本發(fā)明屬于水利設(shè)備和水利發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種水利發(fā)電用葉輪。
背景技術(shù)：
水力（水利）發(fā)電的水輪機(jī)葉片可以分為兩大類，一類為側(cè)向的（類似于側(cè)向的風(fēng)電機(jī)葉片），一類為渦輪式的，均可應(yīng)用于大型水力發(fā)電站。但是隨著水利發(fā)電的發(fā)展，小型的可移動的水力發(fā)電機(jī)越來越多，這類發(fā)電機(jī)的葉片如果也采用大型水電站的類似葉片，由于其自重較小，容易受到水流的個方向沖擊而在轉(zhuǎn)動的時候左右晃動，從而造成葉輪各個部件由于撞擊而產(chǎn)生的問題，從而造成整體裝置壽命較短，維修率高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的提出一種水利發(fā)電用葉輪。
通過如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)：
一種水利發(fā)電用葉輪，包括葉輪軸和葉輪葉片；
所述葉輪軸一端設(shè)置與頂部軸承連接，另一端與端部軸承連接，并在端部與傳動軸同軸連接。
所述葉輪葉片為多個，均以整個葉輪軸長度為接觸部，弧形向外延伸，并且每個所述葉輪葉片的寬度從葉輪軸的頂部開始逐步增加，至與葉輪軸端部位置寬度最寬。
在每個所述葉輪葉片弧形內(nèi)部均逆向設(shè)置有降速板，所述降速板包括降速板根部和降速板頭部，所述降速板根部與所述葉輪葉片固接，所述降速板根部寬度大于所述降速板頭部寬度且小于固接處葉輪葉片的寬度，降速板根部材質(zhì)為高強(qiáng)度橡膠，降速板頭部為高強(qiáng)度不銹鋼，所述降速板寬度與所述葉輪葉片在其固接處的寬度相同；所述降速板與所述葉輪葉片的夾角為δ，δ的角度選取為15~32°。
在每個所述葉輪葉片側(cè)部設(shè)置有除燥部件，所述除燥部件包括根部除燥部件和頭部除燥部件，所述根部除燥部件設(shè)置在葉輪葉片靠近葉輪軸的一端，為多根單向的橡膠材質(zhì)的條狀物，所述頭部除燥部件設(shè)置在葉輪葉片遠(yuǎn)離葉輪軸的一端，為多根多向的橡膠材質(zhì)的條狀物。
作為優(yōu)選，所述葉輪葉片為3-8個，進(jìn)一步優(yōu)選為3個。
作為優(yōu)選，所述除燥部件與葉輪葉片側(cè)部的夾角為80~100°。
作為優(yōu)選，所述頭部除燥部件的橡膠材質(zhì)的條狀物為雙向設(shè)置，兩個方向的夾角為100~120°。
作為優(yōu)選，所述頭部除燥部件的密集程度為所述根部降噪部件的2.5~3.5倍。
作為優(yōu)選，所述降速板設(shè)置的位置至所述葉輪葉片與葉輪軸固接部的距離：所述降速板設(shè)置的位置至所述葉輪葉片頂端最寬部的距離=1：（2~3）。
作為優(yōu)選，每個所述除燥部件的直徑為2~3mm，長度為8~10mm。
作為優(yōu)選，所述降速板整體為梯形板材結(jié)構(gòu)。
作為優(yōu)選，所述高強(qiáng)度橡膠材質(zhì)按質(zhì)量份數(shù)比計(jì)為：天然橡膠：50~58份，丁基橡膠：3~5份，環(huán)氧樹脂：2~2.5份，炭黑：11~12份，增塑劑：2~3份，聚乙二醇：1~2份，硫酸鈣：1~3份。
本發(fā)明的效果在于：
1，通過在葉輪葉片側(cè)部（尤其是弧形向下的上側(cè)部）設(shè)置有除燥部件，使得葉輪葉片在轉(zhuǎn)動的的時候基本不抖動，從而避免了葉輪葉片對其他部件產(chǎn)生側(cè)向壓力，造成部件過早損壞情況的發(fā)生。由于水流中由于溫差而經(jīng)常產(chǎn)生局部渦流，從而水流流動并不是非常穩(wěn)定的，在流動過程中都會對葉輪葉片產(chǎn)生非徑向的力，并且這種力的大小和方向并不穩(wěn)定，從而很容易對葉輪葉片造成抖動，而通過在葉輪葉片上設(shè)置有絨毛狀的橡膠條，分化了這種各向力，從而實(shí)現(xiàn)了葉輪葉片穩(wěn)定轉(zhuǎn)動的效果。
由于轉(zhuǎn)動的葉輪葉片整個平面受力并不是均勻的（端部寬度寬，越往尖部走寬度越?。?，因此通過在不同部位設(shè)置除燥部件的不同的密度，使得分化壓力的效果得到強(qiáng)化和優(yōu)化，尤其是在靠近端部設(shè)置有雙向的橡膠條，使得分化壓力的效果更為強(qiáng)化。通過選取合適的角度設(shè)置，使得該效果達(dá)到最優(yōu)。
