CN2244625Y - 透平膨胀喷射水轮机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于水力发电机的透平膨胀喷射水轮机。其特征在于是圆柱形膨胀喷射器和鼠笼式透平时栅轮体结构。圆柱形膨胀喷射器的表面上同时能喷射出多个长方型斜向高速水柱，来冲激鼠笼式透平叶栅轮体的叶片上产生圆周力，推动鼠笼式透平叶栅轮体带动发电机转子旋转进行发电。它具有大力矩、效率高在同样水库中能带动更大的发电机，能适应高、低水和小、中、大型等发电机需要的功能。

Description

透平膨胀喷射水轮机

本实用新型涉及水力发电机用的一种透平膨胀喷射水轮机。目前水力发电机用的水轮机为冲激式，它耗水能量大，效率低，具日语一书中介绍只有百分之三十，大量的水力资源没有充分转换为电能。

本实用新型的目的是用本人发明的离心式透平膨胀喷射器(专利号：90202186.9)的原理，提供一种透平膨胀喷射水轮机，来提高水力发电效率的目的，把水力资源转换为更多的电量。

图1为透平膨胀喷射水轮机的结构图。

本实用新型如图1所示，是由传动轴1、联络轴器2、主轴3、鼠笼式透平叶栅轮体5、中心轴6、推力轴承8、园柱型膨胀喷射器10、围栏18组成。所述的鼠笼式透平叶栅轮体5，是由旋转轮4、多个螺栓7和螺栓16、多个长方弧型叶片13和环板15组装而成。在旋转轮4的外园周下面，用螺栓7垂直安装多个长方弧型叶片13，长方弧型叶片13的下端与环板15，用螺栓16连为一体。所述的园柱型膨胀喷射器10，是由园型顶盖9，多个长方渐缩型膨胀喷嘴11、储能室12、底板14和进水口17浇铸或焊接成整体，在园柱型膨胀喷射器10的内部空间为水力储能室12，多个长方渐缩型膨胀喷嘴11出口均匀分布在园柱外表面上，并与径向垂直切线水平角在16度至30度之间。在园柱型膨胀喷射器10的园型顶盖9上面中心处设有一个轴承座，在它的底板14中心设有一个进水口17。

将鼠笼式透平叶栅轮体5和园柱型膨胀喷射器10由中心轴6和推力轴承8组装起来，并能自由转动。再与上面的主轴3，联轴器2和传动轴1相连接，即构成离心式透平膨胀喷射水轮机。将长方渐缩型膨胀喷嘴11的出口向内均匀布置，长方弧型叶片13仍布置在出口处，即构成向心式透平膨胀喷射水轮机。

当水库中的水能由管道进入园柱型膨胀喷射器10的储能室12内，各长方渐缩型膨胀喷嘴11进口处园周线上水压力相等，该压力就是水库中水的位能，在它的出口处是大气常压，在进、出口两者之间存在着压差，水能由进口向出口流动，在长方渐缩型膨胀喷嘴11的作用下，它的压力逐渐下降，流体速度逐渐增加，从各个长方渐缩型膨胀喷嘴11中喷射出多股高速水柱，同时喷射到鼠笼式透平叶栅轮体5的各长方弧型叶片13表面上，由于多个长方弧型叶片13表面上受到高速水柱冲击荷载产生园周力，把产生园周力的总和与鼠笼式透平叶栅轮体5的旋转轮4半径为力臂相乘，就是透平膨胀喷射水轮机的总力矩，这个总力矩大于发电机的力矩就能推动发电机转子进行发电，从上述水能转换为旋转机械能的过程中，在满足发电机转数条件下，旋转轮4的直径尽量增大，以最小的园周力获得最大的力矩，达到提高水力发电效率的目的。

本实用新型的实施例：

本实用新型的实施按照图1将加工好的鼠笼式透平叶栅轮体5、通过中心轴6、推力轴承8、安装在园柱型膨胀喷射器10上面的轴承座内，在鼠笼式透平叶栅轮体5上面主轴3，通过联轴器2与传动轴1连接为整体，在传动轴1的上端与发电机转子相连接好，并能自由转动。在园柱型膨胀喷射器10的底板14，中心进水管道17的法兰与水库中的来水管道法兰连接为整体。

