專利名稱：水輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水輪機(jī)，用于將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，代替現(xiàn)有的水輪機(jī)，它包括有機(jī)殼，通過轉(zhuǎn)軸和軸承結(jié)構(gòu)支承于機(jī)殼內(nèi)腔中的葉片式轉(zhuǎn)輪，支承機(jī)殼的機(jī)座。
目前，水輪機(jī)有水斗式、反擊式等水輪機(jī)。水斗式水輪機(jī)包括有機(jī)殼、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)輪、噴管、折向板、引水板、水槽及制動(dòng)噴嘴等，能量損失主要發(fā)生在噴管內(nèi)將水流轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，再將射流動(dòng)能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的過程中，反擊式水輪機(jī)需要寬大的蝸殼，葉片間的間距寬大，造成能量損失較大。上述兩種結(jié)構(gòu)均要受安裝地理?xiàng)l件的限制，建造工作量大。
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的水輪機(jī)，以減少水能損失，提高轉(zhuǎn)換效率和降低對(duì)安裝建造地址條件的要求。
本實(shí)用新型是這樣來實(shí)現(xiàn)其目的該水輪機(jī)由機(jī)殼，通過轉(zhuǎn)軸和軸承結(jié)構(gòu)支承于機(jī)殼內(nèi)腔中的葉片式轉(zhuǎn)輪，支承機(jī)殼的機(jī)座構(gòu)成，轉(zhuǎn)輪的葉片的迎水面為平面，該平面偏離轉(zhuǎn)輪的圓柱轉(zhuǎn)子的徑向平面的最大后傾角β不超過5°，葉片的背面為弧形面，葉片的外端與機(jī)殼內(nèi)腔壁間呈緊密配合，其該端弧形面的切平面與迎水面間的夾角α為55°-65°，機(jī)殼上的進(jìn)水口和出水口設(shè)置在平分圓柱機(jī)殼內(nèi)腔的平分平面的一側(cè)，工作時(shí)機(jī)殼內(nèi)腔形成真空腔和腹腔，進(jìn)水口和出水口的過流截面積均比真空腔的過流截面積大。
本實(shí)用型亦可以這樣實(shí)現(xiàn)目的機(jī)殼分為兩部分，其間裝有密封墊，相互間通過螺栓結(jié)構(gòu)鎖緊。
本實(shí)用新型的機(jī)殼兩端內(nèi)腔壁與轉(zhuǎn)子兩端之間以凸凹結(jié)構(gòu)呈密封配合。
由于本實(shí)用新型具有上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，安裝時(shí)，只需在進(jìn)水口裝上壓力水管和制動(dòng)閘，水流從進(jìn)水口進(jìn)入機(jī)殼內(nèi)腔的真空腔部分，葉片在水流重力和沖擊作用下，推動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)機(jī)械工作，然后水從出水口流出，進(jìn)入安裝時(shí)設(shè)置的尾水管和尾水槽而排走。水流進(jìn)入真空腔中，形成虹吸現(xiàn)象，從而形成連續(xù)不斷的工作過程，將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，進(jìn)行作功。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，克服了水斗式和反擊式等的缺點(diǎn)，安裝使用時(shí)不需設(shè)置噴管，不需龐大的蝸殼，故水能損失大大降低，大大提高了水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率，并且降低了對(duì)安裝地址條件的限制。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例加以進(jìn)一步說明，但不僅限于此。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，按圖2B-B剖視；圖2是本實(shí)用新型的A-A剖視示意圖。
如圖中所示，該水輪機(jī)由機(jī)殼1，通過轉(zhuǎn)軸5和軸承結(jié)構(gòu)9支承于機(jī)殼1內(nèi)腔中的葉片式轉(zhuǎn)輪2，支承機(jī)殼1的機(jī)座8構(gòu)成，轉(zhuǎn)輪2的葉片3的迎水面3a為平面，該平面偏離轉(zhuǎn)輪2的圓柱轉(zhuǎn)子2a的徑向平面的最大后傾角β不超過5°，葉片3為均布于轉(zhuǎn)子2a外壁面上的八片或多片，所謂徑向平面是指通過圓柱轉(zhuǎn)子2a的轉(zhuǎn)軸5的軸心線和葉片3的迎水面3a與轉(zhuǎn)子2a的外壁面相交的母線的平面，最佳設(shè)計(jì)的迎水面3a為徑向平面的延伸，以便能有效地接受水流的作用，并將其水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，轉(zhuǎn)子2a可設(shè)計(jì)成實(shí)心的，也可設(shè)計(jì)成空心的圓柱體(未繪圖)，但要將其兩端密封，水不進(jìn)入該轉(zhuǎn)子2a內(nèi)腔中。