本發(fā)明屬于水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的水輪機(jī)主要包括混流式、沖擊式和軸流式三種。這三種水輪機(jī)都是零部件多而復(fù)雜，加工制造難度大，工藝復(fù)雜。因此造價(jià)高昂，故障率高，檢修麻煩和困難，維護(hù)成本高。此外，三種水輪機(jī)都特別害怕河道中的垃圾。尤其是在夏季豐水期，本來正是發(fā)電的最佳季節(jié)，但漲水期間河道里的垃圾特別多，不僅會(huì)堵塞水電站的防污格柵，導(dǎo)致進(jìn)水量嚴(yán)重不足影響發(fā)電效力，還會(huì)有部分垃圾漏進(jìn)防污格柵卡在水輪機(jī)的調(diào)速導(dǎo)葉上，不得不拆卸維修，導(dǎo)致很多水電站在豐水期反而不能高效發(fā)電甚至停止運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工制造、通過垃圾能力強(qiáng)、生產(chǎn)和維護(hù)成本低、發(fā)電效率高的雙曲面尖齒狀葉片水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪輪。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種雙曲面尖齒狀葉片水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，包括中心軸和沿中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)輪、均布于轉(zhuǎn)輪外圓面并與轉(zhuǎn)輪一體的雙曲面尖齒狀葉片，所述雙曲面尖齒狀葉片為內(nèi)凹曲面曲率大于外凸曲面曲率的葉片。

本發(fā)明所述雙曲面尖齒狀葉片的內(nèi)凹曲面和外凸曲面為弧形面或者漸開線曲面。所述水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪由一組安裝于中心軸上的相同的轉(zhuǎn)輪片疊加組合而成，每片轉(zhuǎn)輪片均包括轉(zhuǎn)輪和與轉(zhuǎn)輪一體的雙曲面尖齒狀葉片。所有轉(zhuǎn)輪片的葉片可對(duì)齊安裝，也可順序相錯(cuò)相同角度呈錯(cuò)角安裝。

本發(fā)明采用內(nèi)凹曲面曲率大于外凸曲面曲率的雙曲面尖齒狀葉片，具有如下優(yōu)點(diǎn)：一是利于是水流平滑進(jìn)入內(nèi)曲面形成的水斗內(nèi)，二是可以有效地排出水斗內(nèi)的空氣，消除氣體干擾，三是能夠使葉片最大限度地接受水流的沖力和壓力，提高水能利用效率。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工制造，整體結(jié)構(gòu)牢固，使用壽命長(zhǎng)，轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向與水流方向一致，不會(huì)被垃圾卡堵，且機(jī)組越大，轉(zhuǎn)輪越大，通過垃圾的能力越強(qiáng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)意圖；

圖2是本發(fā)明的左視圖；

圖3是本發(fā)明的葉片內(nèi)凹曲面和外凸曲面為弧形面時(shí)的構(gòu)造原理圖；

圖4是本發(fā)明的組合原理圖；

圖5是本發(fā)明的組合運(yùn)用圖；

圖6是本發(fā)明安裝于水輪機(jī)系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示的雙曲面尖齒狀葉片水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，包括中心軸1和沿中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)輪2、均布于轉(zhuǎn)輪外圓面并與轉(zhuǎn)輪一體的雙曲面尖齒狀葉片3，所述雙曲面尖齒狀葉片為內(nèi)凹曲面3a曲率大于外凸曲面3b曲率的葉片。所述雙曲面尖齒狀葉片的內(nèi)凹曲面3a和外凸曲面3b為弧形面或者漸開線曲面。圖3所示為本發(fā)明的葉片內(nèi)凹曲面和外凸曲面為弧形面時(shí)的構(gòu)造原理圖，其內(nèi)曲面3a是一段大曲率的圓弧，接近于一個(gè)半圓弧，外曲面3b為一段小曲率的圓弧，小曲率圓弧的圓心4位于整個(gè)轉(zhuǎn)輪半徑的中點(diǎn)，大曲率圓弧的圓心5位于尖齒齒根到齒頂?shù)闹悬c(diǎn)。

為了加工和運(yùn)輸方便，本發(fā)明的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪可以根據(jù)轉(zhuǎn)輪的總厚度如圖4、圖5所示由一組安裝于中心軸上的相同的轉(zhuǎn)輪片疊加組合而成，每片轉(zhuǎn)輪片均包括轉(zhuǎn)輪和與轉(zhuǎn)輪一體的雙曲面尖齒狀葉片，圖4所示為四片轉(zhuǎn)輪片疊加，圖5所示為兩片轉(zhuǎn)輪片疊加。所有轉(zhuǎn)輪片的葉片可以如圖4所示對(duì)齊安裝(同角度安裝)。轉(zhuǎn)輪片的葉片也可如圖5所示順序相錯(cuò)相同角度呈錯(cuò)角安裝。

圖6所示為本發(fā)明安裝于水輪機(jī)系統(tǒng)的示意圖，將本發(fā)明的雙曲面尖齒狀葉片水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪安裝于水輪機(jī)架體6上，從閘門引水口7沖入的水流平滑進(jìn)入內(nèi)曲面形成的水斗內(nèi)，帶動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。大曲率的尖齒葉片內(nèi)曲面形成弧形水斗，使葉片最大限度地接受水流的沖力和壓力。小曲率的葉片背面有利于水流平滑進(jìn)入弧形水斗，減小水流對(duì)葉片的反向作用力，同時(shí)有效地排出水斗內(nèi)的空氣，消除氣體干擾，提高水能利用效率。引水口處設(shè)置水流的流速、流量調(diào)節(jié)板8，以根據(jù)需要控制進(jìn)入的水流大小。本發(fā)明轉(zhuǎn)輪可以如圖6所示立式安裝使用，也可以平臥安裝使用。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工制造，結(jié)構(gòu)牢固，可靠性高。轉(zhuǎn)輪的運(yùn)轉(zhuǎn)只需要在引水口位置設(shè)置格柵隔離大尺寸的垃圾，幾乎不會(huì)受到小尺寸垃圾的影響，不易發(fā)生故障，可以全年開機(jī)運(yùn)行。采用本發(fā)明轉(zhuǎn)輪的水輪機(jī)適用于各種水頭(有效落差)，特別適用于低水頭和超低水頭情況下的水力發(fā)電。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種雙曲面尖齒狀葉片水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪，包括中心軸(1)和沿中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)輪(2)、均布于轉(zhuǎn)輪外圓面并與轉(zhuǎn)輪一體的雙曲面尖齒狀葉片(3)，所述雙曲面尖齒狀葉片為內(nèi)凹曲面(3a)曲率大于外凸曲面(3b)曲率的葉片。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工制造、通過垃圾能力強(qiáng)、生產(chǎn)和維護(hù)成本低、發(fā)電效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：羅雪睿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：羅雪睿
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.12
技術(shù)公布日：2017.08.18