[发明专利]兼具泵水功能的水轮机

说明书

技术领域

本发明涉及水能利用领域，更具体地，涉及一种兼具泵水功能的水轮机。

背景技术

现代的水轮机技术往往要依赖修筑拦水坝提高水的势能，水能资源才能有效地被利用；而现有的无需水坝利用水流动能转换为机械能的水轮机技术，存在着效率低，成本高的瓶颈。江河和海洋里的水能资源量极为巨大，不过由于条件的限制，大部份的地方因未适合修筑拦水坝，至使这部份的水能资源在现有水轮机技术的前提下没能被我们所用。

另一方面，水泵是农业灌溉养殖的重要设备，一般主要依靠电力或汽、柴油机驱动，但由于其生产成本较高，同时又严重依赖于现代工业产品而不便于应用于较为偏远的地方。为了克服以上问题，现有技术中出现了由轴流式水轮机和离心式水泵组成的利用自然能源的水轮泵，不过它需要在落差大于1米的河流和渠道上修建水轮泵站，仍然存在修水坝成本高、效率低、无法移动等限制。

因此，如何能够利用人力、畜力、风力等自然状态下河流或海洋的水流能量驱动的水泵技术，是人民亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种兼具泵水功能的水轮机，其能利用河流、小溪等流动的水的水流能量和海洋潮汐的水流动能，能将自然状态下的水流动能转化成机械能输出，同时，在进出水口反向连接时候还可以做水泵用于抽水。

为解决以上技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种兼具泵水功能的水轮机，包括由上端盖、下端盖及侧壁组成的壳体，所述上端盖和下端盖之间安装有可转动的水轮轴，所述水轮轴上安装有转子，所述下端盖在以水轮轴为中心的相对方向上设置有进水口和出水口；

所述转子由外到内依次设置有相互同轴的外圆筒、叶片圆筒及内圆筒，所述外圆筒和叶片圆筒之间形成外环，叶片圆筒和内圆筒之间形成内环，所述外环和内环的轴截面积不等，所述外环和内环在一侧与进水口连通，在另一侧与出水口连通；所述外圆筒、叶片圆筒和内圆筒在靠近上端盖一侧端面由叶片圆盘封闭，所述叶片圆盘与所述水轮轴连接，所述叶片圆筒在相对方向上对称开设有叶片开口，所述叶片圆盘在所述叶片开口位置设置有叶片轴，所述叶片轴在与叶片开口对应位置固定有叶片，所述叶片在闭合状态与所述叶片圆筒形成完整的圆筒，所述叶片以叶片轴为界分为面积不相等的第一半叶和第二半叶，所述第一半叶和第二半叶在叶片打开状态下分别与所述外圆筒和内圆筒上的止口抵接；

所述壳体上设置有用于在转子装入壳体时封闭外环和内环的阻水装置，所述阻水装置分别延伸入外环和内环并与叶片圆盘接触；

所述上端盖在对应所述进水口与出水口的位置设置有叶片开合导轨，所述叶片轴顶端设置有叶片控制杆，所述叶片控制杆可移动地插入叶片开合导轨并在转子转动时驱动叶片轴转动。

作为一种具体实施例，所述上端盖上设置有叶片密封导轨，所述叶片轴在靠近上端盖一侧套设有叶片密封装置，所述叶片密封装置包括与叶片轴套设的套筒和活动插入套筒的推杆，所述套筒内侧壁上设置有套筒台阶，所述推杆外侧壁上设置有凸起环，所述推杆由凸起环和套设于推杆外侧的弹簧支撑于套筒台阶上，所述推杆一端在叶片轴位于所述阻水装置相对方向时与叶片密封导轨相接触，另一端铰接设置有横杆，所述横杆贯穿套筒与推杆连接，所述横杆在中部位置还设置有支点，所述横杆通过支点铰接于叶片上，与横杆连接还设置有密封滑片。

作为一种具体实施例，所述阻水装置包括用于封闭内环的第一阻水板和用于封闭外环的第二阻水板，所述第一阻水板和第二阻水板均由下端盖沿平行于水轮轴的方向凸起形成。

优选地，所述第一阻水板和第二阻水板的顶壁以及两侧壁内均安装有弹簧，所述弹簧末端安装顶紧板。

作为一种具体实施例，所述下端盖在圆周方向凸起形成用于密封内环和外环的转子密封盘，所述内圆筒和外圆筒的端面位置设置有与转子密封盘的环状周面配合密封的密封组件。

优选地，所述进水口与出水口沿垂直于下端盖端面的方向贯穿所述转子密封盘。

作为一种具体实施例，与所述进水口连接设置有进水管，所述进水管设有第一进水门和第二进水门，所述第一进水门和第二进水门均为单向门，所述第一进水门和第二进水门分列于进水口的两侧且相对设置。

作为一种具体实施例，与所述出水口连接设置有排水管，所述排水管设有第一排水门和第二排水门，所述第一排水门和第二排水门为单向门，所述第一排水门和第二排水门分列于出水口的两侧且相对设置。

作为一种具体实施例，所述阻水装置包括用于控制通过阻水装置水流流量的阻水开关，所述阻水开关为节流阀。