CN204186526U - 一种高效率水轮机 - Google Patents

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熊冰
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Abstract

本实用新型公开了一种高效率水轮机，属于水轮机技术领域，其技术要点包括尾水管、主旋转叶轮、主固定整流叶轮、主轴、主齿轮箱和发电机，所述主轴安装在尾水管上，所述主旋转叶轮固定安装在主轴前端，所述主轴后端与主齿轮箱相连接，所述主轴前顶部安装有转速传感器，所述尾水管后部设置有副转轮室，所述副转轮室内部设置有副轴，所述副轴安装在尾水管上，所述副轴前端固定安装有副旋转叶轮，所述副轴前顶部安装有转速传感器，所述副轴后端连接于副齿轮箱，所述尾水管前端安装有可控流量控制阀门，所述可控流量控制阀门与进水口相连接。该高效率水轮机通过两级落差式设计，可大大提高能源的利用效率，同时通过智能控制，可大大提高工作效率。

Description

一种高效率水轮机
技术领域
本实用新型涉及水电设备技术领域，具体为一种高效率水轮机。
背景技术
水电作为一种清洁、无污染的获取电能的方式，深受世界各国的重视，特别是当下能源日益稀缺，污染严重，水电等清洁能源变得越来越重要，越来越受到重视。水轮机是水利发电中必不可少的设备，现有水轮机大多采用一级旋转叶片设计，对水势能利用率还不够完全，有少数多级旋转叶片设计的水轮机采用多级叶片平行安装，不能够取得很好的效果，也有一些水轮机采用多叶片设计，如中国专利CN 203230519 N公开的一种水轮机，虽采用多叶片设计，提高了效率，但不能解决水势能利用率低的问题，现有技术中，水轮机还不具备智能控制，不能通过调节来提高效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高效率水轮机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下解决方案：一种高效率水轮机，包括尾水管、主旋转叶轮、主固定整流叶轮、主轴、主齿轮箱和发电机，其中尾水管前端为主转轮室，所述主轴由外部穿过尾水管侧壁，通过安装在尾水管侧壁上的密封轴承转动安装在尾水管上，且前端伸入到主转轮室，所述主旋转叶轮固定安装在主轴前端，位于主转轮室内，所述主轴后端与主齿轮箱相连接，主齿轮箱通过主传动轴与发电机相连接，所述主轴前顶部安装有转速传感器，所述主固定整流叶轮固定安装于主转轮室内壁，位于主旋转叶轮前部，所述尾水管为双S形结构，尾水管后部还设置有副转轮室，形成两级落差式结构，所述副转轮室内部设置有副轴，所述副轴由外部穿过尾水管侧壁，通过安装在尾水管侧壁上的密封轴承转动安装在尾水管上，所述副轴前端固定安装有副旋转叶轮，所述副轴前顶部安装有转速传感器，所述副转轮室内壁固定安装有副固定整流叶轮，位于副旋转叶轮前部，所述副轴后端连接于副齿轮箱，所述副齿轮箱通过副传动轴连接于主齿轮箱，所述尾水管前端安装有可控流量控制阀门，所述可控流量控制阀门与进水口相连接，所述尾水管末端为出水口。
优选的，所述尾水管上设置的主转轮室内径大于副转轮室的内径，中间连接管部分为一端粗一端细的锥形结构。
优选的，所述主旋转叶轮为双叶轮式设计，两叶轮采用分离式安装，且前端分别安装有主固定整流叶轮。
优选的，所述副旋转叶轮为双叶轮式设计，两叶轮采用分离式安装，且前端分别安装有副固定整流叶轮。
优选的，所述可控流量控制阀门通过密封性螺纹结构分别与尾水管前端口和出水口密封连接。
优选的，所述转速传感器包括第一转速传感器和第二转速传感器，其中第一转速传感器安装在主轴的前顶部，第二转速传感器安装在副轴的前顶端，所述第一转速传感器和第二转速传感器分别连接于计算机控制中心，用于检测主轴和副轴的转速。
优选的，所述可控流量控制阀门与计算机控制中心相连，用于通过计算机控制中心控制流速和流量大小。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该高效率水轮机采用主副两个转轮室落差式设计，两个转轮室分别安装主副两套旋转叶轮系统，充分利用了水落差产生的势能，大大提高了能源的利用率，提高了水轮机的效率，旋转叶轮前方增设有固定整流叶轮，可修正水流方向，提高旋转叶轮的转速，提高效率。
采用智能式调节设计，增加的两个转速传感器可即时检测主轴和副轴的转速，并反馈给计算机控制中心，计算机控制中心根据反馈信息调节通过可控流量控制阀门来调节进水流速和流量，使效率最大化，可大大提高水轮机的效率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型原理框图。
图中：1、尾水管，2、主旋转叶轮，3、主固定整流叶轮，4、主轴，5、主齿轮箱，6、发电机，7、主转轮室，8、密封轴承，9、主传动轴，10、转速传感器，11、副转轮室，12、副轴，13、副旋转叶轮，14、副固定整流叶轮，15、副齿轮箱，16、副传动轴，17、可控流量控制阀门，18、进水口，19、出水口，20、计算机控制中心，101、第一转速传感器，102、第二转速传感器，171、密封性螺纹结构。
