[发明专利]直线性喷嘴的切击式水轮机

说明书

技术领域

本发明涉及切击式水轮机，尤其是“直线性喷嘴的切击式水轮机”，属于流体机械，主要用水库及大坝的发电。

背景技术

中国专利申请号：201610025445.4，“立轴多级冲击式水轮机”， 该水轮机包括进水管、发电机以及接于发电机上的水轮机主轴，具有上下布置在同一直线上的若干个转轮腔室，转轮腔室连通尾水渠，水轮机主轴至上而下依次穿过各个转轮腔室，对应每个转轮腔室在水轮机主轴上设置立轴水斗式转轮，对应每个转轮腔室设置环绕该腔室的配水环管，配水环管均与进水管连通，配水环管上均匀接有若干喷管及喷针，喷管及喷针的出水口位于转轮腔室内，对准腔室内的立轴水斗式转轮布置。这项专利申请是在立体上，三维空间上在布置转轮，喷管只能被看作是一个点，结构的复杂性明显增加了，用一个转轮也能实现三维的驱动。中国专利申请号：201310162477.5，“一种多叶水轮机”，包括组成水轮机的蜗壳、转轮、支撑盖、轴承、底环和泄流管，在蜗壳螺旋形流道中、转轮径向外周设置有喷嘴环，喷嘴环有均匀间隔设置的喷射液流驱动转轮的喷孔；转轮圆周上有均匀间隔设置的叶片，叶片之间形成与喷孔喷射液流匹配的弧形流道。这项专利申请的喷嘴环及喷孔结构较简明，喷孔只能被看作是一个点，而所有的喷孔是布局在一个平面上，改变喷孔的形状可以实现三维空间的驱动。另外，切击式水轮机的转轮大多为平面布局的喷嘴设计。

发明内容

为了完善切击式水轮机系列，本发明力图提供一种直线性喷嘴的切击式水轮机，用一个转轮，用直线性喷嘴，实现三维空间的驱动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：直线性喷嘴的切击式水轮机，其结构有转轮，转轮上面安装有主轴，在转轮的圆周均布有螺旋齿，螺旋齿的数量大于5个，螺旋齿以转轮的轴线为中心圆周均布，螺旋齿绕转轮的轴线螺旋上升，螺旋齿的迎水面是凹弧形的，蜗壳的内圈圆周上均布有直线性喷嘴，直线性喷嘴的根数大于2根，每一根直线性喷嘴的数量大于等于1个，蜗壳的外圈有进水口。直线性喷嘴的长宽比大于3，大于2根的直线性喷嘴和与之相匹配厚度的转轮组成三维的喷射空间。

直线性喷嘴的切击式水轮机，工作方法是，水从进水口流入蜗壳，蜗壳内的水从直线性喷嘴对着转轮的切线方向喷出，喷出水直接射在螺旋齿的迎水面的凹弧形面，推动转轮旋转。

本发明的有益效果是，直线性喷嘴的切击式水轮机，大于2根的直线性喷嘴和与之相匹配厚度的转轮组成三维的喷射空间，旋转力矩大，结构紧凑。当转轮高度相等时，螺旋齿的长度大于直齿形的长度，螺旋凹弧形面也更长，受冲击力的面积更大，转轮的旋转力矩也更大，能在更低水头时使用，或者能缩小水轮机的体积。螺旋齿形比直齿形受力更平衡，压力脉动变化小，水轮机运行更平稳。

附图说明

图1直线性喷嘴的切击式水轮机示意图。

在图1中，1.转轮、2.螺旋齿、3.主轴、4.蜗壳、5.直线性喷嘴、6.进水口。

具体实施方式

在图1中，直线性喷嘴的切击式水轮机，其结构有转轮，转轮1上面安装有主轴3，在转轮1的圆周均布有螺旋齿2，螺旋齿2的数量大于5个，螺旋齿2以转轮1的轴线为中心圆周均布，螺旋齿绕转轮1的轴线螺旋上升，螺旋齿2的迎水面是凹弧形的，蜗壳4的内圈圆周上均布有直线性喷嘴5，直线性喷嘴5的根数大于2根，每一根直线性喷嘴5的数量大于等于1个，蜗壳4的外圈有进水口6。多根直线性喷嘴5和与之相匹配厚度的转轮1组成三维的喷射空间。直线性喷嘴5的长宽比大于3。图1中，每一根直线性喷嘴5有两段叠加而成，上面有一段，下面有一段，如果用一根整段的直线性喷嘴5，蜗壳4的结构强度会下降。

直线性喷嘴的切击式水轮机，工作方法是，水从进水口6流入蜗壳4，蜗壳4内的水从直线性喷嘴5对着转轮1的切线方向喷出，喷出水直接射在螺旋齿2的迎水面的凹弧形面，推动转轮1旋转。能在更低水头时使用，或者缩小水轮机的体积。一边旋转一边喷射，迎水面的凹弧形面相对转轮1也是螺旋形的布局的，当转轮高度相等时，螺旋齿2的长度大于直齿形的长度，螺旋凹弧形面也更长，受冲击力的面积更大，转轮1的旋转力矩也更大。