專利名稱：壓力水墊式雙螺旋水輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水力發(fā)電使用的壓力水墊式雙螺旋水輪機(jī)。
背景技術(shù)：
目前水力發(fā)電的水輪機(jī)多采用水斗式或射流式或蝸輪式，這些水輪機(jī)都是利用水的沖力作功，故要求水量很大才能運(yùn)行，通常要在現(xiàn)場(chǎng)建立大壩，投資很高，而資源利用效率較低，使我國(guó)電力的發(fā)展不能滿足和適應(yīng)現(xiàn)代化的發(fā)展步伐。”發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種投資少，資源利用效率高的壓力水墊式雙軸螺旋水輪機(jī)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)有一個(gè)半球形或園柱形的定輪和動(dòng)輪，定輪固定在固定座上，定輪的內(nèi)輪面與動(dòng)輪的外輪面同軸相套，在定輪內(nèi)壁及動(dòng)輪外壁開(kāi)有方向相反的V形螺旋水流線槽，動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，定輪底部中心設(shè)有與壓力水管道相通的進(jìn)水口，定輪上部設(shè)有溢流槽，溢流槽下部設(shè)有將溢流水排到蓄水池的回水管道。在壓力水流的作用下使動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)反向螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
定輪上的螺旋水流線槽由輪底部中心環(huán)沿球或柱內(nèi)表面向上螺旋，動(dòng)輪螺旋水流線槽由輪底部軸心沿球或柱外表面向上螺旋。
當(dāng)定輪與動(dòng)輪為半球形時(shí)，在定輪內(nèi)球形表面及動(dòng)輪外球表面開(kāi)有方向相反的V形螺旋水流線槽。
當(dāng)定輪與動(dòng)輪為園柱形時(shí)，在定輪內(nèi)園柱形表面及園底表面及動(dòng)輪外園柱形表面及園底表面開(kāi)有方向相反的V形螺旋水流線槽，其定輪和動(dòng)輪內(nèi)、外圓柱壁由下而上開(kāi)有連接圓底部螺旋水流線的V形螺旋水流線。
本發(fā)明的原理是(1)根據(jù)帕斯卡定律對(duì)密封流體任一部分所加的壓力必然要等值地沿液體傳遞到各處?？傻弥啓C(jī)壓力管道截面積S1與動(dòng)輪表面積S2之比，等于壓力管道壓力F1與水輪表面所受到的壓力F2之比。即S1∶S2＝F1∶F2，F(xiàn)1＝S1·P0，則有F2＝S2·P0，當(dāng)P0為一定值時(shí)，動(dòng)水輪表面積越大，則所承受的壓力F2越大。
(2)由阿基米德定律“物體在流體中所受到的浮力等于該物體排開(kāi)同體積流量的重量，浮力方向恒定向上?！碑?dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子重量加動(dòng)輪重量趨向等于浮力時(shí)，發(fā)電機(jī)組軸承上的摩擦力f→0，此時(shí)動(dòng)輪可將流體壓力在最大限度上轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)力距。
(3)利用兩輪對(duì)應(yīng)表面上反向“V”形螺旋線槽的水流作用力與反作用力，當(dāng)定輪被約束靜止時(shí)，動(dòng)輪的水流作用與動(dòng)輪反向水流作用力的矢量相疊加，產(chǎn)生對(duì)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)力距，當(dāng)“V”形螺旋線槽越密，其受力表面積越大，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩就越大。
(4)由慣性定律可知，當(dāng)動(dòng)輪的質(zhì)量越大其慣性越大，直徑越大沿動(dòng)輪外圓切線方向的力矩就越大。
當(dāng)壓力等于P0的流體從定輪與動(dòng)輪底部中心沿兩輪間隙輸送時(shí)，定輪承受向上的壓力提升。壓力流體沿動(dòng)輪螺旋水流“V”形線槽和反向螺旋的定輪“V”形螺旋線槽流出時(shí)，產(chǎn)生對(duì)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)力矩，通過(guò)轉(zhuǎn)軸向發(fā)電機(jī)傳遞轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
這種結(jié)構(gòu)的水輪機(jī)利用帕斯卡液壓原理，將動(dòng)輪底部承受的水流壓力通過(guò)二個(gè)輪界面上相反向的螺旋水流“V”形線槽高效地轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)力距以此帶動(dòng)立式發(fā)電機(jī)組發(fā)電，它高效、節(jié)能、節(jié)水、安裝方便；這種水輪機(jī)無(wú)須在現(xiàn)場(chǎng)建立大壩，可利用水泵加壓將水循環(huán)進(jìn)行發(fā)電，故投資小，資源利用效率高，可適用于缺水的地域；也可利用現(xiàn)有高位水庫(kù)提高裝機(jī)容量，使資源得到充分利用。


