弧斜形葉片水輪的製作方法
2023-06-02 23:47:11 1
專利名稱：弧斜形葉片水輪的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及水輪機的一種葉片水輪。該葉片水輪特別適宜安裝在低落差和自然湍流水的水面上、水中間、水底部作水輪機轉換水流能量使用。
現有各種水輪機的水輪均不能在低落差和自然湍流水的水面上、水中間、水底部安裝作功，其葉片的工作面積也無法按實際需要大型化、超特大型化設計製造。因此存在著水輪機在將水能轉換成電能的過程中，必須要攔河築壩修建蓄水庫，提高水位、增大水落差；必須遷移庫區大量的居民；建設電站工程難度大、工時多、時間長、耗資金額大，見效慢；排除蓄水庫內淤積泥沙困難，不利防洪及備戰，無法消除萬一決壩造成禍擊電站下遊的災害等問題。
本實用新型的目的意在克服上述缺點，科學地利用地球上普遍的自然水力資源，解決必須修建高大的攔河蓄水堤壩來提高水位落差而耗資巨額和工程難度大等問題，設計了一種能在低落差和自然湍流水作功，且可根據實際工作需要製作成大型、超特大型化的弧斜形葉片水輪。該水輪直接利用江河湍流的自然水和稍加改造過的自然水就可以建設一個具有一定規模的水電站。
本實用新型的目的是這樣來實現等距分布在中心軸上的外凸內弧的弧斜形葉片整體呈扭狀。其單片葉片弧度為100——160度，該葉片根部與中心軸軸心外圓沿螺旋線固定連接，該螺旋線起點和終點與軸心的連線在軸徑向剖面內投影的夾角為90——150度，葉片頂部與螺旋線傾斜方向一致。其葉片為三至數十片，葉片長度為1米至數百米或上千米，葉輪橫切外圓直徑為0.1米至數米。採用這種結構，當水輪轉動時，具有正向工作時受力面積極大，而在負向工作(回程)時，葉片不存在餘水，故阻力面積極小，轉速快，對每片葉片的工作面積可設計、製造出面積達2000平方米的超特大型弧凸斜形葉輪。本實用新型是利用湍流水的能量(流速達3米／秒)衝擊弧斜形葉片轉換能量，帶動中心軸旋轉。使用時，只需將水輪兩端的軸承座固定在河床或河堤上，在中心軸一端通過齒輪箱或其它傳動部件(如連軸器中的齒輪連軸器等)與發電機動力輸入軸相連。當湍流水從弧斜形葉片空間流過，水衝擊水輪轉動，具有的動能連續衝擊弧斜葉片產生扭矩，使中心軸旋轉，同時帶動發電機轉子轉動產生電能。
本實用新型製造加工精度要求低，生產容易、安裝簡單。其作用可以代替混流式、軸流式、貫流式、斜流轉槳式、雙擊式等水輪機，而減少了引水部件、導水機構、尾水管三大部件。利用它修建電站因不需修建高大的攔河壩，只需把江河兩岸邊適當整修，免除了因修蓄水庫須遷移庫區居民一系列問題，減少了工程難度、修建電站工時少、時間短，其耗資金額僅是需修高大攔河蓄水庫的10－20％左右。而且免除了庫內淤積泥沙、通航、防洪及備戰等顧慮，消除了決壩時禍擊電站下遊的災害後患等問題。同時可以在同一條江河上成階梯式的修建一定規模的電站，發出電能供用戶需要(該發電成本低)
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明
圖1為本實用新型一種結構示意圖。圖2為
圖1A——A橫斷面圖。圖3為
圖1的側視圖。圖4為
圖1弧斜形葉片展開圖。
參見
圖1——圖4，本水輪由等距焊接(或鑄造)在中心軸3上的六片外凸內弧的弧斜形葉片2和中心軸3兩端安裝的與軸承座4相配套的滾動軸承1構成。其弧斜形葉片2的弧度α為130°±30°，該葉片2的根部與中心軸3的表面沿螺旋線固定連接，該螺旋線的起點A和終點B與軸心的連線在徑向剖面內的夾角β為120°±30°，葉片2頂部與螺旋線傾斜方向一致。葉片2焊接安裝完畢後，整個水輪呈弧凸形斜面扭狀。由於弧斜形葉片2從一頭高斜向另一頭低，當水衝擊弧斜形葉片時，第一片弧斜形葉片工作未完，第二片弧斜形葉片高的一頭又接著工作，這樣在水力的衝擊下，水輪可實現連續工作，所以該水輪適合用於安裝在水面上，安裝在水中和水下衝動旋轉而產生較大的扭矩，而湍流水在衝擊弧斜形葉片產生動力後，該葉片又自然與水分離，水流自動從兩葉片間流走。
本水輪的中心軸直徑、長度，葉片的弧度α、片數、長度、葉片沿中心軸外圓的螺旋線夾角β及葉輪橫切面直徑按前述方案，並根據所建電站要求而定。本水輪結構的應用可設計、製造出小、中、大及超特大型弧斜形葉片水輪機。
採用本實用新型設計、製造的各類型水輪機可以固定安裝在自然江河水中或水下；在不能通航的河流也可橫跨兩岸安裝，修建梯級式的電站時，可隨著河床的增高與水流面的增高而上下調動；本實用新型也可以安裝在漂浮物上(如船舶、浮筒上，隨湍流水的變化而移動作功。還可以利用現有發電站的尾水和現有水渠的流水衝擊葉輪旋轉發出電能供有關用戶使用。同時還可以利用現有水內交通工具航行時的尾水能量發出電能，供其水內交通工具在航行時推進力以外的用電(如照明)等等。
權利要求1.一種包括葉片、中心軸、軸承及軸承座的弧斜形葉片水輪，其特徵在於等距分布在中心軸上的弧斜形葉片整體呈扭狀，其單片葉片弧度為100度-160度，該弧斜形葉片根部與中心軸軸心外圓沿螺旋線固定連接，該螺旋線起點和終點同軸心的連線在軸徑向剖面內的投影夾角為90度-150度，葉片頂部與螺旋線傾斜方向一致。
2.根據權利要求1所述的弧斜形葉片水輪，其特徵在於弧斜形葉片至少三片。
專利摘要本實用新型提供了一種適宜安裝在低落差和自然湍流水的水面上、水中間、水底部作水輪機轉換水流能量使用的弧斜形葉片水輪。其在中心軸上的弧斜形葉片整呈扭狀，弧斜形葉片沿中心軸外圓呈螺旋狀固定連接。該水輪製造加工精度低、生產容易、安裝簡單。它解決了必須修建高大的攔河蓄水堤壩來提高水位落差而耗資巨額和工程難度大等問題。根據實際需要採用本水輪結構，可設計、製造出小、中、大及超特大型斜弧形葉片水輪機。
文檔編號F03B7/00GK2212091SQ94229609
公開日1995年11月8日 申請日期1994年9月17日 優先權日1994年9月17日
發明者康正福 申請人:康正福