本发明专利技术涉及一种直管式超微型水轮机，其包括：进水流道(2)，具有该进水流道一端的一个圆形进水孔(1)、导叶体边壁(3)、曲面型斜导叶(9)和导叶轮毂(8)；转轮室(4)，具有转轮叶片(11)和主轴(5)；出水流道(7)，具有该出水流道侧面的两出水孔(6)，轴承(12)和支墩(13)；其中，该进水流道(2)、该导叶体边壁(3)、该转轮室(4)、该出水流道(7)和该支墩(13)为一体成型，该导叶(9)与导叶体边壁(3)和导叶轮毂(8)固定连接成一个整体，该轮毂(8)再通过间隙配合固定在该主轴(5)上；该转轮叶片(11)可拆卸地固定连接在转轮轮毂(10)上，该转轮轮毂(10)通过轴套固定在该主轴(5)，该主轴(5)的一端通过间隙配合与该轴承(12)联接，该轴承(12)以过盈配合固定在该支墩(13)上。采用本发明专利技术的直管式超微型水轮机具有结构简单，空间尺寸小，运行范围广，稳定性好，经济成本低，效率较高等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体机械及水电工程设备
,尤其涉及一种直管式超微型水轮机。
技术介绍
目前，直管式水轮机一般是采用开发利用水管中的水能转化为电能的水轮机技术，实现电池的定时充电或小功率用电设备的长时间供电。这种可安装在细长输水管道内部的直管式超微型水轮机不仅可以为智能分层注水技术的井下仪器充电，还可以适当按比例调整微型水轮机的空间尺寸，放置在城市给排水系统管路和家庭用水输排水管道中，利用管路中水流的压能和动能进行发电，承担城市公共基础设施和家庭家电设备的一部分用电量。 直管式水轮机利用水管中的水能转化为电能，采用理论分析、数值优化计算和真机测试研究等研究手段开发研制的水轮机，布置在水管筒中，水流具有一定的压力，从而推动水轮机旋转，为电池充电。由于水轮机所安装在的注水井下管道直径为25㎜，尺寸非常小，因此，直管式超微型水轮机的结构比传统水轮机具有更高的难度和更大的挑战性。 现有技术中，针对贯流式机型的水轮机主体。贯流式水轮机没有蜗壳，从而大大减小了水轮机整体的径向尺寸。流道由圆锥型导水结构和直锥扩散型或S型尾水管组成，主轴布置形式为卧式，故其流道形状接近于管状。贯流式水轮机单位流量大,水轮机效率高，且高效区宽。对于低水头资源开发，贯流式水轮机的稳定运行范围宽，在极低水头时也能稳定运行(如超低水头1.5m下)，所以它是开发低水头水力资源的优良机型。 但是，贯流式水轮机的导水结构运动为空间运动，导叶瓣体呈锥形，各截面的尺寸相差较大，且两端面为凸、凹球面的一部分，即瓣体凸球面的一端是轴，另一端则是凹球面；导叶体的进、出水边密封面为空间平面或空间曲面，如果密封面的设计和加工不合理，将会造成导叶关闭不严，导致严重漏水；同时，导叶两端为球面，要求的加工精度较高。正是由于贯流式机组导水结构及导叶结构的特殊性和复杂性，不仅使水流在进水流道内的流动情况更加复杂，而且导叶的加工和装配也非常不便。
技术实现思路
有鉴于此，针对现有技术的不足，本专利技术提供一种直管式超微型水轮机，其结构简单，空间尺寸小，运行范围广，稳定性好，经济成本低，效率较高。 本专利技术提供了一种直管式超微型水轮机，其包括：进水流道(2)，具有该进水流道一端的一个圆形进水孔(1)、导叶体边壁(3)、曲面型斜导叶(9)和导叶轮毂(8)； 转轮室(4)，具有转轮叶片(11)和主轴(5)； 出水流道(7)，具有该出水流道侧面的两出水孔(6)，轴承(12)和支墩(13)； 其中，该进水流道(2)、该导叶体边壁(3)、该转轮室(4)、该出水流道(7)和该支墩(13)为一体成型，该导叶(9)与导叶体边壁(3)和导叶轮毂(8)固定连接成一个整体，该轮毂(8)再通过间隙配合固定在该主轴(5)上；该转轮叶片(11)可拆卸地固定连接在转轮轮毂(10)上，该转轮轮毂(10)通过轴套固定在该主轴(5)，该主轴(5)的一端通过间隙配合与该轴承(12)联接，该轴承(12)以过盈配合固定在该支墩(13)上。 优选地，该进水流道(2)、导叶体边壁(3)和转轮室(4)为一直筒型外壳管道，该进水孔(1)的直径与该管道直径相同。 优选地，该导叶(9)和该转轮叶片(11)不相互平行。 优选地，该导叶(9)具体为两端等厚度、等弦长的翼型叶片，该翼型叶片的翼弦与管道轴线夹角约为25°～30°，相对翼型厚度为0.067～0.068。 优选地，该导叶的叶片数为4～6片。 优选地，该转轮叶片(11)具体为不等厚度、不等弦长的翼型叶片，该转轮叶片(11)呈扭曲状，在靠近该转轮室(4)一端的翼型弦长为靠近该轮毂(10)端翼型弦长的1.8～2.0倍，该转轮叶片(11)的包角为80°，该转轮叶片(11)的相对厚度范围为0.046～0.047。 