳（22）的另一端设有拉杆（23），在拉杆（23）的中间设有固定在水轮侧挡板（7）上的拉杆轴（24），在水轮（5）轴的外侧设有凸轮（25）。

或者所述的翻转机构为在所述的水轮外圈隔仓板（6）底部的水轮（5）上设有伸缩缸体（41），伸缩缸体（40）的另一端连接在翻板（20）的后端。

或者所述的翻转机构为在所述的水轮外圈隔仓板（6）之间设有隔板（43），在翻板（20）的另一端设有副门孔（47），在设有冲击弧形板（42）一侧的副门孔（47）的两侧设有副护板（44），在副护板（44）上设有副门轴（45），在副门轴（45）上设有副门（46）。

本实用新型通过设置密封导流仓，将水源通过密封水槽引入到密封导流仓内，作用在水轮的一侧，使水轮转动，带动发电机发电，对做功后的尾水进行二次利用，带动水泵将常压水变成高压水，冲击水轮后再对密封导流仓内的水进行增压，加大水对水轮的驱动力，通过翻板加长水轮一侧的力矩，使水轮转动的力加大，与现有技术相比，本实用新型也是利用大自然或者人造的水源，只要有水的落差即可，也无需建坝增压，无需庞大的基础建设，只需要用管道引来高水位的水源，进入到密封导流仓内，迫使水轮转动做功，几乎没有水的势能损耗，使水的势能利用率最大化，极大的提高了水能的利用率，对现有的河流、水库、湖泊只需要投资建设规模很小就可以进行利用，本实用新型具有成本低，维护简单，投资小效率高的特点。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为图1A—A剖面的结构示意图。

图3为图1密封导流仓的结构示意图。

图4为本实用新型实施例2的结构示意图。

图5为本实用新型实施例3的结构示意图。

图6为图5中水轮外侧的结构示意图。

图7为本实用新型实施例4的结构示意图。

图8为本实用新型实施例5的结构示意图。

图9为图8中水密封装置的结构示意图。

图10为本实用新型实施例6的结构示意图。

图11为图9的后视结构示意图。

图12为图10的剖视结构示意图。

图13为本实用新型实施例7的结构示意图。

图14为本实用新型实施例8的结构示意图。

图15为本实用新型实施例9的结构示意图。

图16为本实用新型实施例10的结构示意图。

图17为图16中翻板本的结构示意图。

图18为本实用新型实施例11的结构示意图。

图中所示：1为挡水墙，2为密封水槽，3为密封导流仓，4为排气阀，5为水轮，6为水轮外圈隔仓板，7为水轮侧挡板，8为导流板，9为泄水甬道支撑墙，10为排水口，11为蓄水仓， 12为密封导流仓侧板，13为水轮支架，14为泄水坡道，15为泄水坡道弧形板，16为副水轮，17为水泵，18为水泵管，19为铰链轴，20为翻板，21为轴连杆，22为拉绳， 23为拉杆，24为拉杆轴，25为凸轮，26为护板，27为门轴，28为接力门，29为接力门孔，30为水密封装置，31为连接板，32为凸台，33为折边，34为扇形盖板，35为挡水板，36为喇叭口，37为进水缝，38为进水缝夹边，39为进水闸门，40为排水闸门，41为伸缩缸体，42为冲击弧形板，43为隔板，44为副护板，45为副门轴，46为副门，47为副门孔，48为高水位引水管。

