[實用新型]開合式葉片水輪機

有效

• 申請號: 201320746804.7
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN203570495U
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 劉運武
• 申請（專利權）人: 劉運武
• 主分類號: F03B3/00
• 分類號: F03B3/00;F03B3/14;F04D29/18;F04D29/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及借助水在流動中所形成的水能用來驅動機器的一個間接傳動部件，更確切更具體地來講就是用來驅動發電機或其他機器的水輪機。?

背景技術

水力發電是人類改造大自然，利用大自然最成功的一個典范，是取之不盡、用之不竭的綠色再生能源。水輪機是以水作為介質的流動機械，是水電廠帶動發電機的原動機，水輪機運行的經濟性和安全性直接影響水電廠的經濟效益，根據水輪機其結構的不同有混流式、軸流式、斜流式、貫流式和水斗式等多種。混流式水輪機的水流進入轉輪前是沿主軸半徑方向，在轉輪內轉變為斜向，最后沿主軸軸線方向流出轉輪，水流在轉輪內做旋轉運動的同時，還進行徑向運動和軸向運動，所以稱為“混流式”，其結構與做功原理見圖1（箭頭表示水流路線，正中為主軸，葉片安裝在主軸四周，下文同）；軸流式水輪機的水流在進入轉輪前，已經轉過90°角，水流沿主軸軸線方向進入轉輪，又沿主軸軸線方向流出轉輪，水流在轉輪內同時做旋轉運動和軸向運動，沒有徑向運動，所以稱為軸流式，其結構與做功原理如圖2所示；斜流式水輪機其轉輪內的水流運動與混流式轉輪一樣，轉輪葉片與軸流式基本相同，其性能吸取了上述兩種水輪機的優點，但結構和工藝要求較復雜，如圖3所示；貫流式水輪機的轉輪結構及轉輪內的水流運動與軸流式安全一樣，所不同之處為貫流式水輪機的水流從進入水輪機到流出水輪機幾乎始終與主軸軸線平行貫通，“貫流式”名稱由此而來，其結構形狀與做功原理如圖4所示；水斗式水輪機其水流徑噴嘴形成高速射流，射流沿著轉輪旋轉平面的切線方向沖擊轉輪斗葉促其旋轉，所以又稱為“切擊式”水輪機，它的結構與做功原理如圖5及圖6所示。?

到此為止，不管是哪一種水輪機，都是借助于水的流動來推動其葉輪（轉輪）連及主軸運轉，主軸在運轉中直接或間接（通過主被傳動輪）驅動發電機或其他機器運轉。由于轉輪上的葉片在運轉中其尺寸大小因早已定型而不能改變，在每運轉一周中其外緣周線360°的每一個點與旋轉中心距離是相等的，以水斗式水輪機為例，受水流推動的一側往下，相對的一側往上，往上的一側邊重量越多和距離旋轉中心越遠所形成的阻力也相應越大，反之越小，阻力大便意味著耗能多；另外傳統做法中的水輪機較笨重，如三峽水電站安裝的混流式水輪機其轉輪φ為9.832m和10.416m兩種，水輪機質量分別為3200t和3323t，從而制造成本略高；還有在運轉中當發電機斷路跳閘甩負荷時使水輪機運轉阻力瞬間下降，其轉速上升到一個極限值，轉速越高，水流隨葉片旋轉的機會也就越大，高速運轉稱為機組發生了飛逸，機組飛逸是很危險的一個信號，因為轉動部件的離心力與轉速平方成正比，也就是說機組轉速?

?上升到原來的兩倍，則傳動部件的離心力增大到原來的四倍，強大的離心力將對發電機轉子的機械強度構成極大的威脅。

發明內容

本實用新型為解上述不足，旨在提供一種節能省電，重量較輕，運轉安全，既能借助水的推力使其運轉，也能用動力帶動用于抽水或促使氣體流動的一種多功能水輪機或稱吸排泵，采用以下技術方案予以實現。?

在同一個輥筒的外緣周線上以等距離安裝若干塊縱向（與輥筒斷面成直角）弧形板塊做為葉片，各板葉與輥筒為轉動配合即可橫向旋動一定角度，將同一輥筒外緣周線的若干葉片頂頭兩側都置于同一個偏心并靜止不動的環形軌道中，運轉中的弧形板狀葉片受著軌道的制約，促使葉片外邊頂頭在運轉一周中距離旋轉中心由遠到近又由近到遠，距離旋轉中心遠所起的作用是做功，即接受水流的推力，水流為主動葉片為被動而旋轉，距離旋轉中心近是為了減少運轉的阻力，遠可以是近的兩倍以上。當由動力帶動時，距離旋轉中心遠所起的作用是增加吸入量和排出量，距離旋轉中心近可減少介質（水或空氣）的回流，不管是遠還是近，都是為了提離效率。?

為減輕運轉中其葉片外邊頂頭與兩側軌道的磨擦，而在每一塊葉片的外邊頂頭兩側分別安裝各一個走輪，走輪在軌道上做環形滑移為滾動移位，走輪的輪子由兩側面帶密封蓋的軸承（出廠前已加注潤滑油）和外套組合而成，外套其敞開的一個側面加裝有水封，用于保護軸承免受水浸。各葉片內邊以等距離安裝在同一個輥筒的外緣周線上同樣為軸承式結構以便轉動，輥筒與葉片連接處在長度上為左右兩個點或兩個點以上，其葉片弧度略大于輥筒外緣直徑，即以在運轉中合攏時能與相鄰上下葉片貼合為準（此時葉片外邊頂頭距旋轉中心為最近）。?