[实用新型]一种用于微水头的水泵水轮机机组

说明书

技术领域

本申请涉及水泵水轮机技术领域，特别是涉及一种用于微水头的水泵水轮机机组。 

背景技术

从水生态环境方面看，城市景观水体、生态河流、城市内河涌，由于截流蓄水、开发利用或因网河区联围防洪等因素均会造成水体流动性较差，河流动力减弱，有可能变成“死水”而造成水体自净能力退化，环境恶化而不能满足生态要求。 

从清洁可再生能源方面看，微水头水能资源（水力发电）是人类到目前为止找到的最好的清洁可再生绿色能源之一，国家的能源“十二五”规划更是明确把水能资源（水电）开发放在优先位置。一般认为2.50m以下水头（以下称微水头）水能资源，由于其能量密度较低、单点发电（装机）规模较小，若采用传统的开发方式与发电设备，虽然技术成熟，但水头越低经济性越差，难以承受造价昂贵的土建、淹没赔偿及设备等费用。因此，微水头水能资源目前基本上处于未开发状态，也未引起人们的重视。 

另外，从水泵抽水的角度看，水泵装置是耗能设备，就算单点抽水的规模较小，就全国范围而言，用于抽水的能耗也是巨大的。 

因此，充分利用微水头水能资源和降低水泵能耗是人们亟需解决的技术难题之一。 

现有技术中，公开号为CN102966563A的中国发明专利申请公开了一种高效抽水、发电两用的水轮泵，其结构包括泵体、发电机和泵轴，泵体包括水轮腔及泵腔，泵轴分为第一段轴及第二段轴，泵轴的上端连接发电机；第一段轴上固定有两个同向的叶轮，泵腔设有第一进水口及第一出水口；第二段轴上固定有专用转轮，叶轮与专用转轮的安装方向相反，泵体上对应专用转轮设置有导水座，泵体上设置有供水流入泵腔的第二进水口，泵体的底端设置有第二出水口，当要抽水时，可以利用河流或者潮汐泵站提水灌溉农田，当农闲农田不需要水时，又可以连接发电机，利用水能直接带动发电机发电，其虽然整体结构紧凑、操作方便、减少水流损失、增大水头比，提高利用效率，使用范围广；然而由于以上的技术方案中，水泵和水轮机是分开设置的，导致其整体结构复杂，造价高，不适用于大规模的推广应用。 

现有技术的水泵水轮机的转轮，一般包括上冠、下环以及设置于上冠和下环之间的叶片，只能应用在水头范围为４～６００ｍ的能力密集的抽水蓄能电站上，不能应用在能量不密集的微水头的水泵水轮机上，其结构较为复杂、体积大且很笨重。 

发明内容

本申请的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种可应用于闸门或者河床，且结构简单、造价低、无需开发其他额外工程的用于微水头的水泵水轮机机组。 

本申请的目的通过以下技术方案实现： 

提供一种用于微水头的水泵水轮机机组，包括管道，管道内设置有水平同转轴安装的发电电动机和水泵水轮机，

发电电动机通过多个固定支臂固定于管道内，位于发电电动机上方的其中一个固定支臂与管道壁的连接处开设有用于穿设发电电动机线缆的线缆穿出口，线缆穿出口连接并网变频器及保护控制设备；

水泵水轮机包括专用转轮，所述专用转轮包括球面形的轮毂和设置于轮毂的叶片，轮毂穿设于转轴，叶片设置为细长型扭曲状的叶片、且叶片的叶缘端具有弧形的凹部，叶片的截面弦长从叶根侧向叶缘侧逐渐增大；

管道的长度与专用转轮的直径的比值范围为0.6至3；

上游的水力带动水泵水轮机的专用转轮向一个方向转动则带动发电电动机发电，发电电动机带动所述水泵水轮机的专用转轮向另一个方向转动则向上游抽水。

其中，管道的水流出口设置为渐扩渐缩式的水流出口。 

其中，管道的水流进口和/或水流出口设置有用于切断水流的装置。 

其中，用于微水头的水泵水轮机机组通过固定装置连接固定于平板闸门或河床上。 

其中，水泵水轮机的专用转轮的工作水头为0～2.5m。 

其中，固定支臂沿发电电动机的外壳的外周向均匀分布设置。 

其中，固定支臂沿发电电动机的外壳的外周向呈等距离环形分布设置。 

其中，固定支臂在发电电动机的外壳的外周面上呈螺旋排列。 

其中，管道的长度与专用转轮的直径的比值范围为0.6至1.5。