一种水轮机制造技术

本发明专利技术提供了一种水轮机，包括滚筒、动力轴、固定架、弧形导流板和若干活动叶片，滚筒设置在进水端的一侧，弧形导流板位于滚筒的底侧，弧形导流板与滚筒之间形成泄水通道；动力轴穿接于滚筒，固定架沿滚筒的外表面设置，滚筒的两个端面分别与固定架相连接，活动叶片的第一侧与固定架可转动连接，固定架上设有用于固定活动叶片的第二侧的锁闭装置；还包括控制装置，当活动叶片随滚筒进入至泄水通道时，控制装置控制活动叶片的第二侧与锁闭装置相分离，当活动叶片由泄水通道出来并继续转动时，活动叶片的第二侧逐渐与锁闭装置相连接。基于上述方案，该水轮机能够提高水能的利用率，减少噪音污染，且保证水轮机运行平稳，延长水轮机的使用寿命。

A Hydraulic Turbine

【技术实现步骤摘要】
一种水轮机
本专利技术涉及水力发电设备
，具体涉及一种水轮机。
技术介绍
水轮机是将水能转换为机械能的动力装置，广泛应用于水力发电等领域。按照动力轴设置方式不同，水轮机可分为垂直式和水平式，垂直式是动力轴垂直设置，水平式是动力轴水平设置。目前使用最多的是垂直式的，水平式的还少有使用。目前的水平式水轮机对水的重力势能转换率低，如中国专利技术专利“超低水头滚流式水轮机”(专利号为201720313863.3)所记载的技术方案，“在滚筒的一侧设置进水端且在该侧的下部设置弧形的导流板，导流板与进水端连接，滚筒的周面上均匀设置若干活动叶片，活动叶片由支撑架和叶片主体构成，叶片主体远离滚筒一侧的边沿与支撑架铰接”。基于上述技术方案，其水轮在转动的过程中，一部分叶片受到水流冲击带动动力轴转动做功，而另一部分叶片露在空气中，露在空气中的叶片在进入水流中时会受到水的反向阻力，会阻碍动力轴的转动，而且会拍打水面发出噪声；当水轮继续旋转而叶片离开水面时，此时叶片又会克服水的阻力做功，且叶片在随滚筒旋转过程中受到空气的阻力大、噪音大。综上可知，上述水轮机导致叶片消耗很大一部分能量克服水流阻力做功，由此导致水能利用率低，进而使得水轮机的能量转换率低下，且叶片在使用过程中容易损坏造成水轮机无法使用，此外，叶片与水流冲击造成噪音污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种水轮机，该水轮机能够提高水能的利用率，减少噪音污染，且保证水轮机运行平稳，延长水轮机的使用寿命。基于此，本专利技术提供了一种水轮机，包括滚筒、动力轴、固定架、弧形导流板和若干活动叶片，所述滚筒设置在进水端的一侧，所述弧形导流板位于所述滚筒的底侧，所述弧形导流板的长度大于或等于所述滚筒的长度，且所述弧形导流板与所述滚筒之间形成泄水通道；所述动力轴穿接于所述滚筒的中心，所述固定架沿所述滚筒的外表面设置，所述固定架包括相互平行的左侧板和右侧板，所述滚筒的两个端面分别与所述左侧板和所述右侧板相连接，且所述左侧板和所述右侧板的尺寸大于所述滚筒端面的尺寸，所述活动叶片的第一侧与所述固定架可转动连接，所述固定架上设有用于固定所述活动叶片的第二侧的锁闭装置；还包括用于控制所述活动叶片的第二侧与所述锁闭装置相分离的控制装置，当所述活动叶片随所述滚筒进入至所述泄水通道时，所述控制装置控制所述活动叶片的第二侧与所述锁闭装置相分离，且所述水流冲击所述活动叶片使所述活动叶片的第二侧与所述滚筒的外壁面相抵接并形成阻水槽，当所述活动叶片由所述泄水通道出来并继续转动时，所述活动叶片的第二侧逐渐与所述锁闭装置相连接。作为优选方案，所述左侧板和所述右侧板均为圆形板，所述左侧板的外圆周和所述右侧板的外圆周上设有固定条，所述固定条与所述动力轴相平行，且所述固定条的两端分别与所述左侧板和所述右侧板相连接，所述活动叶片的第一侧可转动地连接于所述固定条，当各所述活动叶片的第二侧与所述锁闭装置相固定时，各所述活动叶片的外表面位于同一圆柱面上。作为优选方案，所述活动叶片为金属叶片，所述左侧板的外圆周上和所述右侧板的外圆周上均间隔设置有与所述活动叶片的第二侧相对应的磁铁，多个所述磁铁构成所述锁闭装置。作为优选方案，所述控制装置包括前控制轨和设置在各所述活动叶片上的控制导轮，所述控制导轮通过所述连接杆与所述活动叶片的外表面相连接，记所述弧形导流板靠近进水端的一端为所述弧形导流板的第一端，所述弧形导流板远离进水端的一端为所述弧形导流板的第二端，所述前控制轨的第一端与所述弧形导流板的第一端相连接，所述前控制轨的第二端朝向进水端延伸，所述前控制轨与所述动力轴之间的间距由所述前控制轨的第二端至所述前控制轨的第一端逐渐减小，所述控制导轮沿所述前控制轨的第二端滑向所述前控制轨的第一端使得所述活动叶片的第二侧与所述锁闭装置相分离并逐渐抵接于所述滚筒的外壁面。