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叶片自动开闭的内压式水轮机(公开号:CN108331696A)

  • 申请号:CN201710044560.0 申请公布号: CN108331696A
  • 申请日: 2017-01-19 申请公布日: 2018-07-27
  • 申请(专利权)人: 专利代理机构: 北京众合诚成知识产权代理有限公司
  • 分类号:F03B3/14

专利介绍

本发明公开了一种叶片自动开闭的内压式水轮机,包括机壳,该机壳左侧设有连通进水管的进水口,该机壳的右侧设有出水口,该机壳内设有动力输出轴,该动力输出轴上设有若干叶片,所述机壳包括上壳体和下壳体,该上壳体的内表面任意一点和该动力输出轴的距离小于该下壳体内表面任意一点和该动力输出轴的距离,该叶片包括铰连在一起的内叶片和外叶片,该内叶片的内端铰连在该动力输出轴上,且该动力输出轴上固定连接有一支撑柱,该支撑柱阻挡在相应内叶片的背水方,以及,该内叶片和该外叶片的总长度小于该下壳体内表面任意一点和该动力输出轴的距离,该进水口至少有3/4位于该动力输出轴的下方。本发明的优点是:对水的利用率较高。
1.叶片自动开闭的内压式水轮机,包括机壳,该机壳左侧设有连通进水管(100)的进水口(13),该机壳的右侧设有出水口(14),同时,该机壳内设有呈水平的动力输出轴(20),该动力输出轴(20)上设有若干叶片(30),其特征在于:所述机壳包括上壳体(11)和下壳体(12),该上壳体(11)位于该进水口(13)和该出水口(14)上方、该下壳体(12)位于该进水口(13)和该出水口(14)下方,且该上壳体(11)的内表面任意一点和该动力输出轴(20)的距离小于该下壳体(12)内表面任意一点和该动力输出轴(20)的距离,同时,该叶片(30)包括铰连在一起的内叶片(31)和外叶片(32),该内叶片(31)的内端铰连在该动力输出轴(20)上,且该动力输出轴(20)上固定连接有一支撑柱(21),该支撑柱(21)阻挡在相应内叶片(31)的背水方,以及,该内叶片(31)和该外叶片(32)的总长度小于该下壳体(12)内表面任意一点和该动力输出轴(20)的距离,该进水口(13)至少有3/4位于该动力输出轴(20)的下方。
2.根据权利要求1所述的叶片自动开闭的内压式水轮机,其特征在于:所述内叶片(31)和/或外叶片(32)为弧面形。
3.根据权利要求1所述的叶片自动开闭的内压式水轮机,其特征在于:所述内叶片(31)和/或外叶片(32)背水面上设有橡胶垫层。技术领域
本发明涉及水电装置技术领域,尤其是涉及一种叶片自动开闭的内压式水轮机。
背景技术
水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械,它属于流体机械中的透平机械。早在公元前100年前后,中国就出现了水轮机的雏形——水轮,用于提灌和驱动粮食加工器械。现代水轮机则大多数安装在水电站内,用来驱动发电机发电。在水电站中,上游水库中的水经引水管引向水轮机,推动水轮机转轮旋转,带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大,水轮机的输出功率也就越大。然而,现有水轮机大多仍属经流冲击运转,对水的利用率较低,从而效率还不够高。
发明内容
