水輪機的製作方法
2023-05-19 06:08:11 1
專利名稱：水輪機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水輪機，屬於水力發電機械設備領域。
現代水力發電機站，是水輪機將水能變為機械能，傳給發電機轉換為電能。
目前，已有技術中的水力發電機組的水輪機，有多種類型1、反擊式混流式、軸流式(軸流定漿式、軸流轉漿式)、斜流式、貫流式《全貫流式、半貫流式(燈泡式、軸伸式、豎井式)》水輪機；2、衝擊式水鬥式、斜擊式、雙擊式水輪機，總歸為反擊式和衝擊式兩大類型。這兩種類型的水輪機直徑都不大。例如，水輪機組型號為HL260-WJ-42，即水輪機的直徑只有0.4m。現有中小型水電站，水輪機的直徑都不大。即使長江三峽水電站這樣大型的水電站，安裝26臺70萬Kw的水輪機組，單臺水輪機的最大直徑為9.85m，不超過10米。由於水輪機直徑小，效率就低。
本實用新型的目的，是設計一種結構簡單的巨型水輪機，以提高發電效率，滿足各種大、中、小水電站的需要。
本實用新型是採用下述技術方案實現的。
由巨輪(1)、導輪(2)、鏈條(3)、支架(4)、水葉(5)、水槽(6)組成水輪機，巨輪(1)由支架(4)支撐，巨輪(1)、導輪(2)及鏈條(3)上均安裝有水葉(5)，轉動時鏈條上的水葉分別與巨輪(1)和導輪(2)上的水葉齒合，鏈條(3)通過水槽(6)時，在水的衝壓下不斷轉動從而帶動導輪(2)和巨輪(1)轉動產生機械能，巨輪直徑Φ＞20m。
上述方案中，水葉(5)與巨輪(1)、導輪(2)、鏈條(3)的連接可採用固定連接或活動連接，如鉚接、扦接、焊接、扣接等等。
巨輪(1)類似子一個中間有支撐條的自行車輪車，支架(4)由四根鋼柱組成，一根鏈條安裝一個水輪葉，然後串聯起來，將巨輪與導輪圍成一個封閉的環形軌跡，水槽為方形，鏈子入口處的水槽(6)與地面垂直。水槽可為方形或圓形等形狀。
由上述方案組成的水輪機，結構簡單，發電效率高，適用於各種水電站。
本實用新型水輪機為巨型水輪機，巨機水輪機工作原理及其與現有小型水輪機工作效率對比情況如下在有水頭落差開發方式(引水式、堤壩式跌水)建立水力發電站。
如果水頭落差H有10m；20m；30m；50m；100m；150m；200m等。巨型水輪機的直徑，可以根據水頭落差設計成Φ20m；Φ40m；Φ60m；Φ100m；Φ200m；Φ300m；Φ400m等水輪機出力根據水力學公式N＝9.81QH(kw)。
H——是設計水頭(m)。
Q——是設計流量(m3/s)。
n——是水輪機效率。
n＝N/N1＝N/(9.81QH)＝85-90％。
N——是水輪機出力。
N1——是水輪機理論出力。
巨型水輪機理論出力巨型水輪機的特點，是巨大的直徑，轉動時傳動的轉矩M∶M＝P(Φ/2)。將M引入水力學公式N＝9.81QH＝9.81QH(Φ/2)kw。
M——巨輪轉動的轉矩。
P——拉力(水力)。
D——巨輪直徑。
例1某水電站，水輪機組型號為HL260-WJ-42，即直徑為0.42m，水輪機出力為67.6Kw，設計水頭H＝11.5m，設計流量Q＝0.76m3/s。
1、根據常規水力發電機組，水輪機理論出力N＝0.76*11.5*9.81＝85.7Kw。
2、巨型水輪機理論出力用直徑為Φ20m的巨型水輪機，代替HL260-WJ-42水輪機。
根據將M引入水力學公式N＝9.81QH＝9.81QH(Φ/2)＝9.81*0.76*11.5*10＝857Kw。
按年發電量，每年增加發電量856.7Kw/85.7Kw＝10倍。
