衝擊式水輪機及衝擊式水輪發電的製造方法
2023-09-23 00:50:45
衝擊式水輪機及衝擊式水輪發電的製造方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種衝擊式水輪機及衝擊式水輪發電機。衝擊式水輪機，其包括進水通道、出水通道、葉輪、機架以及軸端密封機構，所述進水通道和出水通道均固定在所述機架上，所述葉輪可轉動地設置在所述機架上。噴嘴的設置，可以保證水的衝擊力可以有效地作用在葉片上，葉片的結構也可以承受水更大面積的衝擊，進而提高效率。本實用新型還涉及該衝擊式水輪機製成的水輪發電機，該水輪發電機可以包含多個水輪機串聯而成的水輪機組。水輪機組可以進一步提高能量轉化率。
【專利說明】衝擊式水輪機及衝擊式水輪發電機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種衝擊式水輪機，其利用水的衝擊力產生機械能，本實用新型還涉及利用該水輪機製成的水輪發電機。
【背景技術】
[0002]水輪機是利用水的勢能或動能重複做功的機械，而衝擊式水輪機主要是利用水在高速狀態下的衝擊力，對葉輪做功，推動轉軸高速旋轉。將該水輪機連接至發電機，從而製成水輪發電機或水輪發電機組，如專利201320205085.8,201010260418.8等所述。效率和密封是衝擊式水輪發電機的兩個主要問題。效率可以通過改變水的流速和衝擊力與葉片的夾角實現。密封主要是指軸端密封，201110445202.3、200610022310.9均是涉及葉輪軸端密封的技術方案，特別的，200780025259.X的刷狀密封件可以作為本案的參考。一方面的，可以進一步改善衝擊力和葉片的結構，以便提高效率；另一方面，可以採用更佳有效的密封結構，減少軸端密封。此外，提高了密封，可以有效降低水從軸端洩露，也可以間接提高效率。
實用新型內容
[0003]本實用新型提出了一種衝擊式水輪機和衝擊式水輪發電機，其具有較高的效率和較低的軸端洩漏。
[0004]本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0005]一種衝擊式水輪機，其特徵在於，包括進水通道、出水通道、葉輪、機架以及軸端密封機構，所述進水通道和出水通道均固定在所述機架上，所述葉輪可轉動地設置在所述機架上，並且，所述葉輪位於所述進水通道和出水通道之間，所述葉輪包括轉軸和多個固定在所述轉軸上的葉片，所述葉片具有一凹槽，
[0006]所述軸端密封機構包括密封罩、密封刷，所述密封刷套在所述轉軸上，該密封刷的外側固定在所述機架上，所述密封刷的內側朝所述葉輪延伸，所述密封罩套在所述轉軸上，並且該密封罩蓋在所述密封刷上。
[0007]在本實用新型的衝擊式水輪機中，所述進水通道的靠近所述葉輪的一側設有噴嘴，該噴嘴的軸線與所述葉輪的最下方的葉片相交。
[0008]在本實用新型的衝擊式水輪機中，所述機架由機架座和機架蓋組成，所述進水通道和出水通道均設置在所述機架座上，所述機架蓋固定在所述機架座的上方，並且，該機架蓋與所述進水通道和出水通道的連接處均設有彈性密封件。
[0009]在本實用新型的衝擊式水輪機中，所述葉片的截面為三角形，並且該葉片遠離所述轉軸的角為30°。
[0010]在本實用新型的衝擊式水輪機中，所述噴嘴的軸線與所述進水通道的軸線的夾角為 20° 至 30°。
[0011]在本實用新型的衝擊式水輪機中，所述軸端密封機構還包括連接軸和推力彈簧，所述連接軸的一端固定在所述機架上，另一端穿過所述密封罩，所述推力彈簧一端固定在所述連接軸上，另一端頂在所述密封罩上。
[0012]一種衝擊式水輪發電機，其特徵在於包括一個以上的衝擊式水輪機以及發電裝置，所述轉軸連接至所述發電裝置的輸入端。
[0013]實施本實用新型的這種衝擊式水輪機，具有以下有益效果:噴嘴的設置，可以保證水的衝擊力可以有效地作用在葉片上，葉片的結構也可以承受水更大面積的衝擊，進而提高效率。軸端密封機構可以保證轉軸軸端有效密封。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的這種衝擊式水輪機的示意圖；
[0015]圖2為圖1的剖視圖；
[0016]圖3為圖1的另一方向的剖視圖；
[0017]圖4為圖3的A處的局部視圖；
[0018]圖5為本實用新型的衝擊式水輪機的葉片的示意圖；
[0019]圖6為本實用新型的衝擊式水輪機組成的水輪機組的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0021]如圖1至5所示的本實用新型的衝擊式水輪機，其包括進水通道1、出水通道2、葉輪3、機架4以及軸端密封機構5。