具体实施方式

实施例1：参照图1～图3，为本实用新型实施例1的结构示意图，包括设有进水口和出水口的仓体，进水口与出水口之间设有水轮5，进水口设于水轮5的上方，出水口设于水轮5的下方，所述的水轮5呈一圆柱状的轮体，轮体外缘由水轮侧挡板7和水轮侧挡板7之间的水轮外圈隔仓板6构成环绕的蜂窝状的槽，进水口通过一段封闭水槽2与水轮5相连接，并且连接处设有密封导流仓3，该密封导流仓3由密封导流仓侧板12和导流板8构成泄水甬道，该泄水甬道的导流板8呈渐近状延伸到水轮5的下部，在密封导流仓3的顶端设有排气阀4所述的密封导流仓侧板12靠近水轮5的一侧为半圆形，其半圆形的直径小于水轮侧挡板7的外径，密封导流仓侧板12夹在水轮侧挡板7的外侧，水轮发电机组的轮轴固定在水轮支架13上，封闭水槽2的下端设有挡水墙1既可以支撑封闭水槽2，也可以挡住水流，封闭水槽2可以是从高水位处引来的水管，无需修建大坝，在水轮5上方的另一侧设有密封导流仓3，封闭水槽2与密封导流仓3的上端联通，在密封导流仓3的下端设有泄水甬道，泄水甬道的底部联通到水轮5的下端，在密封导流仓3的两侧设有密封导流仓侧板12，密封导流仓侧板12靠近水轮5的一侧为半圆形，其半圆形的直径与水轮侧挡板7的外径相适配，密封导流仓侧板12包裹在水轮侧挡板7一半的外侧，在泄水甬道的下端设有泄水甬道支撑墙9，泄水甬道支撑墙9的底部设有排水口10，在水轮5的另一侧与挡水墙1之间形成蓄水仓11，将高处的水经过封闭水槽2引入到密封导流仓3内，在水力的冲击和压力下使水轮5转动，从而带动发动机发电，当水轮5转动到泄水甬道后，水压被释放水才能流出来，几乎没有水的能量损耗，可以使的大部分的水能都被用来发电，大大提高了水能发电的效率，在密封导流仓3的顶端设有排气阀4，可以将密封导流仓3顶端的气体及时排出。

实施例2：参照图4，为本实用新型实施例2的结构示意图，与实施例1相比，本实施例的不同之处在于，在泄水甬道的外侧设有泄水坡道14，在泄水坡道14末端设有泄水坡道弧形板15，在泄水坡道弧形板15上方的蓄水仓11内设有副水轮16，在副水轮16的一侧设有连接副水轮16的水泵17，在水泵17上设有水泵管18，水泵管18的另一端联通到水轮5上端的密封导流仓3内，可以利用水轮5底部排出的水带动副水轮16转动，从而带动水泵17，将水抽到密封导流仓3内，进一步增加密封导流仓3内水的压力，同时高压的水也冲击到水轮5，使水轮5转动的转动的扭力更大，最大限度的减少水能的损耗。

实施例3：参照图5～图6，为本实用新型实施例3的结构示意图，与实施例2相比，本实施例的不同之处在于，在水轮外圈隔仓板6的顶端设有铰链轴19，在铰链轴19上设有翻板20，在铰链轴19上设有翻转机构，本实施例中的翻转机构是：在铰链轴19的外端设有轴连杆21，在轴连杆21的另一端设有拉绳22，在拉绳22的另一端设有拉杆23，在拉杆23的中间设有固定在水轮侧挡板7上的拉杆轴24，在水轮5轴的外侧设有凸轮25，当水轮5转动时，凸轮25保持静止，当拉杆23转动到凸轮25顶端时，拉杆23的底端受到凸轮25顶端的阻挡沿着拉杆轴24转动，从而带动拉绳22拉动轴连杆21，再带动翻板20翻转90°角度，从而延长了水轮5处在密封导流仓3内的力臂，使水轮5转动的力更大，当翻板20转动到密封导流仓3底部的泄水甬道时，受到泄水甬道的阻挡自动闭合。

实施例4：参照图7，为本实用新型实施例4的结构示意图，与实施例3相比，本实施例的不同之处在于，在翻板20的前端及两侧设有护板26在两侧的护板26上设有门轴27，在门轴27上设有接力门28，与之对应的在接力门28下方的翻板20上设有接力门孔29，当翻板20转动时，接力门28在水压的作用下打开，可以减少翻板20转动的阻力，翻板20翻转90°后，接力门28在水压及重力的作用下自动关闭，既可以减少翻板20翻转的阻力，又不影响翻板20所起的接力作用。

实施例5：参照图8～图9，为本实用新型实施例5的结构示意图，与实施例4相比，本实施例的不同之处在于：在水轮侧挡板7的外侧周围与密封导流仓侧板12的接缝处设有若干连成串的水密封装置30，本实施例中的水密封装置30为扇形，在水密封装置30的底端设有扇形盖板34，在扇形板34的周围设有折边33，在侧面的折边33的后端设有凸台32，在凸台32的上方设有连接板31，在连接板31的内侧设有挡水板35，水密封装置30的作用是防止水通过水轮5的边沿漏出，当水从水轮5的边沿漏出时，就进入到水密封装置30内，水对挡水板35的冲击作用可以使水密封装置30受到转动的力，进一步作用在水轮5上，当水密封装置30转动到水轮5底端时，折边33离开密封导流仓侧板12，水密封装置30内的水自动排出，既可以起到密封的作用，还可以增加水轮5转动的力。