作为优选方案，所述弧形导流板上供控制导轮滑动的弧形面与所述滚筒的外壁面相适应，且所述弧形导流板与所述前控制轨的连接处呈圆滑过渡。作为优选方案，所述控制装置还包括后控制轨，所述后控制轨的第一端与所述弧形导流板的第二端相连接，且所述后控制轨与所述弧形导流板之间的连接处呈圆滑过渡，所述后控制轨的第二端朝远离进水端的一侧延伸，所述后控制轨与所述动力轴之间的间距由所述后控制轨的第一端至所述后控制轨的第二端逐渐增大，所述控制导轮沿所述后控制轨的第一端滑向所述后控制轨的第二端使得所述活动叶片的第二侧与所述滚筒相分离并逐渐与所述锁闭装置相连接。作为优选方案，所述前控制轨、所述弧形导流板和所述后控制轨为一体化成型结构。作为优选方案，多个活动叶片沿所述动力轴呈阵列设置，所述滚筒的外壁上设置有若干与所述活动叶片相对应的支撑件。作为优选方案，所述支撑件包括第一支件和第二支件，所述第一支件为直线型结构，所述第一支件的第一端部与所述滚筒的外壁面垂直连接，所述第一支件的第二端部与所述固定条相连接，所述第二支件的外轮廓与所述活动叶片的内壁面相适应，所述第二支件的第一端部与所述固定条相连，所述第二支件的第二端部与所述滚筒的外壁面相连接。作为优选方案，所述固定条沿其长度方向设置有铰接件，所述活动叶片的第一侧部通过所述铰接件铰接于所述固定条。实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：水流由进水端流过水轮机，而弧形导流板位于滚筒的底侧，弧形导流板的长度大于或等于滚筒的长度，且弧形导流板与滚筒之间形成泄水通道，由此保证水流均能够沿弧形导流板上流过，且由进水端流出的水沿泄水通道流过并沿出水端流出，水流流过时通过活动叶片将滚筒转动，从而将水的重力势能转为滚筒转动的机械能，此后动力轴外接发电装置将机械能转化为电能储存，进而实现将水能转化为电能；具体地，当活动叶片随滚筒转动还未进入泄水通道时，控制装置控制活动叶片的第二侧与锁闭装置相连接，由此活动叶片在由空气中进入水中时处于收起状态，活动叶片与水流接触的由于两者之间的接触面积小则使得活动叶片受到水流的反向阻力很小，由此减少不必要的水能损耗，而当活动叶片进入至泄水通道时，控制装置使得活动叶片的第二侧与锁闭装置相分离并远离滚筒外侧的固定架，此时活动叶片的第二侧为活动侧，且水流冲击活动叶片使活动叶片的第二侧与滚筒的外壁面相抵接并形成阻水槽，活动叶片在泄水通道内始终处于打开状态，即此时活动叶片与滚筒的外壁面抵接后构成一个阻水槽，而阻水槽的两端为左侧板和右侧板，由此阻水槽、左侧板和右侧板构成了一个阻水腔室，水流在阻水腔室内并由高处流向低处则进一步带动滚筒发生转动，从而实现水的重力势能充分转化为滚筒转动的机械能，当活动叶片由泄水通道出来并继续转动时，活动叶片的第二侧逐渐与锁闭装置相连接，即活动叶片由泄水通道转出后，活动叶片再次与固定架固定连接，即活动叶片在位于泄水通道之外的位置时，活动叶片的第二侧与锁闭装置相连接，此后直至该活动叶片再次转动到泄水通道的入口处，则活动叶片再一次打开，由此实现活动叶片的打开与收起的循环作业。综上，由于上述结构能够保证活动叶片在由空气中进入至水中时处于收起状态，此时不会使滚筒转动的机械能损耗用于克服巨大的水流反向阻力，由此提高了水能的转化率，且不会因活动叶片拍打水流造成噪音并损坏活动叶片，使得水轮机使用寿命长且稳定运行，此外，活动叶片在泄水通道处处于完全打开状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水轮机，其特征在于：包括滚筒、动力轴、固定架、弧形导流板和若干活动叶片，所述滚筒设置在进水端的一侧，所述弧形导流板位于所述滚筒的底侧，所述弧形导流板的长度大于或等于所述滚筒的长度，且所述弧形导流板与所述滚筒之间形成泄水通道；所述动力轴穿接于所述滚筒的中心，所述固定架沿所述滚筒的外表面设置，所述固定架包括相互平行的左侧板和右侧板，所述滚筒的两个端面分别与所述左侧板和所述右侧板相连接，且所述左侧板和所述右侧板的尺寸大于所述滚筒端面的尺寸，所述活动叶片的第一侧与所述固定架可转动连接，所述固定架上设有用于固定所述活动叶片的第二侧的锁闭装置；还包括用于控制所述活动叶片的第二侧与所述锁闭装置相分离的控制装置，当所述活动叶片随所述滚筒进入至所述泄水通道时，所述控制装置控制所述活动叶片的第二侧与所述锁闭装置相分离，且所述水流冲击所述活动叶片使所述活动叶片的第二侧与所述滚筒的外壁面相抵接并形成阻水槽，当所述活动叶片由所述泄水通道出来并继续转动时，所述活动叶片的第二侧逐渐与所述锁闭装置相连接。