2，通過在葉輪葉片特定部位設(shè)置有逆向設(shè)置的降速板，使得葉輪葉片的轉(zhuǎn)速更加穩(wěn)定。由于水流的流速并不是一定的，當(dāng)水流速度過大的時候，葉輪葉片轉(zhuǎn)動過快，不僅造成速度不穩(wěn)定，還會由于轉(zhuǎn)速過快使得其他部件過熱而導(dǎo)致壽命縮短。通過設(shè)置逆向的降速板，并且通過合理設(shè)置夾角，以及合理對降速板不同部位材質(zhì)進(jìn)行具體限定，使得其既有一定的彈性還有一定的剛度，在水流過程中，當(dāng)水流進(jìn)入到降速板與葉片之間的區(qū)域時，水流先與葉片碰撞，然后再與降速板碰撞，形成渦流，當(dāng)水流速度過大的時候渦流會再次葉片逆向碰撞，從而使得葉片速度適度降低，而當(dāng)水流速度并不是很大的時候，水流并不會明顯的與葉片進(jìn)行二次的逆向碰撞，從而穩(wěn)定葉片轉(zhuǎn)動的速度。
3，由于設(shè)置了除燥部件和降速板，因此通過對葉輪形狀進(jìn)行合理設(shè)置，使得其一端寬度縮減為0，然后逐漸增大，直到另一端寬度最大。這樣設(shè)置之后，可以使得除燥部件在一個斜面上進(jìn)行設(shè)置（并且是弧度彎曲的斜面），從而使得其除燥效果（去除各種各向非主流的水流動能）更加明顯。同時設(shè)置降速板也可以寬度適當(dāng)，但是不會與葉片長度有較大差別從而造成較大的非控制區(qū)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明水利發(fā)電用葉輪正視的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明水利發(fā)電用葉輪從傳動軸處的仰視的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為降速板的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中：11-頂部軸承，12-端部軸承，13-傳動軸，21-葉片，22-根部除燥部件，23-降速板根部，24-降速板頭部，25-頭部除燥部件，δ-降速板與葉片夾角。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種水利發(fā)電用葉輪，包括葉輪軸和葉輪葉片；
所述葉輪軸一端設(shè)置與頂部軸承連接，另一端與端部軸承連接，并在端部與傳動軸同軸連接。
所述葉輪葉片為5個，均以整個葉輪軸長度為接觸部，弧形向外延伸，并且每個所述葉輪葉片的寬度從葉輪軸的頂部開始逐步增加，至與葉輪軸端部位置寬度最寬。
在每個所述葉輪葉片弧形內(nèi)部均逆向設(shè)置有降速板，所述降速板包括降速板根部和降速板頭部，所述降速板根部與所述葉輪葉片固接，所述降速板根部寬度大于所述降速板頭部寬度且小于固接處葉輪葉片的寬度，降速板根部材質(zhì)為高強(qiáng)度橡膠，降速板頭部為高強(qiáng)度不銹鋼，所述降速板寬度與所述葉輪葉片在其固接處的寬度相同；所述降速板與所述葉輪葉片的夾角為δ，δ的角度選取為22°。
在每個所述葉輪葉片側(cè)部設(shè)置有除燥部件，所述除燥部件包括根部除燥部件和頭部除燥部件，所述根部除燥部件設(shè)置在葉輪葉片靠近葉輪軸的一端，為多根單向的橡膠材質(zhì)的條狀物，所述頭部除燥部件設(shè)置在葉輪葉片遠(yuǎn)離葉輪軸的一端，為多根多向的橡膠材質(zhì)的條狀物。
所述除燥部件與葉輪葉片側(cè)部的夾角為88°。
所述頭部除燥部件的橡膠材質(zhì)的條狀物為雙向設(shè)置，兩個方向的夾角為106°。
所述頭部除燥部件的密集程度為所述根部降噪部件的2.6倍。
所述降速板設(shè)置的位置至所述葉輪葉片與葉輪軸固接部的距離：所述降速板設(shè)置的位置至所述葉輪葉片頂端最寬部的距離=1：2.2。
每個所述除燥部件的直徑為2.5+0.1mm，長度為9mm。
所述降速板整體為梯形板材結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例2
如圖1~圖3所示。
一種水利發(fā)電用葉輪，包括葉輪軸和葉輪葉片；
所述葉輪軸一端設(shè)置與頂部軸承連接，另一端與端部軸承連接，并在端部與傳動軸同軸連接。
所述葉輪葉片為3個，均以整個葉輪軸長度為接觸部，弧形向外延伸，并且每個所述葉輪葉片的寬度從葉輪軸的頂部開始逐步增加，至與葉輪軸端部位置寬度最寬。