实施例6：参照图10～图12，为本实用新型实施例6的结构示意图，与实施例5相比，本实施例的不同之处在于：水轮侧挡板7与密封导流仓侧板12处于同一个平面，在水密封装置30的底端设有扇形连接板31，在扇形连接板31的两侧设有折边33，在的折边33的下端设有喇叭口36，在两侧折边33的上端设有扇形盖板34，在扇形连接板31上设有进水缝37，在进水缝37的内侧设有进水缝夹边38，同样可以起到密封的作用。

实施例7：参照图13，为本实用新型实施例7的结构示意图，与实施例3相比，本实施例的不同之处在于：在排水口10上设有排水闸门40，可以起到调节水轮的转速和刹车的功能，也叫柔性刹车或者无损伤刹车，在密封水槽2上设有进水闸门39，也可以起到控制水量、调速和停机的作用。

实施例8：参照图14，为本实用新型实施例8的结构示意图，与实施例7相比，本实施例的不同之处在于：翻板20的翻转机构为：在水轮外圈隔仓板6底部的水轮5上设有伸缩缸体41，伸缩缸体40的另一端连接在翻板20的后端，通过伸缩缸体40打开和关闭翻板20，也可以起到类似的作用。

实施例9：参照图15，为本实用新型实施例9的结构示意图，与实施例8相比，本实施例的不同之处在于：在翻板20的侧面设有冲击弧形板42，当翻板20随着水轮5转到顶端时，翻板20打开前，冲击弧形板42可以承载水泵管18内喷射的高压水，可以增加水轮5转动的力。 

实施例10：参照图16～图17，为本实用新型实施例10的结构示意图，与实施例9相比，本实施例的不同之处在于：在所述的水轮外圈隔仓板6之间设有隔板43，在翻板20的另一端设有副门孔47，在设有冲击弧形板42一侧的副门孔47的两侧设有副护板44，在副护板44上设有副门轴45，在副门轴45上设有副门46，当水轮外圈隔仓板6转到水轮5的顶端时，副门46处于关闭状态，水轮外圈隔仓板6与隔板43之间为空腔，密封导流仓3内的水压迫翻板20，可以使翻板20的突然打开，可以起到助力的作用，当水轮外圈隔仓板6转到水轮5的底端时，副门46首先打开，水轮外圈隔仓板6与隔板43之间的水通过副门46泄出，释放掉水轮外圈隔仓板6与隔板43之间的压力，当翻板20的突然打开，也可以起到助力的作用。

实施例11：参照图18，为本实用新型实施例11的结构示意图，与实施例10相比，本实施例的不同之处在于：本实施例中没有设置副水轮16及水泵17，而是通过高水位引水管48将高处的水引过来，连接到密封导流仓3内，也可以起到对密封导流仓3加压以及冲击翻板20被面的冲击弧形板42的作用。

本实施例中通过高水位引水管48将高处的水引过来连接到密封导流仓3内同样也适合其他的实施例。

需要声明的是，本发明的具体实施方式是对本发明的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超高效能水轮发电机组，包括设有进水口和出水口的仓体，其特征在于：进水口与出水口之间设有水轮（5），进水口设于水轮（5）的上方，出水口设于水轮（5）的下方，所述的水轮（5）呈一圆柱状的轮体，轮体外缘由水轮侧挡板（7）和水轮侧挡板（7）之间的水轮外圈隔仓板（6）构成环绕的蜂窝状的槽，进水口通过一段封闭水槽（2）与水轮（5）相连接，并且连接处设有密封导流仓（3），该密封导流仓（3）由密封导流仓侧板（12）和导流板（8）构成泄水甬道，该泄水甬道的导流板（8）呈渐近状延伸到水轮（5）的下部，在密封导流仓侧板（12）靠近水轮（5）的一侧为半圆形，其半圆形的直径与水轮侧挡板（7）的外径相适配，或者小于水轮侧挡板（7）的外径，密封导流仓侧板（12）夹在水轮侧挡板（7）的外侧，在密封导流仓（3）的顶端设有排气阀（4）。

