水利發電裝置的製作方法
2023-05-08 05:50:21 1
專利名稱：水利發電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發電裝置，具體來講，涉及一種水利發電裝置。
背景技術：
現有技術的水利發電裝置，包括進水涵洞、水輪機渦殼、水輪機葉輪、發電機組、出水涵洞等幾部分。進水涵洞一端連接上遊水壩，一端連接水輪機渦殼。水輪機機渦呈圓柱形，中心裝有水輪機葉輪。這種水利發電裝置利用水的自身重量及落差來發電，水從進水涵洞進入水輪機渦殼，從一側衝擊直接水輪機葉輪的葉片上，做功之後就流入出水涵洞排放到下遊。這種水利發電裝置的缺點是1、水輪機葉輪的葉片受力不均勻，水輪機容易產生振動和搖擺現象；2、水輪機容易造成空蝕；3、水利、水能資源利用率較低。
發明內容
本實用新型的發明目的在於克服上述不足，提供一種受力均勻、水能資源利用率高的水利發電裝置。
為實現上述發明目的，本實用新型水利發電裝置包括進水涵洞、水輪機渦殼、水輪機葉輪、發電機組、出水涵洞，水輪機葉輪軸帶動發電機組發電，其特徵在於，水輪機渦殼分為上下兩層，上下兩層之間的隔離層之間有圓形開口，水輪機葉輪下端置於其中；水輪機葉輪的葉片呈柱狀，其橫截面為弧形，水輪機葉輪的葉片安裝水輪機葉輪的葉根上，且方向一致；水輪機葉輪外是動力水渦，為空心圓柱狀結構，其柱面上開有多個方向一致的斜口，動力水渦安裝在水輪機渦殼上下兩層之間的隔離層之間的圓形開口邊緣，動力水渦與水輪機渦殼側壁之間有一定的間距；水輪機渦殼上層有進水開口，與進水涵洞連接；下層與進水開口先對方向有出水開口，與出水涵洞相連接。
本實用新型的發明目的是這樣實現的，水流從進水涵洞進入動力水渦與水輪機渦殼側壁之間，然後從動力水渦柱面上的斜口流入水輪機葉輪，衝擊水輪機葉輪的葉片，帶動葉輪轉動。水流衝擊水輪機葉輪的葉片，帶動葉輪轉動後，從水輪機渦殼上下兩層之間的隔離層之間的圓形開口流到水輪機渦殼下層，然後，從出水開口流出。由於水流對水輪機葉輪的葉片衝擊力均勻的來自四面八方，這就使葉輪在運轉時能保持平穩的狀態，而不再出現振動和擺動現象，這對延長水輪機的使用壽命起到了關鍵的作用。同時，水流衝擊力與出水形成的負壓力同時作用於水輪機葉輪，這就完全獲得水能資源充分利用。
圖1是本實用新型水利發電裝置的一種具體實施方式
原理示意圖；圖2是圖1所示的水利發電裝置水輪機渦殼結構圖；圖3是圖1所示的水利發電裝置水輪機動力水渦結構圖；圖4是圖1所示的水利發電裝置水輪機葉輪結構圖；圖5是圖1所示的水利發電裝置水輪機裝好後的結構圖；圖6是圖1所示的水利發電裝置水輪機的密封蓋；圖中，1-水池 2-進水涵洞 201-進水端 202-出水端 301-水輪機渦殼 302-圓形開口 303-水輪機葉輪 3031-葉片 3032-葉根 3033-齒3034-圓盤 304-動力水渦 3041-斜口 305-進水開口 306-出水開口307-支撐鋼球圓盤 308-密封蓋 309-葉輪上軸承 4-水閘 5-出水涵洞6-水流。
具體實施方式
下面結合具體實施方式
和附圖，對本實用新型水利發電裝置作進一步詳細的說明。
圖1是本實用新型水利發電裝置的一種具體實施方式
