一種高效斜擊式水輪發電機制造技術

本實用新型專利技術公開了一種高效斜擊式水輪發電機，它包括轉輪、慣性輪（8）、轉軸（4）和發電機（9）并間隔設置在傾斜的方形管道（1）上，在方形管道入口處設置有水泵(16),轉輪與轉軸相配合并位于方形管道上且伸入到方形管道內，轉軸兩端活動設置在支座（7）上，慣性輪設置在轉軸兩端上，發電機與轉軸一端相連，所述轉輪包括輪轂（5）和一端均與輪轂固定相連的葉片（3），葉片兩側面（13）對稱傾斜設置，葉片橫截面為等腰梯形，本實用新型專利技術通過上述改進一是單臺水輪機可提高20%以上的輸出功率；二是可就地取材充分利用小水量資源來進行發電；再是將水以傾斜方式流動，提高了水的流動速度，從而增加了輸出功率。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及水力發電裝置，尤其是涉及小型水輪發電機。
技術介紹
水力發電是利用水位差產生的強大水流所具有的位能進行發電，是一種可再生、無污染、運行費用低的清潔能源。水力發電不僅直接具有可觀的經濟優勢，而且可衍生出很多如族游娛樂、水產養殖、水上航運、農田灌溉、防洪抗旱、電網調節等諸多附加經濟效益，實行水利資源綜合利用。目前水輪機發電的方式主要有:利用水流壓能和動能的混流式、軸流式、斜流式和貫流式的渦輪式水輪機和利用水流動能的水斗式水輪機，其中在我國應用比較普遍的水輪機主要有軸流式和斜擊式，它們都各自具有優勢、使用特點和不足:軸流式水輪機適用水頭較低、流量較大且變化不大的水電站；而斜擊式水輪機具有結構簡單、制造安裝方便，制造成本低的特點且適用較高水頭、小流量且變化不大的水電站使用。而在我國南方能產生低速旋轉動力的小型豐富的水力資源卻很普遍，由于用于水力發電的水力資源不僅要具有一定的流量和水頭，且還要具有能蓄存一定水容量的庫體和建造落差不低于3米的壩體，而且庫體水源補給要充足穩定的要求，才能使水輪機產生高速旋轉而發電，因此水力發電受投資規模和水源的影響，我國南方很多豐富的小型水力資源還得不到利用，小型水力資源發電在我國南方還未得到普及發展利用；如我國南方的小河、小溪和水渠很多，如何利用這些小型豐富持續穩定的水力資源來發電，解決廣大南方鄉村用電，緩解用電緊張是一個值得研宄開發的新課題。
技術實現思路
針對上述現有技術中所存在的問題，本技術提供了一種適用于水頭較高、但流量不大穩定的小河、小溪和水渠所形成的小型水輪發電機。本技術要解決的技術問題所采取的技術方案是:所述高效斜擊式水輪發電機間隔設置在傾斜的方形管道上，它包括轉輪、慣性輪、轉軸和發電機，在方形管道入口處設置有水泵，所述轉輪與轉軸相配合并位于方形管道上且伸入到方形管道內，轉軸兩端活動設置在支座上，慣性輪設置在轉軸兩端上，所述發電機與轉軸一端相連，所述轉輪包括輪轂和一端均與輪轂固定相連的葉片，所述葉片兩側面對稱傾斜設置，側面傾斜角度為10° -15°，葉片橫截面為等腰梯形，所述葉片的下底面為沖擊面。本技術的工作原理是:利用我國南方具有很多低高水頭、但小流量且分布廣、分散性高，持續性強的小型水力資源發電機進行適當改造，就可利用小型水力資源進行發電，廣大南方鄉村可根據各自的水資源情況，就近單獨或聯戶建造小型發電機，解決家庭日常用電，也可用為小型動力機械用電，使我國南方豐富的小型水力資源能得到充分的利用。本技術由于利用豐富的小型水力資源帶動轉輪旋轉，從而帶動發電機旋轉，再通過慣性輪使發電機旋轉而發電，本技術所用水頭和水流量與渦輪式水輪機發電要求的水頭和水流量相比，水頭更低，流量更小，不需要投入大量資金來建造庫體和壩體，建造和制造成本低，周期短，適用性強，可作為我國南方廣大鄉村日常用電的發電設備，也可并入電網，向電網供電。【附圖說明】圖1是本技術的主剖視結構示意圖，圖2是本技術取出軸承蓋的俯視結構示意圖，圖3是圖1的A-A剖視結構示意圖。在圖中，1、方形管道 2、軸承蓋 3、葉片 4、轉軸 5、輪轂 6、軸承 7、支座8、慣性輪9、發電機10、下底面11、壩體12、出水口 13、側面14、工作口 15、外表面 16、水泵。【具體實施方式】在圖1、圖2和圖3中，所述水輪發電機為三臺并間隔設置在傾斜的方形管道I上，方形管道用水泥澆灌而成，方形管道一端與壩體11上的出水口 12相連接，在方形管道入口處(即出水口處)設置有一臺或兩臺可使水流速度加快的低功率(1-1.5 kff)水泵16，方形管道相當于一段帶有工作口 14的引水管，方形管道傾斜角度小于15度，當水流量最大時，兩臺水輪機之間邊緣間距為3-4米，當水流量最小時，兩臺水輪機之間最邊緣間距為1-2米。