[發明專利]一種水流式向心渦輪

在審

• 申請號: 201711288072.0
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108005834A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 黃靖;羅建群;謝愛華;歐立濤;汪慶湘;曹葉芝;徐秋紅;余偉鵬
• 申請（專利權）人: 株洲南方閥門股份有限公司
• 主分類號: F03B3/12
• 分類號: F03B3/12;F03B3/18;F03B11/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發明涉及水流發電技術領域，公開了一種用于管道式發電機的水流式向心渦輪。所述水流式向心渦輪包括渦殼，所述蝸殼內設有向心渦輪，所述向心渦輪外設有導流的導流葉片，所述向心渦輪包括內環和外環，所述外環上固定有旋轉的大葉片，任意相鄰的大葉片之間還設有固定在外環上的旋轉的小葉片，所述內環套在外環上形成向心渦輪的進水口和出水口，所述大葉片的兩端分別延伸至進水口和出水口，所述小葉片的一端延伸至進水口，另一端在軸向方向低于出水口的位置，所述外環上還設有安裝轉子的螺紋管。

技術領域

本發明涉及水流發電技術領域，更具體地，涉及一種用于管道式發電機的水流式向心渦輪。

背景技術

隨著全球工業化的發展，能源問題逐漸凸顯，一方面是能源的來源不能滿足日益擴大的高耗能產業需求，重要的能源物資逐漸變得緊缺，日趨消耗殆盡，另一方面能源的消耗和開采對環境的影響也累積加深，導致氣候變化，影響工業和產業的發展以及人類的生活質量。在這樣的背景下，社會需要開發新型的能源形式，這種能源形式應當滿足取之不盡，用之不竭，并且對環境沒有過度有害影響，例如利用空氣冷熱對流產生的風能，利用潮汐和水流產生的能量，利用太陽輻射產生的能量等形式。

管道式發電機是將管道余壓轉化為電能的裝置，主要由兩個部分組成：向心式水輪機及發電機，現有水輪機行業常用的混流式和斜流式，中國專利CN203161423U 公開了一種水渠道水力發電裝置，這種水力發電裝置包括葉輪和支架，葉輪上設有輪葉，葉輪輸出軸一端固定連接第一齒輪，第一齒輪與第二齒輪嚙合傳動，第二齒輪帶動發電機轉子旋轉發電，其中輪葉的形狀與水渠道形狀匹配，從而增大了水對輪葉的沖擊力，提高了水流能量的利用率。中國專利CN203822528U公開了一種水力發電裝置，這種水力發電裝置包括水力轉動輪、變速裝置和發電機等部件，由設在轉動輪上方的供水槽提供水流，利用水流的落差沖擊轉動輪帶動電機發電。文件中還特別指出，可以包括多套上述水力發電裝置，這些水力發電裝置布置在同一垂直的水流落差方向上，從而實現了多級發電的方式，提高了水流能量的使用率。

綜上所述，現有技術中的水力發電設備都是采用水流沖擊裸露在外的大型水輪實現能量轉換的，但是無法控制水流沖擊方向，能量轉化率較低，而且設備尺寸大，使用不方便。

發明內容

本發明解決的技術問題針對現有技術的不足，采用航空發動機里向心渦輪的設計方法，提一種用于管道式發電機的水流式向心渦輪。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

提供一種水流式向心渦輪，包括渦殼，所述蝸殼內設有向心渦輪，所述向心渦輪外設有導流的導流葉片，所述向心渦輪包括內環和外環，所述外環上固定有旋轉的大葉片，任意相鄰的大葉片之間還設有固定在外環上的旋轉的小葉片，所述內環套在外環上形成向心渦輪的進水口和出水口，所述大葉片的兩端分別延伸至進水口和出水口，所述小葉片的一端延伸至進水口，另一端在軸向方向低于出水口的位置，所述外環上還設有安裝轉子的螺紋管。

本發明的工作原理如下：高壓水流進入蝸殼內，在靜止的導流葉片的引導下，沖擊向心渦輪，從而使向心渦輪轉動并輸出功率，同時水壓降低，最后水流從向心渦輪出水口流出，解決了現有技術中管道發電無法控制水流沖擊方向，能量轉化率較低，而且設備尺寸大，使用不方便的問題。

進一步地，所述蝸殼內的流道管徑按水流進入方向從大到小，始終能保持水流的高壓和流速。

進一步地，所述外環的外壁上還設有迷宮式篦齒，用于減小水流從高壓端向低壓端泄露。

進一步地，所述內環的外壁上還設有螺紋用于旋轉，從而無需額外的安裝固定機構。

進一步地，所述導流葉片在徑向方向上的厚度大于進水口的口徑，保證導流效果。

進一步地，所述導流葉片固定在蝸殼內，用于抵消高壓水流沖向大、小葉片時反向的沖擊力。