原理示意圖。圖中，水利發電裝置還包括一個帶縮放加壓水池1，其最下端建有一個具有縮放加壓功能的進水涵洞2，它的進水端201與水池1相通，它的出水端202與水輪機渦殼301相連通。在本實施例中，進水涵洞2的進水端201的過流面積大於出水端202的過流面積，水流流經該進水涵洞2後，流速已得到縮放和增快，過流面單位面積上的壓力也就得到了增大。調整進水涵洞2的傾斜角度和進出口兩個過流面的比值，可以獲得不同的加壓係數。
縮放加壓進水涵洞2的工作原理是這樣的，在進水的壓力和流速都恆定的情況下，流經進水涵洞2的壓力×流速×過流面積是一個恆定值。進水涵洞2的進水端201的過流面積大於出水端202的過流面積，因而，可以增加出水端202的水流速度和水壓，起到縮放增壓的作用。
同時，水池1與上遊水庫水閘4相通，打開上遊水庫水閘4，水流入水池1中，提供水能。
水輪機渦殼301分為上下兩層，上下兩層之間的隔離層之間有圓形開口302，水輪機葉輪303下端置於其中。圓形開口302、水輪機葉輪303、動力水渦304都是同心圓。
水輪機葉輪303由9片葉片3031和葉根3032構成。水輪機葉輪的葉片3031呈柱狀，其橫截面為弧形，水輪機葉輪的葉片3031安裝水輪機葉輪的葉根3032上，與圓弧法線方向成40度角，且方向一致，其迎水面，即受力面是弧形，背水面，即滑行面是拱形，這就更有利於葉輪的順利運行，同時，又起到了加固葉片的作用；水輪機葉輪303外是動力水渦304，為空心圓柱狀結構，其柱面上開有8個方向一致的與圓柱截面圓弧切線方向成45度的斜口3041，該斜口3041稱為弦切角噴門，動力水渦304安裝在水輪機渦殼301上下兩層之間的隔離層之間的圓形開口302邊緣，動力水渦304與水輪機渦殼301側壁之間有一定的間距；水輪機渦殼301上層有進水開口305，與進水涵洞101連接；下層與進水開口先對方向有出水開口306，與出水涵洞5相連接。
水流6在進水涵洞2進行加壓後，進入動力水渦304與水輪機渦殼301側壁之間，然後從動力水渦柱面上的斜口3041，即弦切角噴門流入水輪機葉輪303，衝擊水輪機葉輪的葉片3031，帶動葉輪303轉動。水流衝擊水輪機葉輪的葉片3031，帶動葉輪303轉動後，從水輪機渦殼上下兩層之間的隔離層之間的圓形開3202流到水輪機渦殼下層，然後，從出水開口流出。由於水流對水輪機葉輪的葉片衝擊力均勻的來自四面八方，這就使葉輪在運轉時能保持平穩的狀態，而不再出現振動和擺動現象，這對延長水輪機的使用壽命起到了關鍵的作用。同時，水流衝擊力與出水形成的負壓力同時作用於水輪機葉輪303，這就完全獲得水能資源充分利用。
圖2是圖1所示的水利發電裝置水輪機渦殼結構圖。圖中，水輪機渦殼301分為上下兩層，上下兩層之間的隔離層之間有圓形開口302，上層有進水開口305，下層與進水開口先對方向有出水開口306。為了減輕葉輪自身重量給上下軸承所帶來的正壓力荷載和提高葉輪旋轉的靈敏度，在水輪機渦殼301下層水輪機葉輪303支撐端的基敦設置一支撐鋼球圓盤307，水輪機葉輪303的中心軸穿過支撐鋼球圓盤307直接坐落在其上的鋼球上，與上下軸承同時受力，起支撐和轉動作用。
圖3是圖1所示的水利發電裝置水輪機動力水渦結構圖。圖中，動力水渦304為空心圓柱狀結構，其柱面上開有8個方向一致的與圓柱截面圓弧切線方向成45度的斜口3041，該斜口3041稱為弦切角噴門。
