專利名稱：水輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水輪機(jī)，屬于水力發(fā)電機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域。
現(xiàn)代水力發(fā)電機(jī)站，是水輪機(jī)將水能變?yōu)闄C(jī)械能，傳給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。
目前，已有技術(shù)中的水力發(fā)電機(jī)組的水輪機(jī)，有多種類型1、反擊式混流式、軸流式(軸流定漿式、軸流轉(zhuǎn)漿式)、斜流式、貫流式《全貫流式、半貫流式(燈泡式、軸伸式、豎井式)》水輪機(jī)；2、沖擊式水斗式、斜擊式、雙擊式水輪機(jī)，總歸為反擊式和沖擊式兩大類型。這兩種類型的水輪機(jī)直徑都不大。例如，水輪機(jī)組型號為HL260-WJ-42，即水輪機(jī)的直徑只有0.4m?，F(xiàn)有中小型水電站，水輪機(jī)的直徑都不大。即使長江三峽水電站這樣大型的水電站，安裝26臺70萬Kw的水輪機(jī)組，單臺水輪機(jī)的最大直徑為9.85m，不超過10米。由于水輪機(jī)直徑小，效率就低。
本實用新型的目的，是設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單的巨型水輪機(jī)，以提高發(fā)電效率，滿足各種大、中、小水電站的需要。
本實用新型是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。
由巨輪(1)、導(dǎo)輪(2)、鏈條(3)、支架(4)、水葉(5)、水槽(6)組成水輪機(jī)，巨輪(1)由支架(4)支撐，巨輪(1)、導(dǎo)輪(2)及鏈條(3)上均安裝有水葉(5)，轉(zhuǎn)動時鏈條上的水葉分別與巨輪(1)和導(dǎo)輪(2)上的水葉齒合，鏈條(3)通過水槽(6)時，在水的沖壓下不斷轉(zhuǎn)動從而帶動導(dǎo)輪(2)和巨輪(1)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生機(jī)械能，巨輪直徑Φ＞20m。
上述方案中，水葉(5)與巨輪(1)、導(dǎo)輪(2)、鏈條(3)的連接可采用固定連接或活動連接，如鉚接、扦接、焊接、扣接等等。
巨輪(1)類似子一個中間有支撐條的自行車輪車，支架(4)由四根鋼柱組成，一根鏈條安裝一個水輪葉，然后串聯(lián)起來，將巨輪與導(dǎo)輪圍成一個封閉的環(huán)形軌跡，水槽為方形，鏈子入口處的水槽(6)與地面垂直。水槽可為方形或圓形等形狀。
由上述方案組成的水輪機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，發(fā)電效率高，適用于各種水電站。
本實用新型水輪機(jī)為巨型水輪機(jī)，巨機(jī)水輪機(jī)工作原理及其與現(xiàn)有小型水輪機(jī)工作效率對比情況如下在有水頭落差開發(fā)方式(引水式、堤壩式跌水)建立水力發(fā)電站。
如果水頭落差H有10m；20m；30m；50m；100m；150m；200m等。巨型水輪機(jī)的直徑，可以根據(jù)水頭落差設(shè)計成Φ20m；Φ40m；Φ60m；Φ100m；Φ200m；Φ300m；Φ400m等水輪機(jī)出力根據(jù)水力學(xué)公式N＝9.81QH(kw)。
H——是設(shè)計水頭(m)。
Q——是設(shè)計流量(m3/s)。
n——是水輪機(jī)效率。
n＝N/N1＝N/(9.81QH)＝85-90％。
N——是水輪機(jī)出力。
N1——是水輪機(jī)理論出力。
巨型水輪機(jī)理論出力巨型水輪機(jī)的特點(diǎn)，是巨大的直徑，轉(zhuǎn)動時傳動的轉(zhuǎn)矩M∶M＝P(Φ/2)。將M引入水力學(xué)公式N＝9.81QH＝9.81QH(Φ/2)kw。
M——巨輪轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩。
P——拉力(水力)。
D——巨輪直徑。
例1某水電站，水輪機(jī)組型號為HL260-WJ-42，即直徑為0.42m，水輪機(jī)出力為67.6Kw，設(shè)計水頭H＝11.5m，設(shè)計流量Q＝0.76m3/s。
1、根據(jù)常規(guī)水力發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)理論出力N＝0.76*11.5*9.81＝85.7Kw。
2、巨型水輪機(jī)理論出力用直徑為Φ20m的巨型水輪機(jī)，代替HL260-WJ-42水輪機(jī)。
根據(jù)將M引入水力學(xué)公式N＝9.81QH＝9.81QH(Φ/2)＝9.81*0.76*11.5*10＝857Kw。
按年發(fā)電量，每年增加發(fā)電量856.7Kw/85.7Kw＝10倍。
