CN204003232U - 冲击式水轮机及冲击式水轮发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种冲击式水轮机及冲击式水轮发电机。冲击式水轮机，其包括进水通道、出水通道、叶轮、机架以及轴端密封机构，所述进水通道和出水通道均固定在所述机架上，所述叶轮可转动地设置在所述机架上。喷嘴的设置，可以保证水的冲击力可以有效地作用在叶片上，叶片的结构也可以承受水更大面积的冲击，进而提高效率。本实用新型还涉及该冲击式水轮机制成的水轮发电机，该水轮发电机可以包含多个水轮机串联而成的水轮机组。水轮机组可以进一步提高能量转化率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种冲击式水轮机，其利用水的冲击力产生机械能，本实用新型还涉及利用该水轮机制成的水轮发电机。
背景技术
水轮机是利用水的势能或动能重复做功的机械，而冲击式水轮机主要是利用水在高速状态下的冲击力，对叶轮做功，推动转轴高速旋转。将该水轮机连接至发电机，从而制成水轮发电机或水轮发电机组，如专利201320205085.8、201010260418.8等所述。效率和密封是冲击式水轮发电机的两个主要问题。效率可以通过改变水的流速和冲击力与叶片的夹角实现。密封主要是指轴端密封，201110445202.3、200610022310.9均是涉及叶轮轴端密封的技术方案，特别的，200780025259.X的刷状密封件可以作为本案的参考。一方面的，可以进一步改善冲击力和叶片的结构，以便提高效率；另一方面，可以采用更佳有效的密封结构，减少轴端密封。此外，提高了密封，可以有效降低水从轴端泄露，也可以间接提高效率。
实用新型内容
本实用新型提出了一种冲击式水轮机和冲击式水轮发电机，其具有较高的效率和较低的轴端泄漏。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种冲击式水轮机，其特征在于，包括进水通道、出水通道、叶轮、机架以及轴端密封机构，所述进水通道和出水通道均固定在所述机架上，所述叶轮可转动地设置在所述机架上，并且，所述叶轮位于所述进水通道和出水通道之间，所述叶轮包括转轴和多个固定在所述转轴上的叶片，所述叶片具有一凹槽，
所述轴端密封机构包括密封罩、密封刷，所述密封刷套在所述转轴上，该密封刷的外侧固定在所述机架上，所述密封刷的内侧朝所述叶轮延伸，所述密封罩套在所述转轴上，并且该密封罩盖在所述密封刷上。
在本实用新型的冲击式水轮机中，所述进水通道的靠近所述叶轮的一侧设有喷嘴，该喷嘴的轴线与所述叶轮的最下方的叶片相交。
在本实用新型的冲击式水轮机中，所述机架由机架座和机架盖组成，所述进水通道和出水通道均设置在所述机架座上，所述机架盖固定在所述机架座的上方，并且，该机架盖与所述进水通道和出水通道的连接处均设有弹性密封件。
在本实用新型的冲击式水轮机中，所述叶片的截面为三角形，并且该叶片远离所述转轴的角为30°。
在本实用新型的冲击式水轮机中，所述喷嘴的轴线与所述进水通道的轴线的夹角为20°至30°。
在本实用新型的冲击式水轮机中，所述轴端密封机构还包括连接轴和推力弹簧，所述连接轴的一端固定在所述机架上，另一端穿过所述密封罩，所述推力弹簧一端固定在所述连接轴上，另一端顶在所述密封罩上。
一种冲击式水轮发电机，其特征在于包括一个以上的冲击式水轮机以及发电装置，所述转轴连接至所述发电装置的输入端。
实施本实用新型的这种冲击式水轮机，具有以下有益效果：喷嘴的设置，可以保证水的冲击力可以有效地作用在叶片上，叶片的结构也可以承受水更大面积的冲击，进而提高效率。轴端密封机构可以保证转轴轴端有效密封。
附图说明
图1为本实用新型的这种冲击式水轮机的示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为图1的另一方向的剖视图；
图4为图3的A处的局部视图；
图5为本实用新型的冲击式水轮机的叶片的示意图；
图6为本实用新型的冲击式水轮机组成的水轮机组的示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1至5所示的本实用新型的冲击式水轮机，其包括进水通道1、出水通道2、叶轮3、机架4以及轴端密封机构5。
所述机架4由机架座41和机架盖42组成。机架座41的底部为承台，所述机架盖42固定在所述机架座41的上方。机架盖42与机架座41组成一容纳腔43，该容纳腔43用于放置叶轮3。所述进水通道1和出水通道2均设置在所述机架座41上，而机架盖42该在进水通道1和出水通道2的上方。为了降低泄漏，该机架盖42与所述进水通道1和出水通道2的连接处均设有弹性密封件43。
