CN217873088U - 一种发电效率高的水轮机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发电效率高的水轮机，包括：导水机构，所述导水机构包括水箱，所述水箱顶部设置有进水管，所述水箱内设置有水流加速组件；射流组件，所述射流组件设置在水箱一侧，所述射流组件包括直管段，喷嘴以及喷管；水轮盘，所述水轮盘包括水轮轴，所述水轮轴连接有支撑架，所述水轮轴外表面连接有若干接水斗，通过设置水流加速组件使水箱内的水流转动，产生向下的涡流进入射流组件内形成更具有冲击力的高速射流。

Description

一种发电效率高的水轮机

技术领域

本实用新型涉及水轮机技术领域，尤其是一种发电效率高的水轮机。

背景技术

水轮机是将水流能转换成机械能的一种重要能量转换装置，它也是新能源利用中对于水利发电的重要核心机组。现有的水轮机主要包括蜗壳、尾水管、转轮和发电机，流动的水流从蜗壳的进水口流入经过盘旋加速后形成高压水流冲击转轮最后经尾水管排出，在此过程中带动转轮转动，然后通过传动轴驱使发电机转动发电。

现有的水轮机在使用时，只是利用水流初步产生的冲击能驱动转动，对于水流较为平缓的势能利用效果差，尤其是平缓的水流进入水轮机前流动产生的势能，缺少进一步的利用方式，存在一定程度上的能源浪费且喷射后的水流方向也随之与轮盘转动方向相反，反方向的水流容易喷射到下一个水斗上，对轮盘的转动产生一定的阻力，导致轮盘的转速下降，使单位时间内发电机发电量低。

实用新型内容

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能增加水流冲击势能且喷射时不会被其他接水斗干扰导致轮盘转速下降的发电效率高的水轮机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种发电效率高的水轮机，包括：

导水机构，所述导水机构包括水箱，所述水箱顶部设置有进水管，所述水箱内设置有水流加速组件；

射流组件，所述射流组件设置在水箱一侧，所述射流组件包括直管段，喷嘴以及喷管；

水轮盘，所述水轮盘包括水轮轴，所述水轮轴连接有支撑架，所述水轮轴外表面连接有若干接水斗。

作为本实用新型所述发电效率高的水轮机的一种优选方案，其中：所述接水斗包括固定座，所述固定座连接有叶片，所述叶片为半圆形，所述叶片外端设置有缺口。

作为本实用新型所述发电效率高的水轮机的一种优选方案，其中：所述水轮盘一侧设置有出水管。

作为本实用新型所述发电效率高的水轮机的一种优选方案，其中：所述支撑架包括第一支架与第二支架，所述第一支架与所述第二支架上设置有转动槽，所述转动槽转动连接有水轮轴。

作为本实用新型所述发电效率高的水轮机的一种优选方案，其中：所述水流加速组件包括上导向轴承和下导向轴承，所述上导向轴承与下导向轴承之间设置有中心轴，所述中心轴设置于水箱中心，所述中心轴连接有螺旋条。

作为本实用新型所述发电效率高的水轮机的一种优选方案，其中：还包括驱动组件，所述驱动组件包括电机，所述电机通过联轴器连接有传动轴，所述传动轴连接有第一齿轮，所述第一齿轮外侧啮合连接有第二齿轮，所述第二齿轮与中心轴连接。

作为本实用新型所述发电效率高的水轮机的一种优选方案，其中：所述直管段包括管道，所述管道上设置有泄流孔与测压孔，所述泄流孔设置在直管段下端，所述测压孔设置在泄流孔一侧。

作为本实用新型所述发电效率高的水轮机的一种优选方案，其中：所述喷管包括喷针杆，所述喷针杆一端连接有反馈连接杆，所述反馈连接杆远离喷针杆一端设置有活动腔，所述反馈连接杆连接有反馈杆，所述反馈杆延伸至喷嘴外部。

作为本实用新型所述发电效率高的水轮机的一种优选方案，其中：所述反馈杆与所述反馈连接杆垂直。

作为本实用新型所述发电效率高的水轮机的一种优选方案，其中：所述反馈杆延伸出喷嘴外的部分连接有传感器，所述传感器为直线位移传感器。

本实用新型的有益效果：通过设置水流加速组件使水箱内的水流转动，产生向下的涡流进入射流组件内形成更具有冲击力的高速射流，通过将接水斗设置为半圆形，能够在受到冲击时存储一部分的水流，增加接水斗自身的重量提高转动效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型提供的一种发电效率高的水轮机的整体结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种发电效率高的水轮机的水轮盘结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种发电效率高的水轮机的射流组件结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种发电效率高的水轮机的叶片结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1、图4，本实施例提供了一种发电效率高的水轮机，包括：