透平膨胀喷射水轮机的各部件安装完毕达到运转条件后，打开水库中的进水闸门，水能沿着进水管道，进入园柱型膨胀喷射器10内部的储能室12，水能在长方渐缩型膨胀喷嘴11进口园周线上的压力相等，它的出口是大气常压，在长方渐缩型膨胀喷嘴11的作用下，水能压力下降，流速增加，从它的喷嘴中喷射出多股高速长方型水柱，喷射到鼠笼式透平叶栅轮体5的长方弧型叶片13的表面上，受到冲激荷载产生园周力，推动发电机转子进行发电。

本实用新型与现有技术相比，具有的优点：

1.由于采用了长方渐缩型膨胀喷嘴11，它能使水能在喷嘴中压力下降，流速增大的功能，能喷射出长方型高速水柱，能使水力分布合理，达到速度高，力量大，冲激力强。

2.由于长方渐缩型膨胀喷嘴11做成的园柱型膨胀喷射器10，在它的园柱表面上均匀分布，能同时在它的园柱体表面上喷射出多股具有斜角的长方型高速水柱，来冲激鼠笼式透平叶栅轮体5的各个长方弧型叶片13上产生园周力，推动旋转轮4旋转发电。

3.鼠笼式透平叶栅轮体5的直径，在满足发电机转数需要的情况下，尽量把它的直径做到最大限度，以最小的园周力获最大的力矩，来提高水力发电效率，发出更多的电量。

4.在发电机转数限制的情况下，可以将长方渐缩型膨胀喷嘴11的长度做长，相应的长方弧型叶片13同时做长，以增大它的受力冲激面积产生更大的园周力，达到增大力矩的目的，来带动更大的发电机发出更多电量。

5.由于长方渐缩型膨胀喷嘴11的灵活性，能做成离心或向心透平膨胀喷射水轮机，来满足高、低水位和小、中、大型等发电机需要的功能。

Claims (4)

1、透平膨胀喷射水轮机，是由一个传动轴1、联轴器2、主轴3、鼠笼式透平叶栅轮体5、中心轴6、一个推力轴承8、园柱型膨胀喷射器10、围栏18组成，其特征是鼠笼式透平叶栅轮体5是由旋转轮4，用多个螺栓7和螺栓16，与多个长方弧型叶片13和环板15组装而成，安装在园柱型膨胀喷射器10上面的轴承座内，并能自由转动，园柱型膨胀喷射器10是由园型顶盖9，多个长方渐缩型膨胀喷嘴11两侧耐磨不锈钢板组成的储能室12、底板14和进水口17浇铸或焊接成整体为离心式或做成向心式。

2、根据权利要求1所述的水轮机，其特征是鼠笼式透平叶栅轮体5上的旋转轮4，上面的主轴3为一体，由联轴器2与传动轴1相连接，在旋转轮4的下面有中心轴6，推力轴承8安装在园柱型膨胀喷射器10上面的轴承座内，并在旋转轮4的外园周处，用螺栓7装配多个长方弧型叶片13，在长方弧型叶片13的下端有环板15用螺栓16连接成整体，并能自由转动。

3、根据权利要求1、2所述的水轮机，其特征是园柱型膨胀喷射器10上的园型顶盖9和底板14的同一外园周线之间多个长方渐缩型膨张喷嘴11两侧的耐磨不锈钢板浇铸或焊接在一体，并与径向垂直切线水平角为16度至30度之间，在园型顶盖9的上面中心处有一个轴承座与推力轴承8和中心轴6相装配，在底板14的下面中心处有一个进水管17焊接或浇铸在一起，或能将多个长方渐缩型膨胀喷嘴11出口向内布置做成向心园柱型膨胀喷射器10 。

4、根据权利要求1、2、3所述的水轮机，其特征是鼠笼式透平叶栅轮体5由中心轴6，安装在园柱型膨胀喷射器10的轴承座内，当水库中的水能进入园柱形膨胀喷射器10的储能室12内，在园柱型膨胀喷射器10的外表面上能同时喷射出具有斜切角的高速水柱。来冲击鼠笼式透平叶栅轮体5的各长方弧型叶片13的表面上，产生园周力。