本發(fā)明涉及同步發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種箱式循環(huán)水、電水能轉(zhuǎn)換多噴頭沖擊式水輪機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著人類人口增加，社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航天、航海、國防建設(shè)、交通運(yùn)輸以及人們?nèi)粘Ｉ疃寂c電的應(yīng)用密切相關(guān)。人類對(duì)生活質(zhì)量要求越來越高，對(duì)電的需求量也越來越大。

一種典型的發(fā)電方式為水力發(fā)電(水輪機(jī)本體)，然而，目前的水電站受地理、地質(zhì)、選址要求高，開發(fā)受到限制和制約，且建造水電站工期長，一般幾年到十幾年，例如三峽水電站，工期為17年，單位千瓦約7000-10000元，且投資大，前期收回成本慢，且遠(yuǎn)距離輸電，工程費(fèi)用高。目前，我國對(duì)特高電投入每年需3到5千億，且建成后長距離的高壓線路維護(hù)實(shí)屬不易，火災(zāi)、冰災(zāi)、水災(zāi)都威脅供電線路安全。再者，水力發(fā)電受自然因素制約較大，枯水期有的水電站，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，且地震、洪災(zāi)隨時(shí)威脅水電站安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

因此，如何提供一種制造工藝簡單、便于安裝與維修的水輪機(jī)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種箱式循環(huán)水、電水能轉(zhuǎn)換多噴頭沖擊式水輪機(jī)，制造工藝簡單、便于安裝與維修。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種箱式循環(huán)水、電水能轉(zhuǎn)換多噴頭沖擊式水輪機(jī)，包括水箱、水泵、水管、高壓噴頭以及水輪機(jī)本體，所述水泵通過所述水管連接所述高壓噴頭，所述水輪機(jī)本體包括殼體和設(shè)于所述殼體中的水輪機(jī)軸、套設(shè)于所述水輪機(jī)軸的圓筒、水輪機(jī)軸承座以及多個(gè)繞所述水輪機(jī)軸的周向依次設(shè)于所述圓筒上的葉片，所述殼體的底部設(shè)有排水口，所述水輪機(jī)本體設(shè)于所述水箱中，所述排水口能夠高于所述水箱內(nèi)水的水平面，所述水輪機(jī)軸通過聯(lián)軸器連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述高壓噴頭設(shè)于所述葉片的上方且正對(duì)所述葉片設(shè)置，所述水泵設(shè)于所述水箱的外側(cè)，且所述水泵的入口通過貫穿所述水箱的側(cè)壁而連通于所述水箱。

優(yōu)選地，所述高壓噴頭為錐形體，且所述高壓噴頭的徑向尺寸沿水的噴出方向漸縮。

優(yōu)選地，每個(gè)所述高壓噴頭一一對(duì)應(yīng)連接一個(gè)所述水泵。

優(yōu)選地，所述高壓噴頭、所述水泵、所述水管的數(shù)量相同，且所述水泵的數(shù)量可以為6個(gè)、12個(gè)、24個(gè)、36個(gè)、48個(gè)、54個(gè)或57個(gè)。

優(yōu)選地，所述水泵為1.5kw/380伏三相交流電揚(yáng)程150米多級(jí)串離心式水泵。

優(yōu)選地，所述葉片為h形斗葉。

優(yōu)選地，所述發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與所述水輪機(jī)軸之間設(shè)有飛輪。

優(yōu)選地，所述殼體的上側(cè)設(shè)有固定板，所述固定板上設(shè)有通孔，每個(gè)所述高壓噴頭對(duì)應(yīng)設(shè)于一個(gè)所述固定孔中。

本發(fā)明提供的箱式循環(huán)水、電水能轉(zhuǎn)換多噴頭沖擊式水輪機(jī)包括水箱、水泵、水管、高壓噴頭、水輪機(jī)本體，水泵通過水管連接高壓噴頭，水輪機(jī)本體包括殼體和設(shè)于殼體中的水輪機(jī)軸、套設(shè)于水輪機(jī)軸的圓筒、水輪機(jī)軸承座以及多個(gè)繞水輪機(jī)軸的周向依次設(shè)于圓筒上的葉片，殼體的底部設(shè)有排水口，水輪機(jī)本體設(shè)于水箱中，水輪機(jī)本體的排水口能夠高于水箱內(nèi)水的水平面。水輪機(jī)軸通過聯(lián)軸器連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，高壓噴頭設(shè)于葉片的上方且正對(duì)葉片設(shè)置，水泵設(shè)于水箱的外側(cè)，且水泵的入口通過貫穿水箱的側(cè)壁而連通于水箱。

水輪機(jī)本體設(shè)置在水箱的上方，水泵加電從水箱中抽水，抽至水輪機(jī)本體上方?jīng)_擊水輪的葉片，推動(dòng)水輪旋轉(zhuǎn)做功后，水從排水口流回水箱中，再次由水泵抽出進(jìn)行發(fā)電，從而使水在水箱內(nèi)循環(huán)利用，綠色潔凈、節(jié)能環(huán)保，且不受自然天氣變化影響發(fā)電量，發(fā)電量穩(wěn)定。殼體的設(shè)置可以防止高壓噴頭噴出的水在沖擊葉片時(shí)飛濺。

