CN204755161U - 一种新型冲压式水轮机 - Google Patents

Abstract

一种新型冲压式水轮机，其特征在于：包括同心圆装配的外壳部件和转轮部件，外壳部件的两侧内壁紧贴着转轮部件的两侧外壁，所述外壳部件由外壳体、盖部件、进水口、出水口定位连接而成，所述转轮部件包括主轴、侧板、轮圈以及阻水板，主轴上设置两个侧板，在两个侧板之间设置有轮圈，轮圈外侧等间距的设置有阻水板，阻水板两两之间形成水槽，水流推动阻水板从而带动主轴转动，主轴通过联轴器连接发电机或者水泵，提高了做功效率；便于调节负压吸力的大小；连接多台发电机或水泵限制突然产生飞逸现象，本实用新型可分为卧式与立式两类，能够提供适用于各种水头高度、各种水流量以及各种转速的机型。

Description

一种新型冲压式水轮机

技术领域

本实用新型涉及一种水轮机，具体的说是一种能利用势能、动能、压力能，适应高低水头和节约水流量并提高做功效率的新型冲压式水轮机。

背景技术

目前公知的水轮机可分为反击式水轮机和冲击式水轮机两大类：

反击式水轮机：转轮利用水流的压力能和动能做功。其特征是：压力水流充满水轮机的整个流道，水流流经转轮叶片时受叶片的作用而改变压力、流速的大小和方向，同时水流在转轮叶片正反面产生压力差，对转轮产生反作用力，形成旋转力矩使转轮旋转，故称为反击式。反击式水轮机按水流流经转轮方向的不同以及适应不同水头与流量的需要，又分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式四种型式。

冲击式水轮机：转轮只利用水流动能做功。其特征是：有压水流先经过喷嘴形成高速自由射流，将压能转变为动能并冲击转轮旋转，故称为冲击式。在同一时间内水流只冲击部分转轮，水流是不充满水轮机的整个流道，转轮只是部分进水，转轮在大气压下工作。为适应水流动能做功的需要，冲击式转轮叶片一般呈斗叶状。冲击式水轮机按射流冲击转轮叶片的方向不同又分为水斗式(切击式)、斜击式和双击式三种型式。

一、反击式水轮机存在缺点有：

压力水流充满水轮机的整个流道，水流流经蜗壳内虽有导叶导流，但还是产生水流紊流，造成做功损耗，不能象冲击式水轮机一样使水流顺畅射流。因此只利用了压力能，未充分利用动能；转轮转速高时，水流未完全做功就跟着流走，转轮转速低时，水流因被阻挡，自由从转轮叶片间钻出。即使转速取中间值，水流仍然有未完全做功流走，这些都造成做功的损失和水流量的损失；在大型水轮机中，转轮制造科技含金量最高，制作最难，造价成本最高；存在汽蚀、抬机、飞逸现象。

二、冲击式水轮机存在缺点有：

只利用了动能，未利用压力能，高速射流冲击到斗叶上时即被溅出，力被分散卸载，造成做功损耗和水流量损耗。

三、一般水库或江河的水位有高、中、低三种时期，丰水期储蓄水多，水位也高，平时中水位，枯水期储蓄水少，水位也低；若单纯靠发电机去适应这三种水头的时候，势必造成水资源浪费，且做功也有损失，若放多种机型在那里，去适应不同的水位，又造成成本过高，操作维护不能统一，增加更多专业人员去操作维护，要知道更多操作维护知识等。

实用新型内容

本实用新型根据现有技术的不足提供一种新型冲压式水轮机，以期实现提高做功效率，便于调节负压吸力的大小，避免突然产生飞逸现象。

本实用新型的技术方案：一种新型冲压式水轮机，其特征在于：包括同心圆装配的外壳部件和转轮部件，外壳部件的两侧内壁紧贴着转轮部件的两侧外壁，所述外壳部件由外壳体、盖部件、进水口、出水口定位连接而成，外壳部件的进水口处连接进水管，外壳部件的出水口处连接尾水管，所述转轮部件包括主轴、侧板、轮圈以及阻水板，主轴上设置两个侧板，在两个侧板之间设置有轮圈，轮圈外侧等间距的设置有阻水板，阻水板两两之间形成水槽，水流推动阻水板从而带动主轴转动，在主轴的顶端设置有转速传感器，主轴通过联轴器连接发电机或者水泵，在联轴器与发电机或者水泵之间还设置有控制发电机或者水泵通断的电磁离合器。

