[发明专利]水轮机

说明书

所属技术领域

本发明属于水力发电技术领域中的冲击型水轮机，尤其涉及一种低水头大 流量高效率冲击型水轮机。

背景技术

目前，在水力发电生产中所使用的冲击型水轮机只能适用于高水头小流量 水能资源，而无法适应普遍以低水头大流量形式存在的水能资源。并且，该冲 击型水轮机存在的不足为：从圆形喷嘴及其内部装置的圆形喷针周围射出的高 速水流向其端部中心集中时会产生严重的对撞现象，对射出喷嘴的水流动能造 成了严重损失，从而无法将水流压能高效转换为水流动能；在喷嘴内出现杂物 卡阻现象时无法清除；从转轮水斗内侧排出的水流冲向其前方水斗背面后又严 重干扰了转轮的运转，从而使水流动能又无法高效转换为旋转机械能。而且， 该转轮的水斗加工制造十分困难。

在低水头大流量水能资源中使用的混流式、轴流式等反击型水轮机在运行 中存在着部分水能以轴向水推力形式作用于转轮后无法作功，并且容易导致烧 瓦事故；主轴密封漏水随机组开度的增大而增大；转轮叶片间形成的流道内出 现杂物卡阻现象时机组会大幅振动，并且机组出力明显下降等诸多不足，使该 水轮机的年综合运行效率极低。

公告号为CN101871415A的技术方案中，在出射口的两侧轨道内装置调节闸 板构成的射流口，其不足为轨道与调节闸板无法满足出射口出流的渐变长度和 形线要求使水流无法顺利射出，因此同样无法将水流压能高效转换为水流动能， 并且该结构无法设置在每个出射口上；由数个在轮盘或轮毂外表面按圆周方向 布置的两侧间表面形状为凹槽形的叶片和在每个叶片凹槽的外端端面和该端面 的槽口边沿至其后相邻叶片凹槽的内端边沿或凹槽的内表面之间分别设置的引 流板构成的转轮存在的不足为：从叶片外端伸向其相邻叶片内端的引流板在高 速运转过程中，会将高速射流还未将其动能传递给转轮叶片的情况下直接引向 下游，从而使排出叶片的水流方向仍然与进入叶片的高速射流方向相同，因此 无法将水流动能有效转换为旋转机械能。

发明内容

本发明的目的在于克服目前所使用水轮机存在的不足，而提供一种既能将 水流压能高效转换为水流动能，又能将水流动能高效转换为旋转机械能；并且 既能适应低水头大流量水能资源，又能将出射口内卡阻的杂物自动排出的冲击 型水轮机。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。

该冲击型水轮机由出射装置和转动装置两部分组成，出射装置包括压力引 水室及其一个或数个出流口，与出流口相连接的分别由底板、顶板及其两侧的 侧板构成的出射口，并且包括与调速器或动力装置相连接的传动部件，以及与 传动部件传动连接的设置在出射口出口部位的活动式折向板等部件；转动装置 包括主轴、轴承及其联轴器，装置在主轴上的一个或数个轮盘或轮毂，以及数 个两侧间表面形状为凹槽形的叶片等部件，其特征在于：在出射口的顶板或底 板的出水端铰装转动活门，并将转动活门与传动部件传动连接；在轮盘或轮毂 外表面按圆周方向设置数个两侧间表面形状为凹槽形的叶片，在每个凹槽形叶 片的外端端面分别设置外端引流板，凹槽形叶片的内端分别设置内端引流板， 并将叶片凹槽内表面的一侧部分与出射装置的出射口相对应。

本发明所述的冲击型水轮机，转动活门还可以是活门和顶板或底板连为一 体的结构。

本发明所述的冲击型水轮机，在转动活门的出水端前方还可以设置固定式 折向板。

本发明所述的冲击型水轮机，在转动活门的边缘还可以设置有密封件。

本发明所述的冲击型水轮机，将数个具有转动活门的出射口还可以排列设 置后与同一出流口相连接。

本发明所述的冲击型水轮机，叶片凹槽内端设置的引流板还可以是轮毂外 表面。

本发明所述的冲击型水轮机，叶片凹槽内端设置的引流板还可以设置在叶 片凹槽的内表面。

本发明所述的冲击型水轮机，转动活门或活动式折向板还可以与重力或弹 力机构传动连接。