导水机构100，导水机构100包括水箱101，水箱101顶部设置有进水管102，水箱101内设置有水流加速组件200；通过设置水箱101供水，水箱101内设置水流加速组件200使水箱101内的水流产生向下的涡流进入射流组件300内，提高冲击力。

射流组件300，射流组件300设置在水箱101一侧，射流组件300包括直管段301，喷嘴302以及喷管303；通过设置射流组件300接引导水机构100内的水流，再通过喷嘴302将水流转换成高速射流射向水轮盘400并保证水力损失小，喷管303用于调节喷嘴302的射流直径。

水轮盘400，水轮盘400包括水轮轴401，水轮轴401连接有支撑架402，水轮轴401外表面连接有若干接水斗403。通过设置水轮盘400，由喷嘴302转换的高速喷流冲撞在水轮盘400的接水斗403上，产生一种冲击力带动水轮盘400旋转发电。

实施方式：先启动水流加速组件200，水流加速组件200带动水箱101内的水流产生向下的涡流进入射流组件300内，射流组件300内的喷嘴302将水流转换成高速射流射向水轮盘400的接水斗403上产生一种冲击力带动水轮盘400旋转发电。

实施例2

参照图1～图4，为本实用新型第二个实施例，该实施例基于上一个实施例，且与上一个实施例不同的是：其中，所述接水斗403包括固定座403a，所述固定座403a连接有叶片403b，所述叶片403b为半圆形，所述叶片403b外端设置有缺口。通过将接水斗403设置为半圆形，能够在受到冲击时存储一部分的水流，增加接水斗403自身的重量提高转动效率。叶片403b外端设置缺口，当喷流冲击第一个接水斗403，使第一个接水斗403转动时，第二个接水斗403转动过来不会挡住射向在第一个接水斗403的喷流，直到第一个接水斗403完全转动过去，确保射流不会被其他接水斗403干扰从而对水轮盘400的转动产生一定的阻力，导致水轮盘400的转速下降。

进一步，所述水轮盘400一侧设置有出水管404。

较佳的，所述支撑架402包括第一支架402a与第二支架402b，所述第一支架402a与所述第二支架402b上设置有转动槽402c，所述转动槽402c转动连接有水轮轴401。通过设置支撑架402支撑转动盘400，增加结构稳定性。

进一步，所述水流加速组件200包括上导向轴承201和下导向轴承202，所述上导向轴承201与下导向轴承202之间设置有中心轴203，所述中心轴203设置于水箱101中心，所述中心轴203连接有螺旋条204。通过设置螺旋条204，螺旋条204在旋转过程中使水旋转加速，产生向下的涡流进入射流组件300，形成高速喷流，冲击力更高。

较佳的，还包括驱动组件500，所述驱动组件500包括电机501，所述电机501通过联轴器502连接有传动轴503，所述传动轴503连接有第一齿轮504，所述第一齿轮504外侧啮合连接有第二齿轮505，所述第二齿轮505与中心轴203连接。通过设置电机501，电机带动第一齿轮504旋转，然后第一齿轮504啮合的第二齿轮505跟着旋转，第二齿轮505连接的中心轴203随之旋转，焊接在中心轴203上的螺旋条204跟随中心轴203一起旋转。

进一步，所述直管段301包括管道301a，所述管道301a上设置有泄流孔301b与测压孔301c，所述泄流孔301b设置在直管段301下端，所述测压孔301c设置在泄流孔301b一侧。直管段301用于连接水箱101，起到引流的作用，通过在直管段301下端设置泄流孔301b，当喷射组件300关闭时，将残留在喷射组件300内的水泄出；测压孔301c设置在泄流孔301b一侧，测量并获取喷射组件300内部的压力。

较佳的，所述喷管303包括喷针杆303a，所述喷针杆303a一端连接有反馈连接杆303b，所述反馈连接杆303b远离喷针杆303a一端设置有活动腔303c，所述反馈连接杆303b连接有反馈杆303d，所述反馈杆303d延伸至喷嘴302外部。通过喷针杆303a位移带动反馈杆303d位移，通过反馈杆303d得知喷管303的位移情况。

