[實用新型]一種雙級對沖式水輪機

有效

• 申請號: 201320856487.4
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN203655514U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 鄭小兵
• 申請（專利權）人: 鄭小兵
• 主分類號: F03B3/00
• 分類號: F03B3/00;F03B3/18;F03B3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于水力發電技術領域，具體涉及一種雙級對沖式水輪機。

背景技術

水輪機是將水流的能量轉換為旋轉機械能的水力原動機，主要應用于水電站驅動水輪發電機產生電能，為水電站的關鍵動力設備。

當前的水輪機多采用單級式水輪機，導向葉輪后只有一級旋轉做功葉輪。由于水流具有不可壓縮性及能量傳遞性、單級機做功后的剩余能量就白白流失，無法完成最高的轉換利用率，因而造成水資源浪費。生產效率不高，據資料記載，一般效率最高只能達到85％左右。所以探討新的工作方式仍大有潛力。

實用新型內容

本實用新型針對目前的水輪機能量利用率低，水的勢能損失大的問題，提出一種雙級對沖式水輪機。

一種雙級對沖式水輪機，機殼1上部內側設有支撐架2，支撐架2與導水錐3固定連接，導水錐3下部設有固定導水葉輪4，固定導水葉輪4下部設有一級葉輪5，一級葉輪5下部設有二級葉輪6，二級葉輪6下部設有外軸7，外軸7內套有內軸8，外軸7的下端與集能箱9相連，集能箱9內設有齒輪101、102、103，其中齒輪103外接輸出軸11。

所述固定導水葉輪4的固定葉片12之間設有調速葉片13。

所述一級葉輪5的葉片方向與固定導水葉輪4的葉片方向相反。

所述二級葉輪6的葉片方向與一級葉輪5的葉片方向相反。

所述齒輪101、102、103為3個傘形齒輪，分別連接于內軸8、外軸7及輸出軸11上，齒輪的傾角為45度。

本實用新型的有益效果：本實用新型的水輪機是水流通過前端固定導水葉輪后改變方向以相應的角度沖擊第一級葉輪，做功完成后出口的被加速、帶方向性的沖擊水能及時的、連續地再對第二級葉輪做功，兩級葉輪旋轉方向相反且同軸同速運動，以此來充分吸收水流在經過葉輪時的勢能，最后在尾水部設集能箱，將同軸正、反轉動能疊加后變為同向輸出，由于第二級葉輪繼承了一級葉輪的反向水能，所以效率比傳統單級葉輪高很多，在導向葉輪的葉片之間加裝可以90度旋轉的小葉片，通過液壓機構來調節小葉片的角度從而來控制導向葉輪的葉片之間的過水量，從而實現調速。

附圖說明

圖1為本實用新型雙級式水輪機結構示意圖；

圖中，1-機殼、2-支撐架、3-導水錐、4-固定導水葉輪、5-一級葉輪、6-二級葉輪、7-外軸、8-內軸、9-集能箱、101-與內軸連接的齒輪、102-與外軸連接的齒輪、103-與輸出軸連接的齒輪、11-輸出軸、12-固定葉片、13-調速葉片。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明。

實施例1

一種雙級對沖式水輪機，機殼1上部內側設有支撐架2，支撐架2與導水錐3固定連接，導水錐3下部設有固定導水葉輪4，固定導水葉輪4下部設有一級葉輪5，一級葉輪5下部設有二級葉輪6，二級葉輪6下部設有外軸7，外軸7內套有內軸8，外軸7的下端與集能箱9相連，集能箱9內設有齒輪101、102、103，其中齒輪103外接輸出軸11。

一級葉輪5與內軸8相連，內軸8與齒輪101相連，二級葉輪6與外軸7相連，外軸7與齒輪102相連。

集能箱9由支撐架固定于尾水端的機殼1內正中心。輸出軸11垂直穿過機殼1連接發電機。(可360度任意連接)。

固定導水葉輪4的固定葉片12之間設有調速葉片13，通過調節導水葉片間的過水量即可實現水輪機的調速。一級葉輪5的葉片方向與固定導水葉輪4的葉片方向相反。二級葉輪6的葉片方向與一級葉輪5的葉片方向相反。齒輪101、102、103為3個傘形齒輪，分別連接于內軸8、外軸7及輸出軸11上，齒輪均為同齒數傘形齒輪，可以通過改變齒輪的齒數來實現變速，齒輪的傾角為45度。

本實施例的水輪機工作原理如下：首先水流通過導水錐增壓后，進入固定的帶有一定角度的固定導水葉輪，強制水流改變方向并向第一級葉輪沖擊，使之獲得動能，轉換完成，這也就是傳統的軸流式水輪機的結構。鑒于水流具有連續性、不可壓縮性、能量傳導性等，傳統結構的水輪機此時被第一級葉輪加速，且反方向的剩余水能就白白流失，而雙級式水輪機正是因為二級葉輪繼承了第一級葉輪的能量，形成了對向沖擊、相互作用、并使之疊加于同一根輸出軸上，實現了完美結合，因而讓較高的能量轉換效率來得與實現。