[实用新型]一种水车式水轮发电机的后上方引流式水车

说明书

技术领域

本实用新型属于水轮发电机技术领域。

背景技术

现有的各类水车式水力发电机，主要分为三类，第一类是将水车直接安放在水渠中，利 用水流的流速冲击力发电，这种水车发电方式属于最原始的水车利用方式，主要是靠水流的 流速冲击水车旋转带动发电机发电。因为仅仅利用了水流的冲击动能，水流势能利用率很低， 发电效益很低，无法建设较大装机容量的水电站，不具备产业规模化能力。第二类是将水车 做成水斗式水车，水流从水车上方一侧灌进水斗，利用水斗内的水体重力驱动水车旋转带动 发电机发电。但因为是仅仅利用水斗内的水体重力，而水斗容积受到加工制造、运输安装、 制造成本、地形限制等因素制约，水斗容积很有限，发电量和效益不能适应河流流量一年四 季变化很大的特点，不能有效利用河流流量，只能适用于流量很小的河流，发电效益同前者 一样不能形成规模化，缺乏广泛和规模化的运用价值。第三类是将水车安置在特制的水车槽 中，从水车后下方位置引水冲击水车旋转进而发电，这种水轮机可以减少流量浪费，河流的 流量利用率更高，发电效益更高。但这种水车状直冲式水轮机的只能局限地利用等于或低于 水车中心转轴的水头，一旦水头高过水车中心转轴，高出水车中心转轴部分的水流产生的压 力就会形成水车叶片的入水阻力，产生逆向扭矩，因此最终能够有效利用的水头最多只是水 车高度的下半部，为了提高利用水头增加发电能力，就必须将水车做得更大，这就会增加水 车制造、运输、安装、维修的难度和成本。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有技术的不足，提供一种可高效利用水能、大幅提高水车式 水轮发电机发电能力、降低水车式水轮发电机组制造、运输、安装和维修成本的水车式水轮 发电机的后上方引流式水车。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现。

一种水车式水轮发电机的后上方引流式水车，包括有可沿中心转轴转动的水车、将水流 引入水车叶片之间的引水导流体；所述引水导流体包括引水导流槽和设置于引水导流槽后部 上方的引水导流箱；引水导流槽包括有构成槽体的两块槽体侧挡板、一块底板、一块将水流 引至水车下部叶轮的逐渐降低的后部弧形导流档板；所述引水导流箱包括有两块位于引水导 流槽进水方向侧挡板顶端的侧挡板、连接于这两块侧挡板前端之间的挡流板和位于箱体中部 的7字形防逆压引水导流板，7字型防逆压引水导流板的两侧边与箱体的两块侧挡板立面连 接，内角朝向水车；水车进水侧的下半部设置于引水导流槽中，水车进水侧的上半部设置于 引水导流箱中，7字型防逆压引水导流板的竖板下端与水车外缘相切，水流分别从引水导流 槽后部弧形导流档板上方和7字型防逆压引水导流板的横板上方流入水车进水侧的下部和上 部叶片之间，水车获得压力、冲力和重力实现高能旋转。

本实用新型在7字型防逆压引水导流板的顶端横板上设置有竖立的排气管，在引水导流 槽两边的槽体侧挡板和引水导流箱两边的上部侧挡板内侧，沿水车轮缘外边设置有弧形减漏 密封条。

本实用新型的基本工作原理是：当水流从水车后上方进入引水体导流时，主要的水流从 水车进水侧下部与引水导流槽后部弧形导流板之间流动，利用水流的压力和冲力驱动水车旋 转；同时，部分水流从7字型防逆压引水导流板的平板上方流过后落入水车进水侧上部的叶 片形成的水斗中，排除水斗中的空气并利用水斗中的水体重力形成顺向扭矩。从水斗中被水 体挤压出来的空气被挤压到7字型防逆压引水导流板上的内角空间内，再从排气管中自然排 除，不会干扰水流；而7字型防逆压引水导流板的竖直平面则可以防止水流压力和冲力对水 车产生反向扭力，确保水车的顺向旋转力量不被消减；设置于引水导流箱前端的挡流板可以 防止7字型防逆压引水导流板上方的水流直接对水车产生逆向冲力。这样综合设计，水车就 可以同时获得水流动压力、冲力和重力的合力驱动，并可以克服各类逆向阻力和气流干扰， 实现高能旋转、高效发电目的。