[發明專利]一種沖擊式水輪機的轉輪

在審

• 申請號: 202210267069.5
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114526184A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 喻懷領;喻斌;周莉
• 申請（專利權）人: 喻懷領
• 主分類號: F03B1/02
• 分類號: F03B1/02
• 代理公司: 萍鄉益源專利事務所 36119
• 代理人: 張放強

本發明公開了一種沖擊式水輪機的轉輪，它間隔設置在高壓水箱上的多噴頭下方，所述轉輪包括主軸、內圓筒、圓形擋板和弧形葉片，圓形擋板相對固定在主軸上，所述內圓筒、弧形葉片與主軸同軸線焊接固定在圓形擋板之間，所述相鄰兩弧形葉片與內圓筒之間形成有一個外端具有開口的水斗，弧形葉片由兩個曲率半徑不同的曲線形成，弧形葉片的厚度由內向外逐漸變小。本發明所述的水輪機的斗葉為弧形葉片，其特點是射流行程大，射流受力面積增加．轉輪輸出功率增加。

技術領域

本發明涉及一種沖擊式水輪機的轉輪，特別是涉及箱式循環水電能轉換高壓水箱多高壓噴管多高壓噴頭沖擊式水輪機的轉輪。

背景技術

水力發電是當今電力發展的新方向，它不僅發電成本低，而且不污染環境，在我國南方水資源比較豐富地區中小型水力發電發展較快。雖然水力發電具有發電成本低、能持續發展與應用，環保等特點，但水力發電的發展與應用還有一定的局限性，由于用于水力發電的水力資源不僅要具有一定的流量和水頭，且還要具有能蓄存一定水容量的庫體和建造落差不低于3米的壩體，而且庫體水源補給要充足穩定的要求，才能使水輪機產生旋轉而發電。由于我國南方很多豐富的小型水力資源，小型水力并網發電在我國南方得到普及發展利用，但分布在我國南方偏遠山區的各種傳統水斗式轉輪小型水力發電機。傳統水斗式水輪機采用模型真機實驗模式，設計時間長，制造水斗式水輪機工藝復雜，工期長，轉輪體積大，重量重。單噴頭射流面積小，射流直徑小，射流行程小，輸出功率小。傳統水斗式水輪機轉輪出力的合外力矩Mu=d(mv_ur)/dt【3-26】，【摘自高等學校電子與電氣工程及自動化專業教材—《現代能源與發電技術》第3章123頁】。西安電子科技大學出版社，主編：邢運民、陶永紅。

發明內容

針對上述現有技術中傳統水輪機轉輪所存在的問題，本發明設計上跳出了傳統水輪模型真機實驗模式；通過增加射流受力面積，提出了一種高壓水箱多高壓噴管多高壓噴頭、射流直徑大、射流面積大，射流速度快，射流行程長，輸出功率更大的沖擊式水輪機轉輪。

本發明要解決的技術問題所采取的技術方案是：一種沖擊式水輪機的轉輪，它間隔設置在高壓水箱上的多噴頭下方，所述轉輪包括主軸、內圓筒、圓形擋板和弧形葉片，圓形擋板相對固定在主軸上，所述內圓筒、弧形葉片與主軸同軸線焊接固定在圓形擋板之間，所述相鄰兩弧形葉片與內圓筒之間形成有一個外端具有開口的水斗，所述弧形葉片由兩個曲率半徑不同的曲線形成，所述弧形葉片的厚度由內向外逐漸變小并用不銹鋼板制成。

進一步地，一種沖擊式水輪機的轉輪，它間隔設置在高壓水箱高壓噴管噴頭的下方，所述轉輪包括主軸、內圓筒、圓形擋板和弧形葉片，圓形擋板相對固定在主軸上，所述內圓筒、弧形葉片與主軸同軸線焊接固定在圓形擋板之間，所述轉輪在高壓水箱高壓噴管高壓噴頭下方任意相鄰兩弧形葉片之間能形成進水口和出水口，相鄰兩弧形葉片與內圓筒之間形成有一個外端具有開口為12.06cm的水斗，所述弧形葉片用不銹鋼板制成。

本發明所述沖擊式水輪機轉輪出力的合外力矩Mu=d(mv_urs)/dt[5].式中mv_urs-運動物體的動量矩。

本發明所述的轉輪在高壓、高速射流水作用下，水輪高速旋轉帶動發電機發電。本發明不僅結構緊湊合理、制造工藝簡單、體積小、重量輕、便于安裝維護，且輸出功更大一些。

本發明用于沖擊式水輪機的工作原理：

1.動量矩定律

A、直線加速運動的物體可應用牛頓第二定律得出其動量方程為

F=ma=dv/dt=d(mv)/dt [1]

式中：F一作用物體的合外力；

m-運動物體的質量；

a-運動物體的加速度，

mv-運動物體的動量；

根據公式[1]可得出動量定律，作用物體的合外力等于該物體單位時間內動量的變化量。