【技术特征摘要】
2019.01.28 CN 20191007803261.一种水轮机，其特征在于：包括滚筒、动力轴、固定架、弧形导流板和若干活动叶片，所述滚筒设置在进水端的一侧，所述弧形导流板位于所述滚筒的底侧，所述弧形导流板的长度大于或等于所述滚筒的长度，且所述弧形导流板与所述滚筒之间形成泄水通道；所述动力轴穿接于所述滚筒的中心，所述固定架沿所述滚筒的外表面设置，所述固定架包括相互平行的左侧板和右侧板，所述滚筒的两个端面分别与所述左侧板和所述右侧板相连接，且所述左侧板和所述右侧板的尺寸大于所述滚筒端面的尺寸，所述活动叶片的第一侧与所述固定架可转动连接，所述固定架上设有用于固定所述活动叶片的第二侧的锁闭装置；还包括用于控制所述活动叶片的第二侧与所述锁闭装置相分离的控制装置，当所述活动叶片随所述滚筒进入至所述泄水通道时，所述控制装置控制所述活动叶片的第二侧与所述锁闭装置相分离，且所述水流冲击所述活动叶片使所述活动叶片的第二侧与所述滚筒的外壁面相抵接并形成阻水槽，当所述活动叶片由所述泄水通道出来并继续转动时，所述活动叶片的第二侧逐渐与所述锁闭装置相连接。2.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于：所述左侧板和所述右侧板均为圆形板，所述左侧板的外圆周和所述右侧板的外圆周上设有固定条，所述固定条与所述动力轴相平行，且所述固定条的两端分别与所述左侧板和所述右侧板相连接，所述活动叶片的第一侧可转动地连接于所述固定条，当各所述活动叶片的第二侧与所述锁闭装置相固定时，各所述活动叶片的外表面位于同一圆柱面上。3.根据权利要求2所述的水轮机，其特征在于：所述活动叶片为金属叶片，所述左侧板的外圆周上和所述右侧板的外圆周上均间隔设置有与所述活动叶片的第二侧相对应的磁铁，多个所述磁铁构成所述锁闭装置。4.根据权利要求2所述的水轮机，其特征在于：所述控制装置包括前控制轨和设置在各所述活动叶片上的控制导轮，所述控制导轮通过所述连接杆与所述活动叶片的外表面相连接，记所述弧形导流板靠近进水...

【专利技术属性】
技术研发人员：林彬，
申请(专利权)人：林彬，
类型：发明
国别省市：湖南,43