[发明专利]一种水流式向心涡轮

说明书

本发明涉及水流发电技术领域，公开了一种用于管道式发电机的水流式向心涡轮。所述水流式向心涡轮包括涡壳，所述蜗壳内设有向心涡轮，所述向心涡轮外设有导流的导流叶片，所述向心涡轮包括内环和外环，所述外环上固定有旋转的大叶片，任意相邻的大叶片之间还设有固定在外环上的旋转的小叶片，所述内环套在外环上形成向心涡轮的进水口和出水口，所述大叶片的两端分别延伸至进水口和出水口，所述小叶片的一端延伸至进水口，另一端在轴向方向低于出水口的位置，所述外环上还设有安装转子的螺纹管。

技术领域

本发明涉及水流发电技术领域，更具体地，涉及一种用于管道式发电机的水流式向心涡轮。

背景技术

随着全球工业化的发展，能源问题逐渐凸显，一方面是能源的来源不能满足日益扩大的高耗能产业需求，重要的能源物资逐渐变得紧缺，日趋消耗殆尽，另一方面能源的消耗和开采对环境的影响也累积加深，导致气候变化，影响工业和产业的发展以及人类的生活质量。在这样的背景下，社会需要开发新型的能源形式，这种能源形式应当满足取之不尽，用之不竭，并且对环境没有过度有害影响，例如利用空气冷热对流产生的风能，利用潮汐和水流产生的能量，利用太阳辐射产生的能量等形式。

管道式发电机是将管道余压转化为电能的装置，主要由两个部分组成：向心式水轮机及发电机，现有水轮机行业常用的混流式和斜流式，中国专利CN203161423U 公开了一种水渠道水力发电装置，这种水力发电装置包括叶轮和支架，叶轮上设有轮叶，叶轮输出轴一端固定连接第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合传动，第二齿轮带动发电机转子旋转发电，其中轮叶的形状与水渠道形状匹配，从而增大了水对轮叶的冲击力，提高了水流能量的利用率。中国专利CN203822528U公开了一种水力发电装置，这种水力发电装置包括水力转动轮、变速装置和发电机等部件，由设在转动轮上方的供水槽提供水流，利用水流的落差冲击转动轮带动电机发电。文件中还特别指出，可以包括多套上述水力发电装置，这些水力发电装置布置在同一垂直的水流落差方向上，从而实现了多级发电的方式，提高了水流能量的使用率。

综上所述，现有技术中的水力发电设备都是采用水流冲击裸露在外的大型水轮实现能量转换的，但是无法控制水流冲击方向，能量转化率较低，而且设备尺寸大，使用不方便。

发明内容

本发明解决的技术问题针对现有技术的不足，采用航空发动机里向心涡轮的设计方法，提一种用于管道式发电机的水流式向心涡轮。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种水流式向心涡轮，包括涡壳，所述蜗壳内设有向心涡轮，所述向心涡轮外设有导流的导流叶片，所述向心涡轮包括内环和外环，所述外环上固定有旋转的大叶片，任意相邻的大叶片之间还设有固定在外环上的旋转的小叶片，所述内环套在外环上形成向心涡轮的进水口和出水口，所述大叶片的两端分别延伸至进水口和出水口，所述小叶片的一端延伸至进水口，另一端在轴向方向低于出水口的位置，所述外环上还设有安装转子的螺纹管。

本发明的工作原理如下：高压水流进入蜗壳内，在静止的导流叶片的引导下，冲击向心涡轮，从而使向心涡轮转动并输出功率，同时水压降低，最后水流从向心涡轮出水口流出，解决了现有技术中管道发电无法控制水流冲击方向，能量转化率较低，而且设备尺寸大，使用不方便的问题。

进一步地，所述蜗壳内的流道管径按水流进入方向从大到小，始终能保持水流的高压和流速。

进一步地，所述外环的外壁上还设有迷宫式篦齿，用于减小水流从高压端向低压端泄露。

进一步地，所述内环的外壁上还设有螺纹用于旋转，从而无需额外的安装固定机构。

进一步地，所述导流叶片在径向方向上的厚度大于进水口的口径，保证导流效果。

进一步地，所述导流叶片固定在蜗壳内，用于抵消高压水流冲向大、小叶片时反向的冲击力。