圖4是圖1所示的水利發電裝置水輪機葉輪結構圖。圖中，水輪機葉輪303由9片葉片3031和葉根3032構成。水輪機葉輪的葉片3031呈柱狀，其橫截面為弧形，水輪機葉輪的葉片3031安裝水輪機葉輪的葉根3032上，與圓弧法線方向成40度角，且方向一致，其迎水面，即受力面是弧形，背水面，即滑行面是拱形，這就更有利於葉輪的順利運行，同時，又起到了加固葉片的作用。在頂部鑄有一塊節能板，在每片葉片間的節能板上焊有一個凸起的齒3033，其目的是使來做功的水反射到頂板上的餘力照常能起到推動葉輪做功的作用。在底部有一圓盤3034，其與支撐鋼球圓盤307配合，起轉動作用。
圖5是圖1所示的水利發電裝置水輪機裝好後的結構圖，圖6是圖1所示的水利發電裝置水輪機的密封蓋。圖中，我們可以更為清楚地了解其結構和位置關係，然後，用密封蓋308蓋上密閉即可，密封蓋308中央為葉輪上軸承309。
本實用新型的水利發電裝置不限於具體實施方式
的範圍，本實施方式只是幫助理解本實用新型，一切利用本實用新型構思的發明創造均在保護之列。
權利要求1.一種水利發電裝置，包括進水涵洞、水輪機渦殼、水輪機葉輪、發電機組、出水涵洞，水輪機葉輪軸帶動發電機組發電，其特徵在於，水輪機渦殼分為上下兩層，上下兩層之間的隔離層之間有圓形開口，水輪機葉輪下端置於其中；水輪機葉輪的葉片呈柱狀，其橫截面為弧形，水輪機葉輪的葉片安裝水輪機葉輪的葉根上，且方向一致；水輪機葉輪外是動力水渦，為空心圓柱狀結構，其柱面上開有多個方向一致的斜口，動力水渦安裝在水輪機渦殼上下兩層之間的隔離層之間的圓形開口邊緣，動力水渦與水輪機渦殼側壁之間有一定的間距；水輪機渦殼上層有進水開口，與進水涵洞連接；下層與進水開口先對方向有出水開口，與出水涵洞相連接。
2.根據權利要求1所述的水利發電裝置，其特徵在於，還包括一個帶縮放加壓水池，其最下端建有具有縮放加壓功能的進水涵洞，它的進水端與水池相通，它的出水端與水輪機渦殼相連通，進水涵洞的進水端的過流面積大於出水端的過流面積。
3.根據權利要求1所述的水利發電裝置，其特徵在於，所述的水輪機渦殼下層水輪機葉輪支撐端的基敦設置一支撐鋼球圓盤，水輪機葉輪的中心軸穿過支撐鋼球圓盤直接坐落在其上的鋼球上。
4.根據權利要求1所述的水利發電裝置，其特徵在於，所述的水輪機葉輪頂部鑄有一塊節能板，在每片葉片間的節能板上焊有一個凸起的齒。
專利摘要本實用新型公開了一種水利發電裝置，水輪機渦殼分為上下兩層，上下兩層之間的隔離層之間有圓形開口，水輪機葉輪下端置於其中；水輪機葉輪的葉片呈柱狀，其橫截面為弧形，水輪機葉輪外是動力水渦，為空心圓柱狀結構，其柱面上開有多個方向一致的斜口，水輪機渦殼上層有進水開口，與進水涵洞連接；下層與進水開口先對方向有出水開口，與出水涵洞相連接。水流從進水涵洞進入動力水渦與水輪機渦殼側壁之間，然後從動力水渦柱面上的斜口流入水輪機葉輪，衝擊水輪機葉輪的葉片後，從圓形開口流到水輪機渦殼下層流出。由於水流對水輪機葉輪的葉片衝擊力均勻的來自四面八方，這就使葉輪在運轉時能保持平穩的狀態，而不再出現振動和擺動現象。
文檔編號F03B1/00GK2804421SQ20052003439
公開日2006年8月9日 申請日期2005年6月8日 優先權日2005年6月8日
發明者郭聯升 申請人:郭俊