水輪的製造方法
2023-06-02 19:28:56 1
水輪的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種水輪機，包括依次連接的儲水箱、高壓水箱、渦輪裝置和排水裝置，渦輪裝置包括外殼、轉軸和位於所述外殼內部且沿著轉軸的周向分布的多個渦輪葉片，還包括設置在所述儲水箱和高壓水箱之間的加壓裝置，所述渦輪葉片的兩個側面均為波浪面。儲水箱中的水經加壓裝置加壓後進入高壓水箱，使得高壓水箱中的水的壓力大大增加，故從高壓水箱流入渦輪裝置中的水流的勢能和流速大大增加，大大提供了多個渦輪葉片的轉速。當水流進入渦輪裝置內時，由于波浪面的波峰阻擋作用和水流與渦輪葉片的接觸面積增加作用，湧向渦輪葉片與轉軸連接的端部的水流量減少，如此增加了力矩較大的水流量，進而提高了渦輪葉片的轉速。
【專利說明】水輪機
【技術領域】
[0001]本發明涉及水電設備【技術領域】，更具體地說，涉及一種水輪機。
【背景技術】
[0002]水輪機是把水流的能量轉換為旋轉機械能的動力機械，其包括依次連接的儲水箱、高壓水箱、渦輪裝置和排水裝置，其中高壓水箱的出水口與渦輪裝置的進水口連通，渦輪裝置的出水口與排水裝置的進口連通，渦輪裝置包括外殼、轉軸、設置於外殼內部的渦輪葉片和設置於外殼外部的飛輪，多個渦輪葉片沿著轉軸的周向均勻分布，飛輪與多個渦輪葉片同軸設置。現有技術中，渦輪裝置的渦輪葉片的兩個側面均為平滑的曲面，即渦輪葉片沿著平行於轉軸軸線的面剖切的得到的圖形為平滑曲線或者直線，如此設置水流與多個渦輪葉片接觸且衝擊多個渦輪葉片時，大部分水流會湧向渦輪葉片的與轉軸的連接端，如此大部分水流的力矩較小，水流對渦輪葉片衝擊力變小，導致多個渦輪葉片的轉速較小。
[0003]綜上所述，如何有效地提聞水流對潤輪葉片的衝擊力以提聞潤輪葉片的轉速，是目前本領域技術人員急需解決的問題。
【發明內容】
[0004]有鑑於此，本發明的目的在於提供一種水輪機，該水輪機的結構設計可以有效地提聞水流對潤輪葉片的衝擊力以提聞潤輪葉片的轉速。
[0005]為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0006]一種水輪機，包括依次連接的儲水箱、高壓水箱、渦輪裝置和排水裝置，所述渦輪裝置包括外殼、轉軸、位於所述外殼內部且沿著轉軸的周向分布的多個渦輪葉片和位於所述外殼外部的飛輪，還包括設置在所述儲水箱和高壓水箱之間的加壓裝置，所述渦輪葉片的兩個側面均為波浪面。
[0007]優選地，上述水輪機中，所述渦輪葉片的兩個側面的波峰和波谷均由兩個平面相交形成。
[0008]優選地，上述水輪機中，所述渦輪葉片的兩個側面的波峰和波谷均由兩個圓滑曲面相交形成。
[0009]優選地，上述水輪機中，還包括位於所述外殼外部的飛輪，所述轉軸的軸向沿著水平方向，所述飛輪與多個所述渦輪葉片同軸設置。
[0010]優選地，上述水輪機中，所述儲水箱、加壓裝置、高壓水箱和渦輪裝置由上至下依次排布。
[0011]優選地，上述水輪機中，還包括與所述渦輪裝置的外殼內部連通的真空泵。
[0012]優選地，上述水輪機中，還包括與所述渦輪裝置的外殼內部連通的真空表。
[0013]優選地，上述水輪機中，還包括與轉軸固定連接的輸出軸和固定在所述輸出軸上的斜齒輪。
[0014]優選地，上述水輪機中，還包括位於所述外殼外部的飛輪和罩設在所述飛輪外部的第一護罩。
[0015]優選地，上述水輪機中，所述高壓水箱的出水口和所述渦輪裝置的進水口之間還設置有通斷閥門。
[0016]本發明提供的水輪機包括依次連接的儲水箱、高壓水箱、渦輪裝置和排水裝置，SP高壓水箱的出水口與渦輪裝置的進水口連通，渦輪裝置的出水口與排水裝置的進水口連通。渦輪裝置包括外殼、轉軸和位於外殼內部且沿著轉軸的周向分布的多個渦輪葉片，即多個渦輪葉片均與轉軸固定連接，其重點在於，還包括設置在儲水箱和高壓水箱之間的加壓裝置，即儲水箱的出水口與加壓裝置的進水口連通，加壓裝置的出水口與高壓水箱的進水口連通。另外，渦輪葉片的兩個側面均為波浪面，即渦輪葉片的兩個側面沿著平行於轉軸軸線的面或者平行於轉軸軸線的面剖切的得到的圖形為波浪線。並且，渦輪裝置的應該為密封外殼，外殼的外部可以設置高壓密封圈。
