專利名稱：旋轉(zhuǎn)軸供水式水輪機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以水能為能源產(chǎn)生能量的裝置，特別是一種用于發(fā)電站、輪船、潛艇上，發(fā)出電能及推動輪船、潛艇運行的水輪機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的輪機的種類繁多，都是由水或水蒸氣驅(qū)動葉片或渦輪帶動轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，并且由轉(zhuǎn)動軸的一端向外輸出能量，帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子或螺旋槳，發(fā)電或推動輪船運行。大型的水電站是高筑壩，深蓄水，以高壩取得水的勢能，然后渦旋引入壩底的水輪機組內(nèi)，依靠高水頭推動龐大的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生運動，產(chǎn)生大量的能量由轉(zhuǎn)子帶動發(fā)電機，發(fā)出電能。而火力發(fā)電機的汽輪機是以高溫高壓的水蒸氣或燃汽，由外推動轉(zhuǎn)子葉片，轉(zhuǎn)子軸帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子運行，發(fā)出電能。
水從高處落下，對水輪機的葉片做功，這種方式通常是利用較大的水量沖擊尺寸較小的葉片，大量的水從葉片圓周外或葉片之間流過，而大量的水力并沒有得到充分利用，水分子之間還會產(chǎn)生滯阻作用，影響轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，造成大量水資源的浪費。為了得到一定的額定輸出功率，只有提供壩體的高度，從而大大提高了投資成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能耗低和清潔環(huán)保的旋轉(zhuǎn)軸供水式水輪機。
本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的，即一種旋轉(zhuǎn)軸供水式水輪機，包括安裝在殼體上的上蓋和轉(zhuǎn)軸及設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上的動力輸出齒輪，殼體與上蓋之間圍成一個封閉水腔；其特征在于轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置有過流通道，所述過流通道分為上部過流通道和下部過流通道，它們呈角度布置，并且下部過流通道的直徑小于上部過流通道的直徑；轉(zhuǎn)軸穿過上蓋，其底端通過設(shè)置在殼體底部的轉(zhuǎn)子承重臺上的軸承支撐，轉(zhuǎn)軸的下部過流通道位于水腔內(nèi)，在轉(zhuǎn)軸上固有與下部過流通道相通的噴水機構(gòu)，上端露于上蓋外，在殼體內(nèi)設(shè)置有進水管，進水管的出水口與過流通道相通，進水口位于殼體上；在殼體底部設(shè)置有排水裝置；所述的噴水機構(gòu)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪上盤和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪下盤；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪上盤和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪下盤固接圍成一個轉(zhuǎn)子儲水室，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪下盤上設(shè)置有與轉(zhuǎn)子儲水室相通的噴口。
本發(fā)明由轉(zhuǎn)軸提供轉(zhuǎn)子運動所需要的能量，通過水流的噴射產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力，具有克服摩擦力小，維持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)能量低，其產(chǎn)生能量大的特點。這是水或水蒸氣驅(qū)動葉片或渦輪帶動轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)有著顯著不同的地方。能量水由轉(zhuǎn)子切向噴出，噴射產(chǎn)生的反作用力推動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中給水一個旋轉(zhuǎn)速度，使水軸一體，水做為軸的一部分存在著，使得水能得到了充分的運用，其產(chǎn)生的效果比現(xiàn)有的水輪機高達若干倍，因此在相同的水頭的情況下，旋轉(zhuǎn)軸供水式水輪機會輸出更多的能量。本發(fā)明還可以應(yīng)用于驅(qū)動輪船與潛艇，它們可以由旋轉(zhuǎn)軸動力齒輪輸出到螺旋漿，還可以直接采用噴水反推式驅(qū)動，都可以獲得充足的動力，推動船體運動。


發(fā)明的

如下圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中的A-A剖視圖。
