[发明专利]一种旋转导管式的水轮机及其方法

说明书

技术领域

本发明属于水轮机技术领域，特别是涉及一种旋转导管式的水轮机及其方法。

背景技术

水轮机是重要的水电设备是水力发电行业必不可少的组成部分，是充分利用清洁可再生能源实现节能减排、减少环境污染的重要设备。在我国电力需求的强力拉动下，我国水轮机制造行业进入快速发展期，其经济规模及技术水平都有显著提高，我国水轮机制造技术已达世界先进水平。

目前的水轮机基本上都是通过冲击导叶，使导叶旋转带动电机，从而获得电能。急速的水流冲击导叶，对导叶的破坏也相当大，使得导叶的更换年限较短和对导叶的要求极高。

本发明通过旋转导管获得机械能的新方式，解决了急速的水流对导叶的破坏也相当大，使得导叶的更换年限较短和对导叶的要求极高的问题。这种新的方式，使所有的水流经过旋转导管，从而使动能的损失相对较低，具有较高转化率的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转导管式的水轮机及其方法，通过旋转导管获得机械能的新方式，解决了现有急速的水流对导叶的破坏也相当大，使得导叶的更换年限较短和对导叶的要求极高的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种旋转导管式的水轮机，包括旋转主轴和进水管，所述旋转主轴包括主轴、旋转圆板、旋转导管、圆锥帽和钢珠；所述旋转圆板一表面开有若干第一贯穿孔；所述第一贯穿孔与旋转圆板一表面开有第一圆角；所述第一贯穿孔与旋转导管的长管配合；所述旋转圆板一表面的中心固定有一圆锥帽；所述旋转圆板另一表面固定有主轴；所述旋转圆板另一表面开有第一弧形凹槽；所述第一弧形凹槽与若干钢珠配合；所述旋转导管包括长管、弯管和短管；所述长管与弯管的一端配合；所述短管与弯管的另一端配合；所述进水管为圆筒结构；所述进水管底面开有第二贯穿孔；所述进水管底面开有第二弧形凹槽；所述第二弧形凹槽与若干钢珠配合；所述进水管内表面与旋转圆板配合；所述进水管周侧面开有若干矩形贯穿孔；所述矩形贯穿孔分别与限位伸缩圆环的伸缩卡销配合；所述限位伸缩圆环为圆环结构；所述限位伸缩圆环周侧面设有若干伸缩卡销；所述限位伸缩圆环一表面开有第二圆角。

进一步地，所述旋转圆板的第一弧形凹槽的弧形角度为150°；第一弧形凹槽的弧形半径长度等于钢珠的半径长度；所述旋转导管的弯管的角度为15°～75°。

进一步地，所述进水管的第二弧形凹槽的弧形角度为150°。

一种旋转导管式的水轮机，包括旋转主轴转动的过程如下：

SS01上游水库中的水经引水管引向水轮机的进水管，水流经过旋转导管后，略微改变了水流方向，由于反作用力，促使旋转导管反方向旋转；

SS02旋转导管带动旋转圆板旋转；

SS03旋转圆板带动主轴旋转；

SS04主轴带动齿轮箱里的齿轮；齿轮带动发电机的转子旋转；从而完成了将机械能转化成电能的过程。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过旋转导管获得机械能的新方式，解决了急速的水流对导叶的破坏也相当大，使得导叶的更换年限较短和对导叶的要求极高的问题。这种新的方式，使所有的水流经过旋转导管，从而使动能的损失相对较低；具有较高转化率的优点。

2.本发明通过圆锥帽、第一圆角和第二圆角的作用，减小了水轮机对水流的阻力，减小了动能的损失。

3.本发明旋转导管的弯管的角度为15°～75°的作用是，根据水流的速度，调节弯管的角度；在水流速度极大的时候，弯管角度相对越小，旋转导管受到的冲击力越小；在水流速度相对较小的时候，弯管角度相对越大，转化率越高；综合各方面的因素考虑，设计一个最佳的弯管角度。

4.本发明限位伸缩圆环的作用是，使旋转主轴固定在进水管内。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为公开了一种旋转导管式的水轮机的结构示意图；

图2为水轮机仰视视角的结构示意图；

图3为图1的结构俯视图；

图4为图1的结构仰视图；

图5为旋转主轴的结构示意图；

图6为旋转主轴仰视视角的结构示意图；

图7为进水管的结构示意图；