所述进水通道1和出水通道2的主要部分均为筒状结构，以便于水的高速流通。所述进水通道1的靠近所述叶轮3的一侧设有喷嘴11，该喷嘴11通过内法兰12设置在进水通道1上，喷嘴11的直径为进水通道1的0.57倍。该喷嘴11的轴线与所述叶轮3的最下方的叶片32相交，并且所述喷嘴11的轴线与进水通道1的轴线的夹角为20°至30°，这种结构可以提高水流对叶片32的冲击，提高转化效率。
所述叶轮3可转动地设置在所述机架4上，并且，所述叶轮3位于所述进水通道1和出水通道2之间，所述叶轮3包括转轴31和多个固定在所述转轴31上的叶片32。较佳的，叶片32通过螺钉固定在转轴31上。如图5所示，所述叶片32具有一凹槽33，所述叶片32的截面为三角形，并且远离所述转轴31的角为30°，水流可打在凹槽33内，提高能量转换效率。在本实施例中，叶片32的数目为十二个。
所述轴端密封机构5包括密封罩51、密封刷52，所述密封刷52套在所述转轴31上，该密封刷52的外侧固定在所述机架4上，所述密封刷52的内侧朝所述叶轮3延伸，所述密封罩51套在所述转轴31上，并且该密封罩51盖在所述密封刷52上。密封刷52采用弹性材料制成，叶轮3上的水压较大，挤压密封刷52，而密封刷52减少了水的流出。而密封罩51位于外侧，其内具有从叶轮3泄漏出的水，密封罩51处的水压同时作用在密封刷52上，减少了密封刷52与转轴31的摩擦。简言之，密封刷52可有效保持腔内与腔外的水压差，相对于外界空间，密封罩51又可以维持腔外一定的水压，两级降压，减小泄漏。图示小箭头的方向表示水溢出的方向。
参照图4，所述轴端密封机构5还包括连接轴53和推力弹簧54，所述连接轴53的一端固定在所述机架4上，另一端穿过所述密封罩51，所述推力弹簧54一端固定在所述连接轴53上，另一端顶在所述密封罩51上。密封罩51与机架4之间，设置一弹性密封件55，例如橡胶圈等。推力弹簧54允许密封罩51产生一定的偏移，提高了持久密封能力。此外，在本实施例中，连接轴53还起到固定密封刷52的作用。
本实用新型的冲击式叶轮3发电机，其包括多个冲击式水轮机以及发电装置，所述转轴31连接至所述发电装置的输入端。多个水轮机组成水轮机组，水流从前端进入，如图6所示，从末端流出，水轮机的转轴31均可以输出机械能。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种冲击式水轮机，其特征在于，包括进水通道、出水通道、叶轮、机架以及轴端密封机构，所述进水通道和出水通道均固定在所述机架上，所述叶轮可转动地设置在所述机架上，并且，所述叶轮位于所述进水通道和出水通道之间，所述叶轮包括转轴和多个固定在所述转轴上的叶片，所述叶片具有一凹槽，所述轴端密封机构包括密封罩、密封刷，所述密封刷套在所述转轴上，该密封刷的外侧固定在所述机架上，所述密封刷的内侧朝所述叶轮延伸，所述密封罩套在所述转轴上，并且该密封罩盖在所述密封刷上。
2.根据权利要求1所述的冲击式水轮机，其特征在于，所述进水通道的靠近所述叶轮的一侧设有喷嘴，该喷嘴的轴线与所述叶轮的最下方的叶片相交。
3.根据权利要求1所述的冲击式水轮机，其特征在于，所述机架由机架座和机架盖组成，所述进水通道和出水通道均设置在所述机架座上，所述机架盖固定在所述机架座的上方，并且，该机架盖与所述进水通道和出水通道的连接处均设有弹性密封件。
4.根据权利要求1所述的冲击式水轮机，其特征在于，所述叶片的截面为三角形，并且该叶片远离所述转轴的角为30°。
5.根据权利要求2所述的冲击式水轮机，其特征在于，所述喷嘴的轴线与所述进水通道的轴线的夹角为20°至30°。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的冲击式水轮机，其特征在于，所述轴端密封机构还包括连接轴和推力弹簧，所述连接轴的一端固定在所述机架上，另一端穿过所述密封罩，所述推力弹簧一端固定在所述连接轴上，另一端顶在所述密封罩上。
7.一种冲击式水轮发电机，其特征在于包括一个以上的权利要求1所述的冲击式水轮机以及发电装置，所述转轴连接至所述发电装置的输入端。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105971799A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-09-28 | 罗富强 | 一种转轮叶片为锯齿形的水轮机 |
| CN110106959A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-09 | 孙如权 | 一种楼房高层污水发电机构 |
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