圖1為雙螺旋水輪機(jī)總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為定輪與動(dòng)輪上的V形螺旋線示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1結(jié)合附圖設(shè)有一個(gè)半球形或園柱形的定輪3和動(dòng)輪4，定輪固定在固定座1上，定輪的內(nèi)輪面與動(dòng)輪的外輪面同軸相套，在定輪內(nèi)壁及動(dòng)輪外壁開(kāi)有方向相反的V形螺旋水流線槽5，定輪3上的螺旋水流線槽5-1由輪底部中心環(huán)沿球內(nèi)表面向上螺旋，動(dòng)輪上的螺旋水流線槽5-2由輪底部軸心沿球外表面螺旋上升。動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸7與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸10連接，定輪底部中心設(shè)有與壓力水管道2相通的進(jìn)水口9，定輪上部設(shè)有溢流槽6，溢流槽下部設(shè)有將溢流水排到蓄水池的回水管道8。
使用時(shí)由蓄水池或高位水庫(kù)的水經(jīng)水泵抽水加壓經(jīng)壓力水管道2到定輪3底部中心的進(jìn)水口9，水的壓強(qiáng)對(duì)動(dòng)輪產(chǎn)生壓力，壓力水流經(jīng)定輪3和動(dòng)輪4內(nèi)、外表面的反向螺旋線槽5，在反向螺旋V形水流線槽之間產(chǎn)生作用力與反作用力的矢量疊加，即產(chǎn)生沿動(dòng)輪外切圓切線方向的旋轉(zhuǎn)力矩，動(dòng)輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電，流經(jīng)反向螺旋線槽后的水再溢流至溢流槽6，溢流槽下部的回水管道8將溢流水排到蓄水池，再重復(fù)利用。
實(shí)施例2本實(shí)施例水輪機(jī)的定輪和動(dòng)輪的形狀為園柱形，在定輪內(nèi)園柱形表面及園底表面及動(dòng)輪外園柱形表面及園底表面開(kāi)有方向相反的V形螺旋水流線槽。定輪和動(dòng)輪內(nèi)、外圓柱壁由下而上開(kāi)有連接圓底部螺旋水流線V形螺旋水流線。
權(quán)利要求
1.一種壓力水墊式雙螺旋水輪機(jī)，其特征在于設(shè)有一個(gè)半球形或園柱形的定輪和動(dòng)輪，定輪固定在固定座上，定輪的內(nèi)輪面與動(dòng)輪的外輪面同軸相套，在定輪內(nèi)壁及動(dòng)輪外壁開(kāi)有方向相反的V形螺旋水流線槽，動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，定輪底部中心設(shè)有與壓力水管道相通的進(jìn)水口，定輪上部設(shè)有溢流槽，溢流槽下部設(shè)有將溢流水排到蓄水池的回水管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙螺旋水輪機(jī)，其特征在于定輪上的V形螺旋水流線槽由輪底部中心環(huán)沿球或柱內(nèi)表面向上螺旋，動(dòng)輪螺旋水流線槽由輪底部軸心沿球或柱外表面向上螺旋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙螺旋水輪機(jī)，其特征在于當(dāng)定輪與動(dòng)輪為半球形時(shí)，在定輪內(nèi)球形表面及動(dòng)輪外球形表面開(kāi)有方向相反的V形螺旋水流線槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙螺旋水輪機(jī)，其特征在于當(dāng)定輪與動(dòng)輪為園柱形時(shí)，在定輪內(nèi)園柱形表面及園底表面及動(dòng)輪外園柱形表面及園底表面開(kāi)有方向相反的V形螺旋水流線槽，其定輪和動(dòng)輪內(nèi)、外圓柱壁是由下而上開(kāi)有連接圓底部螺旋水流線的V形螺旋水流線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種壓力水墊式雙螺旋水輪機(jī)。設(shè)有一個(gè)半球形或圓柱形的定輪和動(dòng)輪，定輪固定在固定座上，定輪的內(nèi)輪面與動(dòng)輪的外輪面同軸相套，在定輪內(nèi)壁及動(dòng)輪外壁開(kāi)有方向相反的V形螺旋水流線槽，動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，定輪底部中心設(shè)有與壓力水管道相通的進(jìn)水口，定輪上部設(shè)有溢流槽，溢流槽下部設(shè)有將溢流水排到蓄水池的回水管道。這種水輪機(jī)在壓力水流的作用下使動(dòng)輪實(shí)現(xiàn)反向螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。本發(fā)明高效、節(jié)能、節(jié)水、安裝方便、無(wú)須在現(xiàn)場(chǎng)建立大壩，可利用水泵加壓將水循環(huán)進(jìn)行發(fā)電，投資小，資源利用效率高，可用于缺水的地域；也可利用現(xiàn)有高位水庫(kù)提高裝機(jī)容量，使資源得到充分利用。
文檔編號(hào)F03B5/00GK1904351SQ20061003208
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月14日
發(fā)明者王悅 申請(qǐng)人:王悅