例2某水電站，水輪機(jī)組型號為HL260-WJ-42，水輪機(jī)出力為67.9Kw，設(shè)計水頭H＝21m，設(shè)計流量Q＝0.41m3/s。
1、根據(jù)常規(guī)水力發(fā)電機(jī)組，水輪機(jī)理論出力N＝0.41*21*9.81＝84.5Kw。
2、巨型水輪機(jī)理論出力用直徑為Φ40m的巨型水輪機(jī)，代替HL260-WJ-42水輪機(jī)。
根據(jù)將M引入水力學(xué)公式N＝9.81QH＝9.81QH(Φ/2)＝9.81*0.41*21*20＝1689Kw。
按年發(fā)電量，每年增加發(fā)電量1689kw/84.5kw＝4.5kw＝19.98倍。
下面通過附圖
進(jìn)一步描述技術(shù)方案，本實用新型不限于所述實施例。
圖一為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、巨輪；2、導(dǎo)輪；3、鏈條；4、支架；5、水葉；6、水槽；7、鋼柱；8、支撐架；9、巨輪軸。
1、巨輪(1)——直徑Φ20m以上，類似于一個自行車輪子，中間有支撐條(6)，巨輪輪子的厚度和寬度及大小均可根據(jù)需要，按一定的比例尺放大。
2、支架(4)——由四根鋼柱組成，穿過巨輪軸(9)，將巨輪支撐在空中。
3、鏈條(3)——由巨輪的節(jié)圓直徑，確定周節(jié)長度，一根鏈子安裝一個水葉，一個一個的鏈接起來，將巨輪與導(dǎo)輪，圍成一個封閉的環(huán)形軌跡。相當(dāng)于水車樣提。
4、水葉(5)——方形，固定在鏈條上，一根鏈條固定一個水葉，相當(dāng)于水車的水葉子。
5、水槽(6)——方形，相當(dāng)于水車的桶子，鏈條進(jìn)口處的水槽與地面垂直。
6、導(dǎo)輪(2)——引導(dǎo)鏈條和水葉，在水槽中，按規(guī)定的軌跡運(yùn)動。
本實用新型的水輪機(jī)工作過程是跌水通過進(jìn)入口，進(jìn)入方形水槽，由于水的重量(1m3的水為1000Kg)。將水葉和鏈條向下壓，水能變成動能，推動巨輪運(yùn)動。由于跌水不斷地進(jìn)入方形水桶，在水葉和鏈條的作用下，巨輪不斷地運(yùn)動。
巨輪與發(fā)電機(jī)之間，通過增速器，將巨輪的機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)將巨輪的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。
權(quán)利要求1.一種水輪機(jī)，由巨輪(1)、導(dǎo)輪(2)、鏈條(3)、支架(4)、水葉(5)、水槽(6)組成，其特征在于巨輪(1)由支架(4)支撐，巨輪(1)、導(dǎo)輪(2)及鏈條(3)上均安裝有水葉(5)，轉(zhuǎn)動時鏈條上的水葉分別與巨輪(1)和導(dǎo)輪(2)上的水葉齒合，鏈條(3)通過水槽(6)時在水的沖壓下不斷轉(zhuǎn)動從而帶動導(dǎo)輪(2)和巨輪(1)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生機(jī)械能，巨輪直徑Φ＞20m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪機(jī)，其特征在于水葉(5)與巨輪(1)、導(dǎo)輪(2)、鏈條(3)的連接采用固定連接或活動連接，它們是鉚接、扦接、焊接、扣接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水輪機(jī)，其特征在于水槽為方形或圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水輪機(jī)，其特征在于巨輪(1)類似于一個中間有支撐條的自行車輪子，支架(4)由四根鋼柱組成，一根鏈子安裝一個水葉，然后串聯(lián)起來，將巨輪與導(dǎo)輪圍成一個封閉的環(huán)形軌跡，水槽為方形，鏈子入口處的水槽與地面垂直。
專利摘要本實用新型是一種水輪機(jī),由巨輪(1)、導(dǎo)輪(2)、鏈條(3)、支架(4)、水葉(5)、水槽(6)組成,巨輪(1)由支架(4)支撐,巨輪(1)、導(dǎo)輪(2)及鏈條(3)上均安裝有水葉(5),巨輪直徑Φ>20m。轉(zhuǎn)動時鏈條上的水葉分別與巨輪(1)和導(dǎo)輪(2)上的水葉齒合,鏈條(3)通過水槽(6)時在水的沖壓下不斷轉(zhuǎn)動從而帶動導(dǎo)輪(2)和巨輪(1)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生機(jī)械能,再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能,本實用新型適應(yīng)于各種類型的水電站。
文檔編號F03B3/00GK2374666SQ9923143
公開日2000年4月19日 申請日期1999年4月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月22日
發(fā)明者張紹全 申請人:張紹全