进一步，所述反馈杆303d与所述反馈连接杆303c垂直。

较佳的，所述反馈杆303d延伸出喷嘴302外的部分连接有传感器304，所述传感器304为直线位移传感器。通过喷针303a位移带动喷针杆303b位移，当喷针杆303b位移时，反馈连接杆303c的传动带动反馈杆303d位移，与反馈杆303d连接的直线位移传感器即可得知水轮机喷针303a的位移情况，通过对喷针303a位移的控制，从而调节喷嘴302的射流直径。

实施方式：先启动电机501，电机带动第一齿轮504旋转，然后第一齿轮504啮合的第二齿轮505跟着旋转，第二齿轮505连接的中心轴203随之旋转，焊接在中心轴203上的螺旋条204跟随中心轴203一起旋转，螺旋条204在旋转过程中使水旋转加速，产生向下的涡流进入射流组件300，经过喷嘴302形成高速喷流射向水轮盘400的接水斗403上产生一种冲击力带动水轮盘400旋转发电。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种发电效率高的水轮机，其特征在于：包括，

导水机构(100)，所述导水机构(100)包括水箱(101)，所述水箱(101)顶部设置有进水管(102)，所述水箱(101)内设置有水流加速组件(200)；

射流组件(300)，所述射流组件(300)设置在水箱(101)一侧，所述射流组件(300)包括直管段(301)，喷嘴(302)以及喷管(303)；

水轮盘(400)，所述水轮盘(400)包括水轮轴(401)，所述水轮轴(401)连接有支撑架(402)，所述水轮轴(401)外表面连接有若干接水斗(403)。

2.根据权利要求1所述的一种发电效率高的水轮机，其特征在于：所述接水斗(403)包括固定座(403a)，所述固定座(403a)连接有叶片(403b)，所述叶片(403b)为半圆形，所述叶片(403b)外端设置有缺口。

3.根据权利要求1或2所述的一种发电效率高的水轮机，其特征在于：所述水轮盘(400)一侧设置有出水管(404)。

4.根据权利要求3所述的一种发电效率高的水轮机，其特征在于：所述支撑架(402)包括第一支架(402a)与第二支架(402b)，所述第一支架(402a)与所述第二支架(402b)上设置有转动槽(402c)，所述转动槽(402c)转动连接有水轮轴(401)。

5.根据权利要求4所述的一种发电效率高的水轮机，其特征在于：所述水流加速组件(200)包括上导向轴承(201)和下导向轴承(202)，所述上导向轴承(201)与下导向轴承(202)之间设置有中心轴(203)，所述中心轴(203)设置于水箱(101)中心，所述中心轴(203)连接有螺旋条(204)。

6.根据权利要求5所述的一种发电效率高的水轮机，其特征在于：还包括驱动组件(500)，所述驱动组件(500)包括电机(501)，所述电机(501)通过联轴器(502)连接有传动轴(503)，所述传动轴(503)连接有第一齿轮(504)，所述第一齿轮(504)外侧啮合连接有第二齿轮(505)，所述第二齿轮(505)与中心轴(203)连接。

7.根据权利要求6所述的一种发电效率高的水轮机，其特征在于：所述直管段(301)包括管道(301a)，所述管道(301a)上设置有泄流孔(301b)与测压孔(301c)，所述泄流孔(301b)设置在直管段(301)下端，所述测压孔(301c)设置在泄流孔(301b)一侧。

8.根据权利要求7所述的一种发电效率高的水轮机，其特征在于：所述喷管(303)包括喷针杆(303a)，所述喷针杆(303a)一端连接有反馈连接杆(303b)，所述反馈连接杆(303b)远离喷针杆(303a)一端设置有活动腔(303c)，所述反馈连接杆(303b)连接有反馈杆(303d)，所述反馈杆(303d)延伸至喷嘴(302)外部。

9.根据权利要求8所述的一种发电效率高的水轮机，其特征在于：所述反馈杆(303d)与所述反馈连接杆(303b)垂直。

10.根据权利要求9所述的一种发电效率高的水轮机，其特征在于：所述反馈杆(303d)延伸出喷嘴(302)外的部分连接有传感器(304)，所述传感器(304)为直线位移传感器。

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