圖中1.殼體；2.上蓋；3.轉(zhuǎn)軸；4.水腔；5.上部過流通道；6.下部過流通道；7.轉(zhuǎn)子承重臺；8.軸承；9.進水管；10.出水口；11.進水口；12.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪上盤；13.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪下盤；14.轉(zhuǎn)子儲水室；15.噴口；16.排水箱；17.壓縮空氣管；18.潛水泵；19.排水口；20.單向閥；21.軸承；22.動力輸出齒輪；23.擋板。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明作進一步說明見附圖1或2本發(fā)明包括安裝在殼體1上的上蓋2和轉(zhuǎn)軸3及設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上的動力輸出齒輪22，殼體與上蓋之間圍成一個封閉水腔4；其特征在于轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置有過流通道，所述過流通道分為上部過流通道5和下部過流通道6，它們呈角度布置，并且下部過流通道的直徑小于上部過流通道的直徑；轉(zhuǎn)軸穿過上蓋，其底端通過設(shè)置在殼體底部的轉(zhuǎn)子承重臺7上的軸承8支撐，轉(zhuǎn)軸的下部過流通道位于水腔內(nèi)，在轉(zhuǎn)軸上固有與下部過流通道相通的噴水機構(gòu)，上端露于上蓋外，在殼體內(nèi)設(shè)置有進水管9，進水管的直徑小于過流通道的直徑，它的出水口10與過流通道相通，進水口11位于殼體上；在殼體底部設(shè)置有排水裝置；所述的噴水機構(gòu)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪上盤12和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪下盤13；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪上盤和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪下盤固接圍成一個轉(zhuǎn)子儲水室14，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪下盤上設(shè)置有與轉(zhuǎn)子儲水室相通的噴口15。
見附圖1為了使噴射的效果達到最佳，所述上部過流通道5和下部過流通道6呈90度布置。所述的下部過流通道可以是兩個、三個或四個，當(dāng)然也可以根據(jù)需要開設(shè)。見附圖2為了不讓水在轉(zhuǎn)子儲水室形成轉(zhuǎn)流，避免水與水之間形成阻力，在轉(zhuǎn)輪下盤13上設(shè)置有分隔轉(zhuǎn)子儲水室14的擋板23。所述的擋板可以為兩個，也可以為四個，還可以為多個，總之可以根據(jù)需要設(shè)置。
見附圖1為了便于排水，所述的排水裝置包括設(shè)置在殼體底部的排水箱16；在排水箱上設(shè)置有與壓縮空氣源相通的壓縮空氣管17，在排水箱內(nèi)設(shè)置有能抽出水腔中的水的潛水泵18，在排水箱上設(shè)置有排水口19。見附圖1所述的排水口上設(shè)置有單向閥20。見附圖1轉(zhuǎn)軸與上蓋之間設(shè)置有軸承21。
本發(fā)明的具體工作過程先將具有一定高度的外界水，通過管道與進水管9連通，在進水管設(shè)置一個總閥，當(dāng)打開該總閥，外界水以一定落差從進水管進入轉(zhuǎn)軸內(nèi)的上部過流通道5和下部過流通道6，通過下部過流通道6進入轉(zhuǎn)子儲水室14，然后通過徑向噴口15，向轉(zhuǎn)子外噴出，得到一個切向推力，推動轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸3一同旋轉(zhuǎn)，并帶動動力輸出齒輪22運動，向外界輸出能量功率，帶動動力設(shè)備或發(fā)電機運轉(zhuǎn)。而從轉(zhuǎn)子噴出的水匯于轉(zhuǎn)子下部的水池之中，由潛水泵18向排水箱內(nèi)抽水，然后由壓縮空氣將排水箱16內(nèi)的水排出。所述的進水管直徑小于過流通道的直徑，是為了在出水量與進水量達到平衡后，產(chǎn)生水封，保持水位的壓差。所述的排水箱可以為兩個，也可以為三個或四個，總之可以根據(jù)需要安裝。
在本實施例中，還需要在一秒中內(nèi)的轉(zhuǎn)子進出水量要和排水箱一秒中的排水量相等，那么本發(fā)明的轉(zhuǎn)子就可以不斷地運行下去，并且源源不斷地向外界輸出能量。空氣在水中的溶解度很低，壓縮空氣在水中消耗非常低，因此這是一個正能源輸出裝置。當(dāng)排水能力是進水的五到十倍時，本發(fā)明就可以，大量得到應(yīng)用了。只需合理地增加排水箱的數(shù)量，增加壓縮空氣的壓力，就可以辦到。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1、以水為動力源的發(fā)動機，具有顯著降低對不可再生能源的依賴，有節(jié)能效果；2、克服了現(xiàn)有水輪機運轉(zhuǎn)時大量的水從葉片圓周外或葉片之間流過，避免了水滯阻現(xiàn)象產(chǎn)生，使得水資源得到充分的利用；3、零污染排放、對環(huán)境、對人類起到絕對環(huán)保作用；4、無需修筑大壩，明顯降低了投資成本。