節能式水力發電裝置的製作方法

2023-08-06 22:04:56 1

專利名稱：節能式水力發電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於水力發電裝置，特別是利用水頭動能發電的水力發電裝置製造領域。
背景技術：
現有的衝擊式水輪機，如水鬥式水輪機，是依靠高速水流即水頭動能衝擊葉片，推動水輪機轉輪旋轉作功，帶動水輪發電機轉動產生電能。該水輪機出口水流速度仍然很大，可達到4～12m/s，其動能還相當可觀，將其作為尾水排放，其機械能的損耗較大，機械能與電能之間的轉換率較低。
實用新型內容本實用新型的任務在於針對上述問題而提供一種節能式水力發電裝置，旨在提高水頭動能與電能之間的轉換率。該任務由以下設計加以實現，一種節能式水力發電裝置，包括衝擊式水輪機和相應配套的水輪發電機，貫流式水輪機和相應配套的水輪發電機，其特徵在於，所述貫流式水輪機位於衝擊式水輪機出水口的下方位置，經下水管將其進水口與衝擊式水輪機的出水口連通；該貫流式水輪機的轉輪體的主軸伸出機殼之外，並通過一機械傳動機構與發電機轉子的主軸聯接。從上述設計可見，在衝擊式水輪機出水口的下方位置設置貫流式水輪機，以進一步利用衝擊式水輪機出水口尾水的動能，貫流式水輪機主軸在機殼的外伸部位上經一機械傳動機械帶動與之配套的水輪發電機。設定傳動比，則可以使該水輪機發電機達到額定轉速，使之正常運轉發電。因而，對現有單一衝擊式水輪機發電而言，本新型進一步利用了其尾水能量，並將其轉換為電能，提高了水頭動能與電能之間的轉換率。


附圖是本新型一個實施例的剖視圖。
具體實施方式
附圖中，水鬥式水輪機(圖中未畫出與其配套的水輪發電機，該發電機經聯軸器與水輪機主軸直接聯接)屬於衝擊式水能機(依靠高速水流即水頭動能衝擊葉片而推動水輪機轉輪旋轉作功)的一種，它由以下部分組成殼體5，安裝在水輪機主軸4上的轉盤3，轉盤3上沿圓周方向均布設置有水鬥式葉片2，噴嘴8多個，如4個，與轉輪布置在同一平面上，射流方向為切線方向，殼體5上設有進口管1，其出水口經一下水管6。(可採用金屬材料或鋼筋混凝土製作)與設置在該出水口下方位置的貫流式水輪機(過流通道呈直線或S型布置的軸流式水輪機)的進水口連通，組合成一整體裝置，整個機殼由以下部分組成殼體S、下水管6、殼體15；機殼上設置有進口管1和出口管16。該貫流式水輪機的旋轉體7a上設置有葉片7，旋轉體的主軸10伸出該機殼之外，其外伸部分設置有機械傳動機構，如皮帶傳動機構(也可以採用齒輪傳動等)，主動輪11固定在主軸10伸出機殼的部位上，從動輪12固定在發電機轉子13的主軸上(14為發電機定子)。殼體15內設置有導向葉片9。上述兩水輪機，衝擊水輪機(含水鬥式水輪機)與貫流式水輪機的高位差(即前一水輪機的出水口與後一水輪機的進水口的水平軸線之間的高度位置差)可採用1.5～3m；上述主動輪11與從動輪12的傳動比在3∶1至10∶1之間，基本要求是，通過機械傳動使發電機轉子13達其額定轉速，如100-300轉/分之間。
使用時，在沒有天然高速水流情況下，可通過一個水泵從水池中抽水，再將高速水流送入進水口1，高速水流通過噴嘴8衝擊水鬥式葉片2，使主軸4轉動，並使安裝在主軸上的水輪發電機(圖中未示出)轉動發電，其尾水經殼體5出水口、下水管6，流經殼體15，經導向葉片9導向，流經葉片7，使主軸10轉動作功，最後經傳動機構傳動，使發電子轉子達到額定轉速並正常發電。上述主動輪11，它可以起到主軸10上飛輪的作用(也可以採取單獨在主軸10上再安裝一個飛輪的方式，以蓄積能量)。從出口管16流出的尾水可以返回水池系統中循環使用。也可以在水池系統中採用三臺水輪機前後串接設置，對應三臺發電機採取並聯對外輸出電能的方式。
權利要求1.一種節能式水力發電裝置，包括衝擊式水輪機和相應配套的水輪發電機，貫流式水輪機和相應配套的水輪發電機，其特徵在於，所述貫流式水輪機位於衝擊式水輪機出水口的下方位置，經下水管(6)將其進水口與衝擊式水輪機的出水口連通；該貫流式水輪機的轉輪體(7a)的主軸(10)伸出機殼之外，並通過一機械傳動機構與發電機轉子(13)的主軸聯接。
2.根據權利要求1所述的節能式水力發電裝置，其特徵在於，所述衝擊式水輪機為水鬥式水輪機。
3.根據權利要求1或2所述的水力發電裝置，其特徵在於，所述機械傳動機構為皮帶傳動機構，其主動輪(11)固定在貫流式水輪機主軸(10)伸出機殼的部位上，其從動輪(12)固定在發電機轉子(13)的主軸上。
4.根據權利要求3所述的發電裝置，其特徵在於，所述前一水輪機出水口與後一水輪機進水口的高位差為1.5～3m；所述主動輪(11)與從動輪(12)的傳動比在3∶1至10∶1之間。
專利摘要一種節能式水力發電裝置，主要由衝擊式水輪機和相應配套的水輪發電機以及貫流式水輪機和相應配套的水輪發電機組成；該貫流式水輪機位於衝擊式水輪機出水口的下方位置，經下水管將其進水口與衝擊式水輪機的出水口連通；該貫流式水輪機的旋轉體的主軸伸出機殼之外，並通過機械傳動機械與其發電機轉子的主軸聯接。與單獨的衝擊式水輪機相比，它具有水頭動能與電能之間的轉換率高的優點。
文檔編號F03B1/00GK2534383SQ0222178
公開日2003年2月5日 申請日期2002年3月6日 優先權日2002年3月6日
發明者任澤華 申請人:任澤華