每臺水輪機包括轉輪、慣性輪8、轉軸4和發電機9，所述轉輪與轉軸相配合并位于方形管道上且通過工作口伸入到方形管道內，轉輪上部設置有軸承蓋2，轉輪最低點與方形管道底面相距20-50厘米，轉軸兩端通過軸承6活動設置在支座7上，在轉輪兩端的轉軸上對稱設置有兩慣性輪8，慣性輪的重量為轉輪的兩倍以上，所述發電機與轉軸一端相連，所述轉輪包括輪轂5和一端均與輪轂固定相連的五塊葉片3，所述葉片將轉輪正面分為五塊扇形、也可分成四塊、六塊、八塊扇形，葉片兩側面13對稱傾斜設置(如圖3所示)，每個側面傾斜角度為10° -15°，葉片外表面15為圓曲面，葉片的橫截面為等腰梯形，等腰梯形的腰邊即為兩側面，所述葉片的下底面10 (或等腰梯形底面)即為沖擊面，與下底面相對的面(等腰梯形的頂面)為上頂面，上頂面寬度為下底面(沖擊面)寬度的二分之一以下，下底面寬度不大于輪轂寬度。葉片在轉輪上逆時轉到最低處時，其上頂面在前，下底面在后，即在水流方向上葉片逐漸截面變小。一、以水流速為1-1.5m/s,方形管道橫截面積0.5mX 0.8m = 0.04m2,則水流量Q 為:(1-1.5m) X0.04 = 0.04-0.06 m3/s,二、水頭為H = 1m,則一臺水輪機發電功率P = HXQX n Xg = 1X且(0.04-0.06) Χ0.8X9.8 = 3.14-4.58kW，η 為機組效率，g 為重力加速度。三、本技術機機組為三臺，輸出總功率為(3.14-4.58)X3 = 9.4-13.7 kff,實際輸出功率約為(9.4-13.7) X 120% — (1-1.5) = 10.28-14.9 kffo所述水電發電功率除了與水的壓頭高度和流速有關外，還與水輪機的水輪結構有關，因此，本技術一是將原來轉輪上的方塊形葉片改為沿水流方向的A形片，以減少對水流的沖擊阻力，提高了轉輪轉速，增大了水輪機發電功率；二是在轉軸上增加一對慣性輪，以確保水流量突變時轉軸轉速保持穩定，確保輸出功率正常；將管道改為方形截面且傾斜設置以及設置水泵，從而可增加水的流量，提高水的流速，從而提高發電功率；三是在可間隔設置有多臺水輪機，利用同一水源可實現多臺水輪機組發電，從而增加輸出功率。所述上述改進一是單臺水輪機可提高20%以上的輸出功率；二是可就地取材充分利用小水量資源來進行發電；再是將水以傾斜方式流動，提高了水的流動速度，從而增加了輸出功率。【主權項】1.一種高效斜擊式水輪發電機，其特征是:它包括轉輪、慣性輪(8)、轉軸(4)和發電機(9)并間隔設置在傾斜的方形管道(I)上，在方形管道入口處設置有水泵(16)，所述轉輪與轉軸相配合并位于方形管道上且伸入到方形管道內，轉軸兩端活動設置在支座(7)上，慣性輪設置在轉軸兩端上，所述發電機與轉軸一端相連，所述轉輪包括輪轂(5)和一端均與輪轂固定相連的葉片(3)，葉片兩側面(13)對稱傾斜設置，側面傾斜角度為10° -15°，葉片橫截面為等腰梯形，所述葉片的下底面(10)為沖擊面。【專利摘要】本技術公開了一種高效斜擊式水輪發電機，它包括轉輪、慣性輪（8）、轉軸（4）和發電機（9）并間隔設置在傾斜的方形管道（1）上，在方形管道入口處設置有水泵(16),轉輪與轉軸相配合并位于方形管道上且伸入到方形管道內，轉軸兩端活動設置在支座（7）上，慣性輪設置在轉軸兩端上，發電機與轉軸一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高效斜擊式水輪發電機，其特征是：它包括轉輪、慣性輪（8）、轉軸（4）和發電機（9）并間隔設置在傾斜的方形管道（1）上，在方形管道入口處設置有水泵(16),所述轉輪與轉軸相配合并位于方形管道上且伸入到方形管道內，轉軸兩端活動設置在支座（7）上，慣性輪設置在轉軸兩端上，所述發電機與轉軸一端相連，所述轉輪包括輪轂（5）和一端均與輪轂固定相連的葉片（3），葉片兩側面（13）對稱傾斜設置，側面傾斜角度為10°?15°，葉片橫截面為等腰梯形，所述葉片的下底面（10）為沖擊面。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧新華，
申請(專利權)人：鄧新華，
類型：新型
國別省市：江西;36