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)軸供水式水輪機，包括安裝在殼體(1)上的上蓋(2)和轉(zhuǎn)軸(3)及設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上的動力輸出齒輪(22)，殼體與上蓋之間圍成一個封閉水腔(4)；其特征在于轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置有過流通道，所述過流通道分為上部過流通道(5)和下部過流通道(6)，它們呈角度布置，并且下部過流通道的直徑小于上部過流通道的直徑；轉(zhuǎn)軸穿過上蓋，其底端通過設(shè)置在殼體底部的轉(zhuǎn)子承重臺(7)上的軸承(8)支撐，轉(zhuǎn)軸的下部過流通道位于水腔內(nèi)，在轉(zhuǎn)軸上固有與下部過流通道相通的噴水機構(gòu)，上端露于上蓋外，在殼體內(nèi)設(shè)置有進水管(9)，進水管的直徑小于過流通道的直徑，它出水口(10)與過流通道相通，進水口(11)位于殼體上；在殼體底部設(shè)置有排水裝置；所述的噴水機構(gòu)包括轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪上盤(12)和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪下盤(13)；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪上盤和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪下盤固接圍成一個轉(zhuǎn)子儲水室(14)，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪下盤上設(shè)置有與轉(zhuǎn)子儲水室相通的噴口(15)。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)軸供水式水輪機，其特征在于所述上部過流通道(5)和下部過流通道(6)呈90度布置。
3.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)軸供水式水輪機，其特征在于在轉(zhuǎn)輪下盤(13)上設(shè)置有分隔轉(zhuǎn)子儲水室(14)的擋板(23)。
4.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)軸供水式水輪機，其特征在于所述的排水裝置包括設(shè)置在殼體底部的排水箱(16)；在排水箱上設(shè)置有與壓縮空氣源相通的壓縮空氣管(17)，在排水箱內(nèi)設(shè)置有能抽出水腔中的水的潛水泵(18)，在排水箱上設(shè)置有排水口(19)。
5.如權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)軸供水式水輪機，其特征在于所述的排水口上設(shè)置有單向閥(20)。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的旋轉(zhuǎn)軸供水式水輪機，其特征在于轉(zhuǎn)軸與上蓋之間設(shè)置有軸承(21)。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)軸供水式水輪機，包括殼體、上蓋、轉(zhuǎn)軸及設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上的動力輸出齒輪，殼體與上蓋之間圍成一個封閉水腔；其特征在于轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)置有呈角度布置的上部過流通道和下部過流通道，下部過流通道的直徑小于上部過流通道的直徑；轉(zhuǎn)軸底端通過轉(zhuǎn)子承重臺上的軸承支撐，在轉(zhuǎn)軸上固有噴水機構(gòu)，在殼體內(nèi)設(shè)有小于過流通道并與其相通的進水管；在殼體底部設(shè)置有排水裝置；噴水機構(gòu)是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪上盤和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪下盤固接圍成轉(zhuǎn)子儲水室，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)輪下盤上設(shè)有噴口。它具有節(jié)能和投資成本的優(yōu)點；克服了現(xiàn)有水輪機運轉(zhuǎn)時大量的水從葉片圓周外或葉片之間流過，避免了水滯阻現(xiàn)象產(chǎn)生，使得水資源得到充分的利用；零污染排放、對環(huán)境、對人類起到絕對環(huán)保作用。
文檔編號F03B13/00GK1952385SQ20061005459
公開日2007年4月25日 申請日期2006年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者李曉東 申請人:李曉東