所述主轴通过联轴器连接齿轮转向箱，齿轮转向箱再通过联轴器连接发电机或者水泵。

所述外壳体包括外壳组件，外壳组件上连接盖部件的外壳盖，密封轴承室设置在外壳组件的中部，密封轴承室内设置减压排水腔，排水孔连接减压排水腔，排水接头一端连接排水孔另一端连接排水管使减压排水腔与外界连通。

所述外壳体和盖部件之间连接处设置有密封圈，在转轮部件与外壳部件之间设置密封条。

所述外壳部件的尾水管处还设置有安全阀，安全阀由螺杆、两个调节螺母、弹簧、滑套、支架、阀门组成。

所述进水口和出水口均为径向设置，出水口呈喇叭口形或斗状。

本实用新型的技术效果：进水口与出水口角度几乎呈直线形，以利于水流流畅流出，因此这样做功方式，能最大限度能利用势能、动能、压力能，使力基本上未遭到分散或损耗，并节约了流量，提高了做功效率；设置的尾水管便于调节负压吸力的大小，防止抬机现象发生；连接多台发电机或水泵限制突然产生飞逸现象，本实用新型可分为卧式与立式两类，能够提供适用于各种水头高度、各种水流量以及各种转速的机型。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2为图1的剖视图

图3为转轮部件的结构示意图

图4为图3的剖视图

图5为外壳部件的结构示意图

图6为图5的剖视图

图7为图6的局部放大图

图8为图5的盖部件的结构示意图

图9为图5的外壳部件的结构示意图

图10为图1的局部放大图

图11为本实用新型连接二台发电机示意图

图12为本实用新型连接一台发电机和一台水泵示意图

图13为本实用新型连接三台发电机示意图

图14为本实用新型连接二台发电机和一台水泵示意图

图15为本实用新型连接四台发电机示意图

图16为本实用新型连接三台发电机和一台水泵示意图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

如图1和图2所示，一种新型冲压式水轮机，其特征在于：包括同心圆装配的外壳部件1和转轮部件2，外壳部件1的两侧内壁紧贴着转轮部件2的两侧外壁，所述外壳部件1由外壳体11、盖部件12、进水口15、出水口16定位连接而成，外壳部件1的进水口15处连接进水管14，外壳部件1的出水口16处连接尾水管17，所述转轮部件2包括主轴21、侧板22、轮圈23以及阻水板24，主轴21上设置两个侧板22，在两个侧板22之间设置有轮圈23，轮圈23外侧等间距的设置有阻水板24，阻水板24两两之间形成水槽26，水流9推动阻水板24从而带动主轴21转动，在主轴21的顶端设置有转速传感器3，主轴21通过联轴器4连接发电机6或者水泵7，在联轴器4与发电机6或者水泵7之间还设置有控制发电机6或者水泵7通断的电磁离合器5。

主轴21通过联轴器4连接齿轮转向箱8，齿轮转向箱8再通过联轴器4连接发电机6或者水泵7。

外壳体11包括外壳组件111，外壳组件111上连接盖部件12的外壳盖121，密封轴承室112设置在外壳组件111的中部，密封轴承室112内设置减压排水腔113，排水孔116连接减压排水腔113，排水接头114一端连接排水孔116另一端连接排水管115使减压排水腔113与外界连通。

外壳体11和盖部件12之间连接处设置有密封圈18，在转轮部件2与外壳部件1之间设置密封条25。

外壳部件1的尾水管17处还设置有安全阀13，安全阀13由螺杆131、两个调节螺母132、弹簧133、滑套134、支架135、阀门136组成。

进水口15和出水口16均为径向设置，出水口16呈喇叭口形或斗状。

工作原理：高处的水流9通过进水管14和径向切流进水口15流入转轮部件2的水槽26内时，转轮部件2受发电机6的反作用力，转速减缓，水流9被密封贮藏在进水口15、进水管14和转轮部件2的部分水槽26内，高处水流9通过进水管14冲击、推压阻水板24使转轮部件2旋转，旋转到出水口16处时，阻水板24顶端无外壳部件1密封阻挡，水流9即被离心力甩了出去，水流9从出水口16径向流出，空的水槽26旋转到进水口15，迎接冲压水流9，转轮部件2就这样周而复始旋转；转轮部件2的主轴21两端伸出在外壳部件1之外，主轴21两端通过联轴器4、电磁离合器5、齿轮转向箱8可连接一台至四台发电机6，还可以在连接一台至三台发电机6情况下连接一台水泵7或其它机械设备，主轴2.1边上设有转速传感器3，转速传感器3可通过主轴21转速快慢来指令电磁离合器5断开或连接发电机6、水泵7或其它机械设备，这些发电机6、水泵7或其它机械设备也可通过人工指令电磁离合器5断开或连接。