[0017]應用本發明提供的用於水輪機時，由於儲水箱和高壓水箱之間增加了加壓裝置，故儲水箱中的水經加壓裝置加壓後進入高壓水箱，使得高壓水箱中的水的壓力大大增加，故從高壓水箱流入渦輪裝置中的水流的勢能和流速大大增加，並且單位時間內流入渦輪裝置水流量增加，進而提供了水流對渦輪壓片的衝擊力，大大提供了多個渦輪葉片的轉速。另夕卜，渦輪葉片的兩個側面均為波浪面，如此當水流進入渦輪裝置內時，由于波浪面的波峰阻擋作用和水流與渦輪葉片的接觸面積增加作用，湧向渦輪葉片與轉軸連接的端部的水流量減少，如此增加了力矩較大的水流量，即大部分水流的力矩較大，進而提高了渦輪葉片的轉速。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發明實施例提供的水輪機的結構示意圖；
[0020]圖2為本發明實施例提供的水輪機的局部剖視圖。
[0021]附圖中標記如下:
[0022]1-儲水箱、2-加壓裝置、3-高壓水箱、4-通斷閥門、5-渦輪裝置、51-飛輪、52-轉軸、53-外殼、54-渦輪葉片、6-排水裝置、7-真空泵、8-第一護罩、9-斜齒輪。
【具體實施方式】
[0023]本發明的目的在於提供一種水輪機，該水輪機的結構設計可以有效地提高水流對渦輪葉片的衝擊力以提高渦輪葉片54的轉速。
[0024]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0025]請參閱圖1-圖2，本發明提供的水輪機包括依次連接的儲水箱1、高壓水箱3、渦輪裝置5和排水裝置6，即高壓水箱3的出水口與渦輪裝置5的進水口連通，渦輪裝置5的出水口與排水裝置6的進水口連通。渦輪裝置5包括外殼53、轉軸52和位於外殼53內部且沿著轉軸52的周向分布的多個渦輪葉片54，即多個渦輪葉片54均與轉軸52固定連接，其重點在於，還包括設置在儲水箱I和高壓水箱3之間的加壓裝置2，即儲水箱I的出水口與加壓裝置2的進水口連通，加壓裝置2的出水口與高壓水箱3的進水口連通。另外，渦輪葉片54的兩個側面均為波浪面，即渦輪葉片54的兩個側面沿著平行於轉軸52軸線的面或者平行於轉軸52軸線的面剖切的得到的圖形為波浪線。並且，渦輪裝置5的應該為密封外殼53，外殼53的外部可以設置高壓密封圈。
[0026]應用本發明提供的用於水輪機時，由於儲水箱I和高壓水箱3之間增加了加壓裝置2，故儲水箱I中的水經加壓裝置2加壓後進入高壓水箱3，使得高壓水箱3中的水的壓力大大增加，故從高壓水箱3流入渦輪裝置5中的水流的勢能和流速大大增加，並且單位時間內流入渦輪裝置5水流量增加，進而提供了水流對渦輪壓片的衝擊力，大大提供了多個渦輪葉片54的轉速。另外，渦輪葉片54的兩個側面均為波浪面，如此當水流進入渦輪裝置5內時，由于波浪面的波峰阻擋作用和水流與渦輪葉片54的接觸面積增加作用，湧向渦輪葉片54與轉軸52連接的端部的水流量減少，如此增加了力矩較大的水流量，即大部分水流的力矩較大，進而提高了渦輪葉片54的轉速。
[0027]其中，儲水箱I的容積應該大於高壓水箱3的容積。加壓裝置2可以為市場上較為常見的加壓裝置2。
[0028]其中，渦輪葉片54的兩個側面的波峰和波谷可以均由兩個平面相交形成，即渦輪葉片54的兩個側面沿著平行於轉軸52軸線的面剖切的得到的線為由多段直線首尾相連形成的曲折線或者渦輪葉片54的兩個側面沿著垂直於轉軸52軸線的面剖切的得到的線為由多段直線首尾相連形成的曲折線。
[0029]另外，渦輪葉片54的兩個側面的波峰和波谷還可以均由兩個圓滑曲面相交形成，即渦輪葉片54的兩個側面沿著平行於轉軸52軸線的面剖切的得到的線為類似於正弦曲線的線或者渦輪葉片54的兩個側面沿著垂直於轉軸52軸線的面剖切的得到的線為類似於正弦曲線的線。