具体实施方法
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种高效率水轮机，包括尾水管1、主旋转叶轮2、主固定整流叶轮3、主轴4、主齿轮箱5和发电机6，其中尾水管1前端为主转轮室7，主轴4由外部穿过尾水管1侧壁，通过安装在尾水管1侧壁上的密封轴承8转动安装在尾水管1上，且前端伸入到主转轮室7。主旋转叶轮2固定安装在主轴4前端，位于主转轮室7内，且主旋转叶轮2为双叶轮式设计，两叶轮采用分离式安装，有效提高了工作效率。主轴4后端与主齿轮箱5相连接，主齿轮箱5通过主传动轴9与发电机6相连接，主轴4前顶部安装有转速传感器10。主固定整流叶轮3固定安装于主转轮室7内壁，分别位于主旋转叶轮2的两叶轮前部，通过改变水流方向，提高主旋转叶轮2转速。尾水管1为双S形结构，尾水管1后部还设置有副转轮室11，其中副转轮室11的内径小于主转轮室7的内径，中间连接管部分为一端粗一端细的锥形结构，且形成两级落差式结构，当水从上端下落时，在下端水管变细，可加快水的流速，提高叶轮转速，不仅提高了效率，还充分利用了水势能，可大大提高能源利用率。副转轮室11内部设置有副轴12，副轴12由外部穿过尾水管1侧壁，通过安装在尾水管1侧壁上的密封轴承8转动安装在尾水管1上。副轴12前端固定安装有副旋转叶轮13，且副旋转叶轮13为双叶轮式设计，两叶轮采用分离式安装，副轴12前顶部安装有转速传感器10。副转轮室11内壁固定安装有副固定整流叶轮14，分别位于副旋转叶轮13两叶轮的前部。副轴12后端连接于副齿轮箱15，副齿轮箱15通过副传动轴16连接于主齿轮箱5。尾水管1前端通过密封性螺纹结构171安装有可控流量控制阀门17，可控流量控制阀门17通过密封性螺纹结构171与进水口18相连接。尾水管1末端为出水口19。
转速传感器10包括第一转速传感器101和第二转速传感器102，其中第一转速传感器101安装在主轴4的前顶部，第二转速传感器102安装在副轴12的前顶端，第一转速传感器101和第二转速传感器102分别连接于计算机控制中心20，第一转速传感器101和第二转速传感器102检测主轴4和副轴12的转速传输给计算机控制中心20。可控流量控制阀门17与计算机控制中心20相连，计算机控制中心20可根据第一转速传感器101和第二转速传感器102的检测数据进行综合分析，从而控制可控流量控制阀门17的开合程度，使得水的流速和流量达到最佳的平衡点，从而使主旋转叶轮2和副旋转叶轮13两者达到最佳的综合转速，从而可获得最大的效率，大大提高了能源利用效率和工作效率。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种高效率水轮机，包括尾水管、主旋转叶轮、主固定整流叶轮、主轴、主齿轮箱和发电机，其中尾水管前端为主转轮室，所述主轴由外部穿过尾水管侧壁，通过安装在尾水管侧壁上的密封轴承转动安装在尾水管上，且前端伸入到主转轮室，所述主旋转叶轮固定安装在主轴前端，位于主转轮室内，其特征在于：所述主轴后端与主齿轮箱相连接，主齿轮箱通过主传动轴与发电机相连接，所述主轴前顶部安装有转速传感器，所述主固定整流叶轮固定安装于主转轮室内壁，位于主旋转叶轮前部，所述尾水管为双S形结构，尾水管后部还设置有副转轮室，形成两级落差式结构，所述副转轮室内部设置有副轴，所述副轴由外部穿过尾水管侧壁，通过安装在尾水管侧壁上的密封轴承转动安装在尾水管上，所述副轴前端固定安装有副旋转叶轮，所述副轴前顶部安装有转速传感器，所述副转轮室内壁固定安装有副固定整流叶轮，位于副旋转叶轮前部，所述副轴后端连接于副齿轮箱，所述副齿轮箱通过副传动轴连接于主齿轮箱，所述尾水管前端安装有可控流量控制阀门，所述可控流量控制阀门与进水口相连接，所述尾水管末端为出水口。
2.根据权利要求1所述的一种高效率水轮机，其特征在于：所述尾水管上设置的主转轮室内径大于副转轮室的内径，中间连接管部分为一端粗一端细的锥形结构。
3.根据权利要求1所述的一种高效率水轮机，其特征在于：所述主旋转叶轮为双叶轮式设计，两叶轮采用分离式安装，且前端分别安装有主固定整流叶轮。
4.根据权利要求1所述的一种高效率水轮机，其特征在于：所述副旋转叶轮为双叶轮式设计，两叶轮采用分离式安装，且前端分别安装有副固定整流叶轮。
5.根据权利要求1所述的一种高效率水轮机，其特征在于：所述可控流量控制阀门通过密封性螺纹结构分别与尾水管前端口和出水口密封连接。
6.根据权利要求1所述的一种高效率水轮机，其特征在于：所述转速传感器包括第一转速传感器和第二转速传感器，其中第一转速传感器安装在主轴的前顶部，第二转速传感器安装在副轴的前顶端，所述第一转速传感器和第二转速传感器分别连接于计算机控制中心，用于检测主轴和副轴的转速。
7.根据权利要求1所述的一种高效率水轮机，其特征在于：所述可控流量控制阀门与计算机控制中心相连，用于通过计算机控制中心控制流速和流量大小。
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