本实用新型的有益效果：

1.在解决提高做功效率方面：由于水流流入外壳部分内时，就被密封贮藏在转轮部件的部分水槽及进水管内，高处水流只有推动转轮部件旋转时，水才被排出，若发电机阻力大于水流推力，水不会被排出，只有可以忽略不计的少量水从外壳部分与转轮部件之间的间隙中漏出，另一个就是进水口与出水口角度几乎呈直线形，以利于水流流畅流出，因此这样做功方式，能最大限度能利用势能、动能、压力能，使力基本上未遭到分散或损耗，并节约了流量，这样提高了做功效率；

2.在解决抬机方面：发生抬机之前，本实用新型尾水管内产负压，这时阀门会被负压吸开，进气，就不会产生抬机现象，当负压减低时，弹簧会将螺母顶起，螺母带动阀门螺杆和阀门复位，双螺母可对阀门螺杆进行调节，便于调节负压吸力的大小；

3.在解决飞逸方面：由于本实用新型同时装配一至四台发电机，若一台发电机突然坏了，而另一至三台发电机或水泵是好的，主轴转速过高，通过转速传感器感应到转速信号，就立即启动其它一至三台发电机或水泵，这样限制突然产生飞逸现象。

4.视场地情况而定，主轴两端可连接一台至四台发电机，主轴两端还可以在连接一台至三台发电机情况下连接一台水泵或其它机械设备；在高水位时，本实用新型可带三台发电机；在中水位时，本实用新型可带二台发电机；在低水位时，本实用新型可带一台发电机。这样统一机型，便于管理，用不着那么多机型适应不同的水位，减少了操作维护人员；对于水头变化极大的场所，本实用新型可带四台发电机，将最高与最低水头分为四个阶段，最高到最低水头依次减少带动发电机。对于水头变化极小的场所，本实用新型可只带一台发电机。有的地方需要抗旱或抽水蓄能，主轴可以一端连接发电机，一端连接水泵，便于抗旱或抽水蓄能时用。有的场地可连接风机、空压机、农产品加工机、食品加工机等其它机械设备。

Claims (6)

1.一种新型冲压式水轮机，其特征在于：包括同心圆装配的外壳部件(1)和转轮部件(2)，外壳部件(1)的两侧内壁紧贴着转轮部件(2)的两侧外壁，所述外壳部件(1)由外壳体(11)、盖部件(12)、进水口(15)、出水口(16)定位连接而成，外壳部件(1)的进水口(15)处连接进水管(14)，外壳部件(1)的出水口(16)处连接尾水管(17)，所述转轮部件(2)包括主轴(21)、侧板(22)、轮圈(23)以及阻水板(24)，主轴(21)上设置两个侧板(22)，在两个侧板(22)之间设置有轮圈(23)，轮圈(23)外侧等间距的设置有阻水板(24)，阻水板(24)两两之间形成水槽(26)，水流(9)推动阻水板(24)从而带动主轴(21)转动，在主轴(21)的顶端设置有转速传感器(3)，主轴(21)通过联轴器(4)连接发电机(6)或者水泵(7)，在联轴器(4)与发电机(6)或者水泵(7)之间还设置有控制发电机(6)或者水泵(7)通断的电磁离合器(5)。

2.根据权利要求1所述的一种新型冲压式水轮机，其特征在于：所述主轴(21)通过联轴器(4)连接齿轮转向箱(8)，齿轮转向箱(8)再通过联轴器(4)连接发电机(6)或者水泵(7)。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型冲压式水轮机，其特征在于：所述外壳体(11)包括外壳组件(111)，外壳组件(111)上连接盖部件(12)的外壳盖(121)，密封轴承室(112)设置在外壳组件(111)的中部，密封轴承室(112)内设置减压排水腔(113)，排水孔(116)连接减压排水腔(113)，排水接头(114)一端连接排水孔(116)另一端连接排水管(115)使减压排水腔(113)与外界连通。

4.根据权利要求1或2所述的一种新型冲压式水轮机，其特征在于：所述外壳体(11)和盖部件(12)之间连接处设置有密封圈(18)，在转轮部件(2)与外壳部件(1)之间设置密封条(25)。

5.根据权利要求1或2所述的一种新型冲压式水轮机，其特征在于：所述外壳部件(1)的尾水管(17)处还设置有安全阀(13)，安全阀(13)由螺杆(131)、两个调节螺母(132)、弹簧(133)、滑套(134)、支架(135)、阀门(136)组成。

6.根据权利要求1或2所述的一种新型冲压式水轮机，其特征在于：所述进水口(15)和出水口(16)均为径向设置，出水口(16)呈喇叭口形或斗状。