與葉片3的迎水面3a相對(duì)的背面3d為弧形面，葉片3的外端與機(jī)殼1內(nèi)腔壁間呈緊密配合，以保證工作時(shí)形成真空腔，并且在水流作用下，轉(zhuǎn)輪2能靈活旋轉(zhuǎn)為佳。葉片3外端的弧形面的切平面與迎水面3a的夾角α為55°-65°，太大會(huì)影響水能轉(zhuǎn)換效率。葉片3的迎水面可為長方形、梯形、三角形等平面，其兩側(cè)面可制成梯形、長方形、三角形或弧面。機(jī)殼1上的進(jìn)水口6和出水口7偏離平分圓柱機(jī)殼內(nèi)腔的平分平面的一側(cè)設(shè)置，工作時(shí)機(jī)殼1內(nèi)形成真空腔1a和腹腔1b，進(jìn)水口6和出水口7的過流截面積均比真空腔1a的過流截面積大，最小應(yīng)保證相等，以保證工作時(shí)尾水槽中和尾水管中的氣體不倒吸入真空腔1a中，以提高水輪機(jī)轉(zhuǎn)速和水能轉(zhuǎn)換效率。機(jī)殼1分為兩個(gè)部分，其結(jié)構(gòu)相同，兩部分間裝有柔性密封墊，相互間通過螺栓結(jié)構(gòu)11鎖緊，機(jī)殼1兩端內(nèi)腔壁與轉(zhuǎn)子2a兩端之間以凸凹結(jié)構(gòu)10形成密封配合，即這兩個(gè)部件上分別設(shè)計(jì)有相互配合的圓形凸筋和凹槽，以增加相互間的密封性。在使用現(xiàn)場安裝時(shí)，在進(jìn)水口6上裝設(shè)壓力水管和制動(dòng)閘，裝聯(lián)處要保持密封，出水口7上裝設(shè)尾水管和尾水槽，尾水槽也可采用天然水灘，最深水位1米，水深應(yīng)保證達(dá)到當(dāng)壓力水管的流量小于尾水管中流量時(shí)或停機(jī)時(shí)，尾水管中氣體不被倒吸，尾水槽中的水不被反吸而沖撞葉片和降低流水噪聲。生產(chǎn)時(shí)，注意機(jī)殼內(nèi)的密封性，以保證工作時(shí)形成的真空腔1a內(nèi)的虹吸效果。該水輪機(jī)與沖擊式相比，安裝時(shí)減少了噴管等結(jié)構(gòu)，無射流要求，從而減少水能損失，腹腔1b內(nèi)飛逸水少，水輪機(jī)轉(zhuǎn)速可大大提高，工作平穩(wěn)。與反擊式相比，減少了蝸殼，降低了水能損失，因此，大大提高了水能轉(zhuǎn)換效率。此外，水輪機(jī)安裝可不筑壩，降低了對(duì)地址條件的限制。支承轉(zhuǎn)軸5的軸承結(jié)構(gòu)9為普通軸承，裝于機(jī)殼1的兩端上。該水輪機(jī)可作沖擊式、反擊式用，可同時(shí)轉(zhuǎn)換沖擊、反擊的能量，產(chǎn)生虹吸效果，成功地進(jìn)行工作，該機(jī)還可作成立式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)與臥式完全一致，工作過程、原理也完全一致。機(jī)座8作成與機(jī)殼1配裝的機(jī)架也可以，機(jī)座8與機(jī)殼1間可以用螺釘或焊接方式聯(lián)接。
權(quán)利要求1.一種將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的水輪機(jī)，該水輪機(jī)由機(jī)殼(1)，通過轉(zhuǎn)軸(5)和軸承結(jié)構(gòu)(9)支承于機(jī)殼(1)內(nèi)腔中的葉片式轉(zhuǎn)輪(2)，支承機(jī)殼(1)的機(jī)座(8)構(gòu)成，其特征在于轉(zhuǎn)輪(2)的葉片(3)的迎水面(3a)為平面，該平面偏離轉(zhuǎn)輪(2)的圓柱轉(zhuǎn)子(2a)的徑向平面的最大后傾角β不超過5°，葉片(3)的背面(3d)為弧形面，葉片(3)的外端與機(jī)殼(1)內(nèi)腔壁間呈緊密配合，其該端弧形面的切平面與迎水面(3a)間的夾角α為55°-65°，機(jī)殼(1)上的進(jìn)水口(6)和出水口(7)設(shè)置在平分圓柱機(jī)殼(1)內(nèi)腔的平分平面的一側(cè)，工作時(shí)機(jī)殼(1)內(nèi)腔形成真空腔(1a)和腹腔(1b)，進(jìn)水口(6)和出水口(7)的過流截面積均比真空腔(1a)的過流截面積大，最小應(yīng)保證相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪機(jī)，其特征在于機(jī)殼(1)分為兩部分，其間裝有密封墊(4)，相互間通過螺栓結(jié)構(gòu)(11)鎖緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水輪機(jī)，其特征在于機(jī)殼(1)兩端內(nèi)腔壁與轉(zhuǎn)子(2a)兩端之間以凸凹結(jié)構(gòu)(10)呈密封配合。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種將水能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的水輪機(jī),由機(jī)殼、通過轉(zhuǎn)軸和軸承結(jié)構(gòu)支承于機(jī)殼內(nèi)腔中的葉片式轉(zhuǎn)輪,支承機(jī)殼的機(jī)座構(gòu)成。
文檔編號(hào)F03B1/00GK2412102SQ0022253
公開日2000年12月27日 申請(qǐng)日期2000年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月17日
發(fā)明者楊海泉 申請(qǐng)人:楊海泉