2.根据权利要求1所述的超高效能水轮发电机组，其特征在于：在所述的水轮侧挡板（7）的外侧周围与密封导流仓侧板（12）的接缝处设有若干连成串的水密封装置（30），所述的水密封装置（30）为扇形，在水密封装置（30）的底端设有扇形盖板（34），在扇形板（34）的周围设有折边（33），在侧面的折边（33）的后端设有凸台（32），在凸台（32）的上方设有连接板（31），在连接板（31）的内侧设有挡水板（35）。

3.根据权利要求1所述超高效能水轮发电机组，其特征在于：在所述的水轮侧挡板（7）的外侧周围与密封导流仓侧板（12）的接缝处设有若干连成串的水密封装置（30），所述的水密封装置（30）为扇形，在水密封装置（30）的底端设有扇形连接板（31），在扇形连接板（31）的两侧设有折边（33），在的折边（33）的下端设有喇叭口（36），在两侧折边（33）的上端设有扇形盖板（34），在扇形连接板（31）上设有进水缝（37），在进水缝（37）的内侧设有进水缝夹边（38）。

4.根据权利要求1或2或3任一所述超高效能水轮发电机组，其特征在于：在所述的水轮外圈隔仓板（6）的顶端设有铰链轴（19），在铰链轴（19）上设有翻板（20），在所述的翻板（20）的前端及两侧设有护板（26），在两侧的护板（26）上设有门轴（27），在门轴（27）上设有接力门（28），与之对应的在接力门（28）下方的翻板（20）上设有接力门孔（29），在翻板（20）的侧面设有冲击弧形板（42），在翻板（20）铰链轴（19）上设有翻转机构。

5.根据权利要求4所述的超高效能水轮发电机组，其特征在于：在所述的水轮（5）的另一侧设有蓄水仓（11），在蓄水仓（11）内设有连接泄水甬道的泄水坡道（14），在泄水坡道（14）末端设有泄水坡道弧形板（15），在泄水坡道弧形板（15）上方的蓄水仓（11）内设有副水轮（16），在副水轮（16）的一侧设有连接副水轮（16）的水泵（17），在水泵（17）上设有水泵管（18），水泵管（18）的另一端联通到水轮（5）上端的密封导流仓（3）内，在泄水甬道的下方设有泄水甬道支撑墙（9），在泄水甬道支撑墙（9）的下方设有排水口（10），在排水口（10）上设有排水闸门（40），在密封水槽（2）上设有进水闸门（39）。

6.根据权利要求4所述的超高效能水轮发电机组，其特征在于：在所述的密封导流仓（3）的顶端设有联通到水轮（5）上端的高水位引水管（48），在泄水甬道的下方设有泄水甬道支撑墙（9），在泄水甬道支撑墙（9）的下方设有排水口（10），在排水口（10）上设有排水闸门（40），在密封水槽（2）上设有进水闸门（39）。

7.根据权利要求5所述的超高效能水轮发电机组，其特征在于：所述的翻转机构为在所述的铰链轴（19）的外端设有轴连杆（21），在轴连杆（21）的另一端设有拉绳（22），在拉绳（22）的另一端设有拉杆（23），在拉杆（23）的中间设有固定在水轮侧挡板（7）上的拉杆轴（24），在水轮（5）轴的外侧设有凸轮（25）。

8.根据权利要求5所述的超高效能水轮发电机组，其特征在于：所述的翻转机构为在所述的水轮外圈隔仓板（6）底部的水轮（5）上设有伸缩缸体（41），伸缩缸体（40）的另一端连接在翻板（20）的后端。

9.根据权利要求6所述的超高效能水轮发电机组，其特征在于：所述的翻转机构为在所述的水轮外圈隔仓板（6）之间设有隔板（43），在翻板（20）的另一端设有副门孔（47），在设有冲击弧形板（42）一侧的副门孔（47）的两侧设有副护板（44），在副护板（44）上设有副门轴（45），在副门轴（45）上设有副门（46）。

10.根据权利要求6所述的超高效能水轮发电机组，其特征在于：所述的翻转机构为在所述的铰链轴（19）的外端设有轴连杆（21），在轴连杆（21）的另一端设有拉绳（22），在拉绳（22）的另一端设有拉杆（23），在拉杆（23）的中间设有固定在水轮侧挡板（7）上的拉杆轴（24），在水轮（5）轴的外侧设有凸轮（25）。