[0030]現有技術中的轉軸52的軸線均沿著豎直方向設置，然而如此設置由於佔地面積的限制，渦輪裝置5的直徑也會受到限制，致使渦輪葉片54的尺寸較小。本申請中，還包括位於外殼52外部的飛輪，並且飛輪與轉軸固定連接，以使得該水輪機轉動更加平穩。轉軸52的軸向沿著水平方向，飛輪51與多個渦輪葉片54同軸設置，即飛輪51和多個渦輪葉片54的軸線均沿著水平方向，如此可以在不增加佔地面積的同時增加渦輪葉片54的長度，進而增加渦輪葉片54的尺寸，可以使得更多的水流入渦輪裝置5，相應的提高了渦輪葉片54的轉速。
[0031]進一步地，儲水箱1、加壓裝置2、高壓水箱3和渦輪裝置5可以由上至下依次排布，如此水從高處落下，通過自身重力作用加速，進一步增加了水流的流速，提高了勢能的轉化率，進一步提高了渦輪葉片54的轉速。
[0032]為了使更多的水流入渦輪裝置5，還可以包括渦輪裝置5的外殼53內部連通的真空泵7，如此渦輪裝置5的內部形成負壓作用，水流進入渦輪裝置5的流速和流量均大大增力口，進而提高了渦輪葉片54的轉速。進一步地，還可以包括與渦輪裝置5的外殼53內部連通的真空表，如此通過真空表可以及時了解渦輪裝置5的外殼53內部的真空度，進而根據外殼53內部的真空度調節真空泵7的工作狀態。
[0033]該水輪機還包括輸出軸和固定在輸出軸上的斜齒輪9，其中輸出軸9可以與轉軸固定連接，且輸出軸和轉軸應該同軸設置兩者也可以為一體式結構，斜齒輪9固定在輸出軸上，此處將斜齒輪9與發電機組的斜齒輪嚙合，實現輸出軸帶輪發電機組發電。斜齒輪9的傳動性能較好且扭力大，降低了機械能傳遞過程中的損耗。
[0034]進一步地，還包括位於外殼52外部的飛輪，並且飛輪與轉軸固定連接，以使得該水輪機轉動更加平穩。為了防止灰塵落在飛輪51和皮帶輪上，還可以包括罩設在飛輪51外部的第一護罩8和罩設在斜齒輪9外部的第二護罩。
[0035]當然，還可以在輸出軸上設置皮帶輪，將皮帶輪與飛輪51通過皮帶連接，在此不作限定。
[0036]另外，為了便於控制高壓水箱3的出水狀態，還可以在高壓水箱3的出水口和渦輪裝置5的進水口之間設置通斷閥門4，如此可以控制通斷閥門4啟閉實現對水輪機的控制。
[0037]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0038]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種水輪機，包括依次連接的儲水箱(11高壓水箱(3)、渦輪裝置(5)和排水裝置(6),所述渦輪裝置(5)包括外殼(53)、轉軸(52)和位於所述外殼(53)內部且沿著轉軸(52)的周向分布的多個渦輪葉片(54),其特徵在於，還包括設置在所述儲水箱(1)和高壓水箱(3)之間的加壓裝置(2),所述渦輪葉片(54)的兩個側面均為波浪面。
2.根據權利要求1所述的水輪機，其特徵在於，所述渦輪葉片(54)的兩個側面的波峰和波谷均由兩個平面相交形成。
3.根據權利要求1所述的水輪機，其特徵在於，所述渦輪葉片(54)的兩個側面的波峰和波谷均由兩個圓滑曲面相交形成。
4.根據權利要求1所述的水輪機，其特徵在於，還包括位於所述外殼(53)外部的飛輪(51),所述轉軸(52)的軸向沿著水平方向，所述飛輪(51)與多個所述渦輪葉片(54)同軸設置。
5.根據權利要求4所述的水輪機，其特徵在於，所述儲水箱(1)、加壓裝置(2)、高壓水箱(3)和渦輪裝置(5)由上至下依次排布。
6.根據權利要求1所述的水輪機，其特徵在於，還包括與所述渦輪裝置(5)的外殼(53)內部連通的真空泵(7)。
7.根據權利要求6所述的水輪機，其特徵在於，還包括與所述渦輪裝置(5)的外殼(53)內部連通的真空表。
8.根據權利要求1所述的水輪機，其特徵在於，還包括與轉軸固定連接的輸出軸和固定在所述輸出軸上的斜齒輪(9)。
9.根據權利要求1所述的水輪機，其特徵在於，還包括位於所述外殼(53)外部的飛輪(51)和罩設在所述飛輪(51)外部的第一護罩(8)。
10.根據權利要求1所述的水輪機，其特徵在於，所述高壓水箱(3)的出水口和所述渦輪裝置(5)的進水口之間還設置有通斷閥門(4)。
【文檔編號】F03B3/12GK104421094SQ201410360168
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】劉光, 李新生 申請人:劉光