[发明专利]梯级式多级水轮机

说明书

技术领域

 本发明涉及水能利用领域，具体地讲，是涉及一种梯级式多级水轮机。

背景技术

现有技术为求高落差、大势能都只能将水轮机置于水道末端下口，忽略了水流在输送水道流动过程中的强大势能，使该势能经末端一次冲击后被分散破坏而失去再次使用的价值而流失，形成损耗大、效率低、成本高的状况，该状况在能源紧张的今天更显突出。

因此设计一种能够最大限度利用水流势能且损耗小效率高的水轮机为人们所需。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种梯级式多级水轮机。根据水流特性及应用需要采用半开放式水道，即其相对于水流方向的上侧呈敞开状的水道，可在一定程度上节约水道用材消耗。本发明的主要结构是在该半开放式水道上呈梯级式多级重复设置上置翻滚式水轮机，即将翻滚式水轮机设置于水道之上，具体来讲，上置翻滚式水轮机包括通过轴承座与半开放式水道连接的传动轴和设置于传动轴上的轮叶，并且轮叶与半开放式水道之间设有供调节水流通过的间隙。其轮叶的运行方向与水流冲击方向一致，该结构可有效减小输出损耗，且该结构工作时，当轮叶转速与水流流速同步时即不会分散或破坏水流下行势能。为有效保证各级上置翻滚式水轮机都能处于最佳运行状态，特分别在其前方设置调流门，供有效调节冲击轮叶的水流，又不影响其整体下行势能，为重复使用该势能创造了条件，如此逐级重复即可实现本发明设计要求。

附图说明

图1为本发明的正视结构示意图。

图2为本发明的侧视结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-半开放式水道，2-调流门，3-轴承座，4-传动轴，5-轮叶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1和图2所示，该梯级式多级水轮机采用半开放式水道1，即该水道相对于水流方向的上侧呈敞开状，水道的形状可采用圆形或方形或其他形状，不应视为对其结构的限制，并在半开放式水道上呈梯级式多级重复设置上置翻滚式水轮机。该上置翻滚式水轮机包括通过轴承座3与半开放式水道连接的传动轴4和设置于传动轴上的轮叶5。具体来说，是将该上置翻滚式水轮机的轴承座3设置在水道两侧上沿，使上置翻滚式水轮机跨置于水道上，并使传动轴4与水道侧壁垂直，以保证轮叶5的转动方向与水流流向一致。轮叶运行方向与水流冲击方向一致可有效减小输出损耗。且轮叶的横向尺寸略小于该半开放式水道宽度，以在该水道与轮叶之间预留相应空间间隙供调节水流通过。在各级上置翻滚式水轮机前方设置调流门2，通过调节该调流门的开启角度，有效调节冲击轮叶的水流，保证各级上置翻滚式水轮机都能在理想状态下运行，且水流在冲击轮叶后不会被分散或破坏，仍可保持其势能继续下行。调节调流门的开启角度也不会影响水流的整体下行势能，故该势能可以多次重复使用，依次冲击各级上置翻滚式水轮机使其运行。采用本发明可最大限度利用水流势能，有效减小损耗，提高效率，大大降低生产成本。

另外，在本发明的具体应用中，可以利用水流冲击上置翻滚式水轮机进行发电并输出电能。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一致的，也应当在本发明的保护范围内。