[发明专利]一种基于梨形线翼型叶片的冲击式水轮机

说明书

本发明涉及一种基于梨形线翼型叶片的冲击式水轮机，它包括叶轮、转动轴、引水流道、轴承支撑架，其特征在于，所述叶轮包括多枚梨形线翼型叶片，所述叶轮固定在引水流道的进口段沿中心线往上1/3处，所述叶轮固定在引水流道的过渡段的尾部，水流由引水流道的进水口经过引水流道的进口段被引入到引水流道的过渡段，带动叶轮转动，随后经引水流道的出口段流到引水流道的出水口；所述梨形线翼型叶片以转动轴为中心被设置在叶片固定板上，梨形线翼型叶片空间上呈圆周分布，叶片固定板以焊接方式固定在轴承支撑架上。本发明的结构简单，效率高，既可用于海洋潮流能发电的水轮机，也可在山区、平原、山泉以及塘坝溪水等微小潮流能条件下发电使用。

技术领域

本发明属于流体机械及水电工程设备技术领域，特别是涉及一种基于梨形线翼型叶片的冲击式水轮机。

技术背景

当前，开发清洁可再生能源是人类发展需求的必然趋势。水能是绿色可再生资源，其开发利用具有重大意义。然而，随着我国水电资源的大规模开发，属于经济指标较好的中、高水头站点已经越来越少，随之对低水头微型电站的开发利用已经成为研究的热点。冲击式水轮机作为近代的水力机械，在具有效率高、收益高等优点，主要应用于高水头电站，是高水头水能资源开发中的一种经济适宜的水能转换设备。如何利用这些优点开发出一种能够应用于低水头微型电站的、高效的、经济的冲击式水轮机具有重大意义。

目前开发水能的方式一般是建设水电站，利用高效率的水轮机来转换水能，但它对选址有一定的要求，例如一些零散低水头的水能资源就无法利用。如果在低水头的溪流上建设水坝提高水头，由于建设水坝存在破坏环境、投资成本较大、建设工期较长等缺点，导致水能转换效率低，输出功率小，经济性较差。

中国专利申请CN201110155603公开了“水利渠道、河道组合式水车发电装置”，该方案虽然提出了一种新型的水车，应用于低水头发电，但是没有引水流道，同时，叶片效率较低，使用价值较差。中国专利申请201620875878公开了“水车发电装置”，该方案将水车应用于发电中，但是叶片并未仍采用传统的方式，经济价值低下，不具有使用价值。

综上所述，如何克服现有技术所存在的不足已成为当今流体机械及水电工程设备技术领域中亟待解决的重点难题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种基于梨形线翼型叶片的冲击式水轮机，本发明的结构简单，效率高，既可用于海洋潮流能发电的水轮机，也可在山区、平原、山泉以及塘坝溪水等微小潮流能条件下发电使用。

根据本发明提出的一种基于梨形线翼型叶片的冲击式水轮机，它包括叶轮、转动轴、引水流道、轴承支撑架，其特征在于，所述叶轮包括多枚梨形线翼型叶片，所述叶轮固定在引水流道的上方，所述叶轮固定在引水流道的过渡段的尾部，水流由引水流道的进水口经过引水流道的进口段被引入到引水流道的过渡段，带动叶轮转动，随后经引水流道的出口段流到引水流道的出水口；所述梨形线翼型叶片以转动轴为中心被设置在叶片固定板上，梨形线翼型叶片空间上呈圆周分布，叶片固定板以焊接方式固定在轴承支撑架上；所述引水流道的进口段和引水流道的出口段均与地面平行，引水流道的过渡段采用以渐开线为轨迹的波浪线形式，所述引水流道的过渡段的截面曲线上的关键点的坐标以如下方式表示，X代表引水流道的过渡段的截面翼型曲线上的关键点的空间横坐标值，Y代表引水流道的过渡段的截面翼型曲线上的关键点的空间纵坐标值，参数见表1，

表1：