例2某水電站，水輪機組型號為HL260-WJ-42，水輪機出力為67.9Kw，設計水頭H＝21m，設計流量Q＝0.41m3/s。
1、根據常規水力發電機組，水輪機理論出力N＝0.41*21*9.81＝84.5Kw。
2、巨型水輪機理論出力用直徑為Φ40m的巨型水輪機，代替HL260-WJ-42水輪機。
根據將M引入水力學公式N＝9.81QH＝9.81QH(Φ/2)＝9.81*0.41*21*20＝1689Kw。
按年發電量，每年增加發電量1689kw/84.5kw＝4.5kw＝19.98倍。
下面通過附圖
進一步描述技術方案，本實用新型不限於所述實施例。
圖一為本實用新型的結構示意圖。
圖中1、巨輪；2、導輪；3、鏈條；4、支架；5、水葉；6、水槽；7、鋼柱；8、支撐架；9、巨輪軸。
1、巨輪(1)——直徑Φ20m以上，類似於一個自行車輪子，中間有支撐條(6)，巨輪輪子的厚度和寬度及大小均可根據需要，按一定的比例尺放大。
2、支架(4)——由四根鋼柱組成，穿過巨輪軸(9)，將巨輪支撐在空中。
3、鏈條(3)——由巨輪的節圓直徑，確定周節長度，一根鏈子安裝一個水葉，一個一個的連結起來，將巨輪與導輪，圍成一個封閉的環形軌跡。相當於水車樣提。
4、水葉(5)——方形，固定在鏈條上，一根鏈條固定一個水葉，相當於水車的水葉子。
5、水槽(6)——方形，相當於水車的桶子，鏈條進口處的水槽與地面垂直。
6、導輪(2)——引導鏈條和水葉，在水槽中，按規定的軌跡運動。
本實用新型的水輪機工作過程是跌水通過進入口，進入方形水槽，由於水的重量(1m3的水為1000Kg)。將水葉和鏈條向下壓，水能變成動能，推動巨輪運動。由於跌水不斷地進入方形水桶，在水葉和鏈條的作用下，巨輪不斷地運動。
巨輪與發電機之間，通過增速器，將巨輪的機械能傳給發電機，發電機將巨輪的機械能轉換成電能。
權利要求1.一種水輪機，由巨輪(1)、導輪(2)、鏈條(3)、支架(4)、水葉(5)、水槽(6)組成，其特徵在於巨輪(1)由支架(4)支撐，巨輪(1)、導輪(2)及鏈條(3)上均安裝有水葉(5)，轉動時鏈條上的水葉分別與巨輪(1)和導輪(2)上的水葉齒合，鏈條(3)通過水槽(6)時在水的衝壓下不斷轉動從而帶動導輪(2)和巨輪(1)轉動產生機械能，巨輪直徑Φ＞20m。
2.根據權利要求1所述的水輪機，其特徵在於水葉(5)與巨輪(1)、導輪(2)、鏈條(3)的連接採用固定連接或活動連接，它們是鉚接、扦接、焊接、扣接。
3.根據權利要求1或2所述的水輪機，其特徵在於水槽為方形或圓形。
4.根據權利要求1或2所述的水輪機，其特徵在於巨輪(1)類似於一個中間有支撐條的自行車輪子，支架(4)由四根鋼柱組成，一根鏈子安裝一個水葉，然後串聯起來，將巨輪與導輪圍成一個封閉的環形軌跡，水槽為方形，鏈子入口處的水槽與地面垂直。
專利摘要本實用新型是一種水輪機,由巨輪(1)、導輪(2)、鏈條(3)、支架(4)、水葉(5)、水槽(6)組成,巨輪(1)由支架(4)支撐,巨輪(1)、導輪(2)及鏈條(3)上均安裝有水葉(5),巨輪直徑Φ>20m。轉動時鏈條上的水葉分別與巨輪(1)和導輪(2)上的水葉齒合,鏈條(3)通過水槽(6)時在水的衝壓下不斷轉動從而帶動導輪(2)和巨輪(1)轉動產生機械能,再將機械能轉換為電能,本實用新型適應於各種類型的水電站。
文檔編號F03B3/00GK2374666SQ9923143
公開日2000年4月19日 申請日期1999年4月22日 優先權日1999年4月22日
發明者張紹全 申請人:張紹全