[發明專利]改良的水力渦輪機

無效

• 申請號: 201080018986.5
• 申請日: 2010-04-26
• 公開（公告）號: CN102422013A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 卡西米·阿利
• 申請（專利權）人: 第一水力公司
• 主分類號: F03B3/00
• 分類號: F03B3/00;F03B3/08;F03B3/12;F03B11/02
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 王宏偉;周家欣

技術領域

本發明一般涉及水力渦輪機，其在驅動尤其是用于發電的機械組件及類似組件，具有達致更高效率及更好的能量轉化性質的改良的水流入及流出功能。本發明集中于控制液體以軸向方向流入渦輪機轉輪，并沿徑向軸線流出。

背景技術

水力渦輪機有多種配置、形狀及尺碼，種類由相對簡單的，至水力發電廠里使用計算機控制配合多個渦輪最復雜的。常見的水力渦輪機類別是法蘭西斯式水輪機、卡普蘭水輪機、佩爾頓水輪機、班基式水輪機及斜流式水輪機。該等水力渦輪機把來自液體的能量轉化機械能量，再轉化至電能?，F有水力渦輪機的配置存有差異，尤其是關于水的流入及流出方向、轉輪的使用、離心力對水流的影響及對水流的阻礙。

在一些水力渦輪機配置中，尤其是佩爾頓水輪機、班基式水輪機及斜流式水輪機類別，轉輪的使用一般為低，只有若干部分的轉輪在任何時刻被使用以轉化能量。由于該等渦輪機的特定能量轉化(kW/kg)較低，該等渦輪機對低水頭位置通常昂貴，即需要使用大量的材料，才能得到同等輸出量。

由于離開該等水輪機的水流的扭力性質所致，因空穴而出現的能量流失常見于法蘭西斯式水輪機及卡普蘭水輪機。該等空穴難以處理，致使該等水輪機不適用于扭力效果更嚴重的高水頭應用。長遠而言，空穴亦對水輪機轉輪造成損害。

而且，在其它水輪機設計，水頭致使轉輪轉動產生的水中的離心力與自然水水力對抗。因此，可供能量轉化的凈力受限制于離心力。其對法蘭西斯式水輪機及卡普蘭水輪機亦然。減少轉輪的特定能量轉化系數(kW/kg)，致使該等水輪機不適用于低水頭應用。

此外，在一些現有設計如卡普蘭水輪機及班基式水輪機，水輪軸按設計沿著水道設置，對水流造成阻礙。這致使效率及能源輸出量減低。

因此，對低、中、高水頭應用的更高特定能量轉化系數(kW/kg)、轉輪更高效的能量轉化過程及更多面的設計為一般優選。

因此，本發明的目的是提供水力渦輪機組件的另類配置，其給出高生產力、使用更為多面，容許所有在低、中、高水壓水頭應用的運作，并使運作高效。本發明的另一目的是提供改良的水力渦輪機組件，其生產最少量的及/或不會生產漩渦及空穴，因而造成低量的維修需要。本發明的改良的水力渦輪機名為DAENG水力渦輪機，乃參照Dual?Axis?Engineering，即本申請的申請人。

發明內容

本發明的目的是提供一水力渦輪機組件，其通過轉輪使用的最大化具有更高能量轉化的性質。

本發明的另一目的是提供一水力渦輪機組件，其中水向著離心力的相同方向流出，其在由轉動轉輪所產生的徑向方向上起作用，引致更高的能量轉化。

此外，本發明的另一目的是提供一水力渦輪機組件，其不會在渦輪機出口對水產生扭力作用，造成最少量的且甚至不會產生空穴。

本發明的該等及其它目的通過提供以下物件實現：

一水力渦輪機(1)，其最少包括一進水接頭(2)、一內側外殼(3)及一外側外殼(4)；及

一設置成內向著所述進水接頭(2)末端并設置于外側外殼(4)及內側外殼(3)之間的渦輪機轉輪(6)，所述渦輪機轉輪(6)機械連接至一水輪軸(7)，其設有通過水輪軸(7)轉動而產生機械能量的裝置；

其特征在于：

所述進水接頭(2)及渦輪機轉輪(6)被設置成使水沿著與水輪軸(7)相同的軸線但從對面末端進入所述渦輪機，通過一彎曲錐形組件(11)的使用改變其方向至徑向方向，進入轉輪葉旋槳(8)之間的空穴及向徑向方向離開轉輪(6)，而不會被水輪軸(7)阻礙。

優選地，渦輪機轉輪(6)具有多個葉旋槳，葉旋槳表面設置成使進入轉輪的水穿過葉旋槳之間的空隙，被引導至向著與轉動轉輪的離心力的相同方向流出轉輪。

然而，亦應為優選的是，一控制圓環(9)與渦輪機組件結合，以控制渦輪機的能量輸出量。

而且，亦應為優選的是，轉輪于渦輪機運作期間的所有時間被設置為濕潤狀態。

亦應為優選的是，水力渦輪機可以于由低至高水頭運作的廣泛范圍運作。

附圖說明

本發明實施例現將參照附圖說明(僅為舉例說明)，其中：

圖1是根據本發明實施例配置的水力渦輪機組件的立體圖。

圖2是根據本發明實施例配置的水力渦輪機組件的局部橫剖視立體圖。

圖3是本發明具有單一圓盤的渦輪機轉輪及水輪軸設置的立體圖。

圖4是渦輪機轉輪及水輪軸設置的另一立體圖，轉輪具有多個圓盤。