[0022]所述機架4由機架座41和機架蓋42組成。機架座41的底部為承臺，所述機架蓋42固定在所述機架座41的上方。機架蓋42與機架座41組成一容納腔43，該容納腔43用於放置葉輪3。所述進水通道I和出水通道2均設置在所述機架座41上，而機架蓋42該在進水通道I和出水通道2的上方。為了降低洩漏，該機架蓋42與所述進水通道I和出水通道2的連接處均設有彈性密封件43。
[0023]所述進水通道I和出水通道2的主要部分均為筒狀結構，以便於水的高速流通。所述進水通道I的靠近所述葉輪3的一側設有噴嘴11，該噴嘴11通過內法蘭12設置在進水通道I上，噴嘴11的直徑為進水通道I的0.57倍。該噴嘴11的軸線與所述葉輪3的最下方的葉片32相交，並且所述噴嘴11的軸線與進水通道I的軸線的夾角為20°至30°，這種結構可以提聞水流對葉片32的衝擊，提聞轉化效率。
[0024]所述葉輪3可轉動地設置在所述機架4上，並且，所述葉輪3位於所述進水通道I和出水通道2之間，所述葉輪3包括轉軸31和多個固定在所述轉軸31上的葉片32。較佳的，葉片32通過螺釘固定在轉軸31上。如圖5所示，所述葉片32具有一凹槽33，所述葉片32的截面為三角形，並且遠離所述轉軸31的角為30°，水流可打在凹槽33內，提高能量轉換效率。在本實施例中，葉片32的數目為十二個。
[0025]所述軸端密封機構5包括密封罩51、密封刷52，所述密封刷52套在所述轉軸31上，該密封刷52的外側固定在所述機架4上，所述密封刷52的內側朝所述葉輪3延伸，所述密封罩51套在所述轉軸31上，並且該密封罩51蓋在所述密封刷52上。密封刷52採用彈性材料製成，葉輪3上的水壓較大,擠壓密封刷52，而密封刷52減少了水的流出。而密封罩51位於外側，其內具有從葉輪3洩漏出的水，密封罩51處的水壓同時作用在密封刷52上，減少了密封刷52與轉軸31的摩擦。簡言之，密封刷52可有效保持腔內與腔外的水壓差，相對於外界空間，密封罩51又可以維持腔外一定的水壓，兩級降壓，減小洩漏。圖示小箭頭的方向表示水溢出的方向。
[0026]參照圖4，所述軸端密封機構5還包括連接軸53和推力彈簧54，所述連接軸53的一端固定在所述機架4上，另一端穿過所述密封罩51，所述推力彈簧54 —端固定在所述連接軸53上，另一端頂在所述密封罩51上。密封罩51與機架4之間，設置一彈性密封件55，例如橡膠圈等。推力彈簧54允許密封罩51產生一定的偏移，提高了持久密封能力。此外，在本實施例中，連接軸53還起到固定密封刷52的作用。
[0027]本實用新型的衝擊式葉輪3發電機，其包括多個衝擊式水輪機以及發電裝置，所述轉軸31連接至所述發電裝置的輸入端。多個水輪機組成水輪機組，水流從前端進入，如圖6所示，從末端流出，水輪機的轉軸31均可以輸出機械能。
[0028]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種衝擊式水輪機，其特徵在於，包括進水通道、出水通道、葉輪、機架以及軸端密封機構，所述進水通道和出水通道均固定在所述機架上，所述葉輪可轉動地設置在所述機架上，並且，所述葉輪位於所述進水通道和出水通道之間，所述葉輪包括轉軸和多個固定在所述轉軸上的葉片，所述葉片具有一凹槽，所述軸端密封機構包括密封罩、密封刷，所述密封刷套在所述轉軸上，該密封刷的外側固定在所述機架上，所述密封刷的內側朝所述葉輪延伸，所述密封罩套在所述轉軸上，並且該密封罩蓋在所述密封刷上。
2.根據權利要求1所述的衝擊式水輪機，其特徵在於，所述進水通道的靠近所述葉輪的一側設有噴嘴，該噴嘴的軸線與所述葉輪的最下方的葉片相交。
3.根據權利要求1所述的衝擊式水輪機，其特徵在於，所述機架由機架座和機架蓋組成，所述進水通道和出水通道均設置在所述機架座上，所述機架蓋固定在所述機架座的上方，並且，該機架蓋與所述進水通道和出水通道的連接處均設有彈性密封件。
4.根據權利要求1所述的衝擊式水輪機，其特徵在於，所述葉片的截面為三角形，並且該葉片遠離所述轉軸的角為30°。
5.根據權利要求2所述的衝擊式水輪機，其特徵在於，所述噴嘴的軸線與所述進水通道的軸線的夾角為20°至30°。
6.根據權利要求1至5任意一項所述的衝擊式水輪機，其特徵在於，所述軸端密封機構還包括連接軸和推力彈簧，所述連接軸的一端固定在所述機架上，另一端穿過所述密封罩，所述推力彈簧一端固定在所述連接軸上，另一端頂在所述密封罩上。
7.—種衝擊式水輪發電機,其特徵在於包括一個以上的權利要求1所述的衝擊式水輪機以及發電裝置，所述轉軸連接至所述發電裝置的輸入端。
【文檔編號】F03B1/04GK204003232SQ201420364513
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月3日 優先權日:2014年7月3日
【發明者】何玉春 申請人:何玉春