优选地，该转轮叶片(11)靠近该轮毂(10)侧翼型的翼弦与管道轴线夹角约为45°～50°，该翼型相对厚度为0.086～0.092；靠近转轮室(4)侧翼型的翼弦与管道轴线的夹角约为67°～72°，该翼型相对厚度为0.229～0.232，该转轮轮毂(10)直径与转轮直径的比值约为0.397～0.403。 优选地，该转轮叶片(11)的数量为4～6片。 优选地，该出水流道(7)两侧的该出水孔(6)与该进水孔(1)直径相同，该出水孔(6)的直径与转轮直径的比值约为0.717～0.723，该主轴(5)直径与该转轮直径的比值约为0.237～0.243。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于： 本专利技术的一种直管式超微型水轮机结构简单，制造工艺简单，尺寸小，重量轻。本专利技术不仅可以为智能分层注水技术的井下仪器充电，还可以适当按比例调整微型水轮机的空间尺寸，放置在城市给排水系统管路和家庭用水输排水管道中，利用管路中水流的压能和动能进行发电，承担城市公共基础设施和家庭家电设备的一部分用电量。 附图说明 下面结合附图和具体实施方案对本专利技术进一步说明。 图1为本专利技术直管式超微型水轮机断面结构示意图； 图2为图1中本专利技术导叶结构示意图； 图3为图1中本专利技术转轮结构示意图。 附图说明：1、进水孔 2、进水流道 3、导叶体边壁 4、转轮室 5、主轴 6、侧出水孔 7、出水流道 8、导叶轮毂 9、导叶 10、转轮轮毂 11、转轮叶片 12、轴承 13、支墩 具体实施方式 下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的说明。 图1为本专利技术直管式超微型水轮机断面结构示意图。如图1所示，本专利技术提供一种直管式超微型水轮机，其包括进水流道(2)，具有该进水流道一端的一个圆形进水孔1、导叶体边壁3、曲面型斜导叶9和导叶轮毂8；转轮室4，具有转轮叶片11和主轴5；出水流道7，具有该出水流道侧面的两出水孔6，轴承12和支墩13。 其中，该进水流道2、该导叶体边壁3、该转轮室4、该出水流道7和该支墩13为一体成型，该导叶9与导叶体边壁3和导叶轮毂8固定连接成一个整体，该轮毂8再通过间隙配合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直管式超微型水轮机，其包括：进水流道(2)，具有该进水流道一端的一个圆形进水孔(1)、导叶体边壁(3)、曲面型斜导叶(9)和导叶轮毂(8)；转轮室(4)，具有转轮叶片(11)和主轴(5)；出水流道(7)，具有该出水流道侧面的两出水孔(6)，轴承(12)和支墩(13)；其中，该进水流道(2)、该导叶体边壁(3)、该转轮室(4)、该出水流道(7)和该支墩(13)为一体成型，该导叶(9)与导叶体边壁(3)和导叶轮毂(8)固定连接成一个整体，该轮毂(8)再通过间隙配合固定在该主轴(5)上；该转轮叶片(11)可拆卸地固定连接在转轮轮毂(10)上，该转轮轮毂(10)通过轴套固定在该主轴(5)，该主轴(5)的一端通过间隙配合与该轴承(12)联接，该轴承(12)以过盈配合固定在该支墩(13)上。
【技术特征摘要】
1.一种直管式超微型水轮机，其包括：
进水流道(2)，具有该进水流道一端的一个圆形进水孔(1)、导叶体边壁(3)、
曲面型斜导叶(9)和导叶轮毂(8)；
转轮室(4)，具有转轮叶片(11)和主轴(5)；
出水流道(7)，具有该出水流道侧面的两出水孔(6)，轴承(12)和支墩(13)；
其中，该进水流道(2)、该导叶体边壁(3)、该转轮室(4)、该出水流道(7)
和该支墩(13)为一体成型，该导叶(9)与导叶体边壁(3)和导叶轮毂(8)
固定连接成一个整体，该轮毂(8)再通过间隙配合固定在该主轴(5)上；该转
轮叶片(11)可拆卸地固定连接在转轮轮毂(10)上，该转轮轮毂(10)通过轴
套固定在该主轴(5)，该主轴(5)的一端通过间隙配合与该轴承(12)联接，
该轴承(12)以过盈配合固定在该支墩(13)上。
2.根据权利要求1所述的直管式超微型水轮机，其特征在于：该进水流道(2)、
导叶体边壁(3)和转轮室(4)为一直筒型外壳管道，该进水孔(1)的直径
与该管道直径相同。
3.根据权利要求1所述的直管式超微型水轮机，其特征在于：该导叶(9)和该
转轮叶片(11)不相互平行。
4.根据权利要求1所述的直管式超微型水轮机，其特征在于：该导叶(9)具体
为两端等厚度、等弦长的翼型叶片，该翼型叶片的翼弦与管道轴线夹角约为
25°～30°，相对翼型厚度为0.067～0.068...
【专利技术属性】
技术研发人员：周大庆，沈萍菲，王惠芝，
申请(专利权)人：河海大学，南京河海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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