本发明的目的是提供一种叶片自动开闭的内压式水轮机,它具有对水的利用率较高的特点。本发明所采用的技术方案是:叶片自动开闭的内压式水轮机,包括机壳,该机壳左侧设有连通进水管的进水口,该机壳的右侧设有出水口,同时,该机壳内设有呈水平的动力输出轴,该动力输出轴上设有若干叶片,所述机壳包括上壳体和下壳体,该上壳体位于该进水口和该出水口上方、该下壳体位于该进水口和该出水口下方,且该上壳体的内表面任意一点和该动力输出轴的距离小于该下壳体内表面任意一点和该动力输出轴的距离,同时,该叶片包括铰连在一起的内叶片和外叶片,该内叶片的内端铰连在该动力输出轴上,且该动力输出轴上固定连接有一支撑柱,该支撑柱阻挡在相应内叶片的背水方,以及,该内叶片和该外叶片的总长度小于该下壳体内表面任意一点和该动力输出轴的距离,该进水口至少有3/4位于该动力输出轴的下方。所述内叶片和/或外叶片为弧面形。所述内叶片和/或外叶片背水面上设有橡胶垫层。本发明所具有的优点是:对水的利用率较高。本发明的叶片自动开闭的内压式水轮机的叶片为自动开、闭内压式,利用压强水头推动叶片运转,使水轮机和所带机械对水的阻力与上游总水头形成一类似两容器底部相通的连通器,从而充分利用了高水头,降低了流速,减小水头能量的损失。同时,叶片能够在工作的角度上自动闭合,利于减小负值和增加正值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:图1是本发明的实施例的叶片自动开闭的内压式水轮机的主视剖视图。
具体实施方式
实施例,见图1所示:叶片自动开闭的内压式水轮机,包括机壳。该机壳左侧设有连通进水管100的进水口13,该机壳的右侧设有出水口14。同时,该机壳内设有呈水平的动力输出轴20,该动力输出轴20上设有若干叶片30。即,压强水头对该些叶片30形成推力,通过该些叶片30带动该动力输出轴20旋转而输出动力。进一步的讲,该机壳包括上壳体11和下壳体12。该上壳体11位于该进水口13和该出水口14的连接线的上方、该下壳体12位于该进水口13和该出水口14的连接线的下方。该上壳体11的内表面任意一点和该动力输出轴20的距离小于该下壳体12内表面任意一点和该动力输出轴20的距离。显然,较优的方式是,该上壳体11和该下壳体12均为以该动力输出轴20的轴心线为轴心线的半圆柱形,而该上壳体11的内径小于该下壳体12的内径。同时,该叶片30包括铰连在一起的内叶片31和外叶片32。比如,该内叶片31和该外叶片32通过一连接销连接在一起。当然,该内叶片31和该外叶片32的延伸方向均平行于该动力输出轴20的轴心线。该内叶片31的内端铰连在该动力输出轴20上,且该动力输出轴20上固定连接有一支撑柱21,该支撑柱21阻挡在相应内叶片31的背水方。所谓背水方,指的是该内叶片31不被水冲击的一方。以及,该内叶片31和该外叶片32的总长度小于该下壳体12内表面任意一点和该动力输出轴20的距离。即,在该上壳体11和该下壳体12均为半圆柱形时,该内叶片31和该外叶片32的总长度小于该下壳体12的内径,当然更小于该上壳体11的内径。而且,该进水口13至少有3/4位于该动力输出轴20的下方。即,从该进水管100过来的水大部或者全部从该下壳体12内穿过,而后从该出水口14流出。这样,当该叶片30处于该下壳体12内时,该内叶片31和该外叶片32之间的夹角较大但不会达到180°的夹角,且对从左至右过来的水流形成兜水状,较高效率的利用了水流的冲击力;当该叶片30旋转至该上壳体11内之时,该内叶片31会尽量靠近该动力输出轴20,而外叶片32叠闭成平面轮,抵靠支撑柱21,该内叶片31和该外叶片32之间的夹角较小甚至会达到0°的夹角,从而该上壳体11内不会有水流过。即,减小了水流冲击的负值,进一步提高了该水轮机的效率。继续优化:该内叶片31和/或外叶片32为弧面形。显然,该内叶片31和该外叶片32位于该下壳体12内之时,该内叶片31和/或外叶片32形成的弧面的凸出方向向右。这样,进一步对水流形成兜水状,使该水轮机对水流的利用率更高。该内叶片31和/或外叶片32背水面上设有橡胶垫层(图上未示出)。这样,不仅减小了震动,且确保该上壳体11内无水流通过。以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。