在每個所述葉輪葉片弧形內(nèi)部均逆向設(shè)置有降速板，所述降速板包括降速板根部和降速板頭部，所述降速板根部與所述葉輪葉片固接，所述降速板根部寬度大于所述降速板頭部寬度且小于固接處葉輪葉片的寬度，降速板根部材質(zhì)為高強(qiáng)度橡膠，降速板頭部為高強(qiáng)度不銹鋼，所述降速板寬度與所述葉輪葉片在其固接處的寬度相同；所述降速板與所述葉輪葉片的夾角為δ，δ的角度選取為30°。
在每個所述葉輪葉片側(cè)部設(shè)置有除燥部件，所述除燥部件包括根部除燥部件和頭部除燥部件，所述根部除燥部件設(shè)置在葉輪葉片靠近葉輪軸的一端，為多根單向的橡膠材質(zhì)的條狀物，所述頭部除燥部件設(shè)置在葉輪葉片遠(yuǎn)離葉輪軸的一端，為多根多向的橡膠材質(zhì)的條狀物。
所述除燥部件與葉輪葉片側(cè)部的夾角為98°。
所述頭部除燥部件的橡膠材質(zhì)的條狀物為雙向設(shè)置，兩個方向的夾角為112°。
所述頭部除燥部件的密集程度為所述根部降噪部件的3.1倍。
所述降速板設(shè)置的位置至所述葉輪葉片與葉輪軸固接部的距離：所述降速板設(shè)置的位置至所述葉輪葉片頂端最寬部的距離=1：2.6。
每個所述除燥部件的直徑為2.8mm，長度為8.5mm。
所述降速板整體為梯形板材結(jié)構(gòu)。
對比例1
本對比例沒有設(shè)置除燥部件，其他設(shè)置方式與實(shí)施例2相同。通過36天的測試發(fā)現(xiàn)：齒輪、軸承等綜合磨損率比實(shí)施例2高23%，并且軸與軸之間存在松動現(xiàn)象，而實(shí)施例2不存在。
對比例2
本對比例沒有設(shè)置降速板，其他設(shè)置方式與實(shí)施例2相同。通過同樣的36天的測試發(fā)現(xiàn)：易損部件的損壞率比實(shí)施例2高2.5%，并且發(fā)電過程中轉(zhuǎn)速非常不穩(wěn)定，發(fā)電效率比實(shí)施例2低3.8%。
對比例3
本對比例將葉片設(shè)置為常規(guī)的矩形，然后彎曲為弧形，其他設(shè)置方式與實(shí)施例2相同。通過36天的測試后發(fā)現(xiàn)：易損部件的損壞率比實(shí)施例2高3.8%，但是除燥部件使用量比實(shí)施例2還高，但是發(fā)電效率比實(shí)施例2高0.5%。
以上對比試驗(yàn)都與實(shí)施例2在同一個水域，同樣的水流狀況下測試。
實(shí)施例3
一種水利發(fā)電用葉輪，包括葉輪軸和葉輪葉片；
所述葉輪軸一端設(shè)置與頂部軸承連接，另一端與端部軸承連接，并在端部與傳動軸同軸連接。
所述葉輪葉片為3個，均以整個葉輪軸長度為接觸部，弧形向外延伸，并且每個所述葉輪葉片的寬度從葉輪軸的頂部開始逐步增加，至與葉輪軸端部位置寬度最寬。
在每個所述葉輪葉片弧形內(nèi)部均逆向設(shè)置有降速板，所述降速板包括降速板根部和降速板頭部，所述降速板根部與所述葉輪葉片固接，所述降速板根部寬度大于所述降速板頭部寬度且小于固接處葉輪葉片的寬度，降速板根部材質(zhì)為高強(qiáng)度橡膠，降速板頭部為高強(qiáng)度不銹鋼，所述降速板寬度與所述葉輪葉片在其固接處的寬度相同；所述降速板與所述葉輪葉片的夾角為δ，δ的角度選取為28°。
在每個所述葉輪葉片側(cè)部設(shè)置有除燥部件，所述除燥部件包括根部除燥部件和頭部除燥部件，所述根部除燥部件設(shè)置在葉輪葉片靠近葉輪軸的一端，為多根單向的橡膠材質(zhì)的條狀物，所述頭部除燥部件設(shè)置在葉輪葉片遠(yuǎn)離葉輪軸的一端，為多根多向的橡膠材質(zhì)的條狀物。
所述除燥部件與葉輪葉片側(cè)部的夾角為98°。
所述頭部除燥部件的橡膠材質(zhì)的條狀物為雙向設(shè)置，兩個方向的夾角為102°。
所述頭部除燥部件的密集程度為所述根部降噪部件的3倍。
所述降速板設(shè)置的位置至所述葉輪葉片與葉輪軸固接部的距離：所述降速板設(shè)置的位置至所述葉輪葉片頂端最寬部的距離=1：2.8。
每個所述除燥部件的直徑為2.2mm，長度為8~10mm。
所述降速板整體為梯形板材結(jié)構(gòu)。
所述高強(qiáng)度橡膠材質(zhì)按質(zhì)量份數(shù)比計(jì)為：天然橡膠：53份，丁基橡膠：3.5份，環(huán)氧樹脂：2.2份，炭黑：11.3份，增塑劑：2.6份，聚乙二醇：1.1份，硫酸鈣：2份。