此種箱式循環(huán)水、電水能轉(zhuǎn)換多噴頭沖擊式水輪機(jī)通過循環(huán)水、水電能之間的轉(zhuǎn)換進(jìn)行發(fā)電，具有制造工藝簡單、結(jié)構(gòu)合理、造價(jià)低的優(yōu)勢(shì)，便于安裝和維修，水泵自用電量占水輪機(jī)發(fā)出電量的比重小，水箱可以設(shè)置在陸地上，該水輪機(jī)可以在陸地上單獨(dú)使用，也可以將池塘、水庫、江河、湖泊、海水等引入水箱中，供本水輪發(fā)電機(jī)組動(dòng)力水源，作功后將本機(jī)水輪排除的水，引入下級(jí)發(fā)電機(jī)組水箱內(nèi)，梯階式開發(fā)利用，效率十分好，使用較為靈活廣泛。同時(shí)，此種水輪機(jī)作為原動(dòng)機(jī)與三相交流同步發(fā)電機(jī)配套后可作為固定或移動(dòng)的小型發(fā)電站，可以作為農(nóng)村、城鎮(zhèn)或工地的照明及動(dòng)力的電源。具體地，此種水輪機(jī)本體與三相交流發(fā)電機(jī)配套2-3臺(tái)機(jī)組組成小電網(wǎng)，多個(gè)小電網(wǎng)并網(wǎng)組成區(qū)域網(wǎng)近距離供電，便于普及推廣，前景好。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供箱式循環(huán)水、電水能轉(zhuǎn)換多噴頭沖擊式水輪機(jī)的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中，1為水箱，2為水泵，3為水管，4為高壓噴頭，5為水輪機(jī)本體，6-飛輪，7-水輪機(jī)軸，8-水輪機(jī)軸承座。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的核心是提供一種箱式循環(huán)水、電水能轉(zhuǎn)換多噴頭沖擊式水輪機(jī)，制造工藝簡單、便于安裝與維修。

請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供箱式循環(huán)水、電水能轉(zhuǎn)換多噴頭沖擊式水輪機(jī)的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明所提供箱式循環(huán)水、電水能轉(zhuǎn)換多噴頭沖擊式水輪機(jī)的一種具體實(shí)施例中，包括水箱1、水泵2、水管3、高壓噴頭4和水輪機(jī)本體5，水泵2通過水管3連接高壓噴頭4，水輪機(jī)本體5包括殼體和設(shè)置在殼體中的水輪機(jī)軸7、套設(shè)于水輪機(jī)軸7的圓筒、水輪機(jī)軸承座8以及多個(gè)繞水輪機(jī)軸7的周向依次設(shè)于圓筒上的葉片，殼體的底部設(shè)有排水口，水輪機(jī)本體設(shè)于水箱1中，排水口能夠高于水箱1內(nèi)水的水平面，在水箱1中裝水時(shí)，具體可以使排水口高于水箱1內(nèi)水的水平面10cm，水輪機(jī)軸7通過聯(lián)軸器連接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，高壓噴頭4設(shè)置在葉片的上方且正對(duì)葉片設(shè)置，即高壓噴頭4噴出的水可以直接沖擊葉片。水泵設(shè)置在水箱1的外側(cè)，水泵的入口通過貫穿水箱1的側(cè)壁而連通于水箱1。

水輪機(jī)本體設(shè)置在水箱1的上方，水泵加電從水箱1中抽水，抽至水輪機(jī)本體上方?jīng)_擊水輪機(jī)本體的葉片，推動(dòng)水輪旋轉(zhuǎn)做功后，水從水輪機(jī)本體5底部排水口流回水箱1中，再次由水泵抽出進(jìn)行發(fā)電，從而使水在水箱1內(nèi)循環(huán)利用，綠色潔凈、節(jié)能環(huán)保，且不受自然天氣變化影響，發(fā)電量穩(wěn)定，殼體的設(shè)置可以防止高壓噴頭噴出的水在沖擊葉片時(shí)飛濺。

其中，水輪機(jī)在設(shè)計(jì)上充分利用了杠桿原理，可以根據(jù)高壓噴頭4與葉片的相對(duì)位置關(guān)系的設(shè)置，使高壓噴頭4設(shè)置在沖擊葉片的理想位置上，使高壓噴頭4噴射出的水沖擊在葉片上受力最大、作功最好的理想位置。同時(shí)，水輪旋轉(zhuǎn)后的慣性作用力也是水輪作功的組成部分。

以一種具體的應(yīng)用為例，一臺(tái)200kw發(fā)電機(jī)，正常工作需要54臺(tái)1.5kw/380v三相交流電多級(jí)串聯(lián)離心式水泵2工作的支持保證發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在設(shè)計(jì)上，本水輪機(jī)已增加了保險(xiǎn)系數(shù)。如：一臺(tái)額定功率為200kw的發(fā)電機(jī)，其功率因數(shù)為0.8。它的有效輸出功率＝200×0.8＝160kw。本水輪機(jī)設(shè)計(jì)上取其功率因數(shù)為0.6設(shè)計(jì)中其有效輸出功率＝200×0.6＝120kw，其保險(xiǎn)數(shù)為160-120＝40kw。在水泵2使用消耗電能上，設(shè)計(jì)上采取了不減額定功率，而是減啟動(dòng)瞬時(shí)最大功率。即：水泵2正常工作狀態(tài)時(shí)額定功率為1.5×54＝81kw。開機(jī)時(shí)，水泵2啟動(dòng)功率為81×1.15＝93.15kw。本例中水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組可獲純電量為120-93.15＝26.85kw。所以說水泵2消耗電能小于發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電能。

可見，此種水輪機(jī)通過循環(huán)水、水電能之間的轉(zhuǎn)換進(jìn)行發(fā)電，具有制造工藝簡單、結(jié)構(gòu)合理、造價(jià)低的優(yōu)勢(shì)，便于安裝和維修，水泵2自用電量占水輪機(jī)發(fā)出電量的比重小，水箱可以設(shè)置在陸地上，該水輪機(jī)可以在陸地上單獨(dú)使用，也可以將池塘、水庫、江河、湖泊、海水等引入水箱1中，供本水輪發(fā)電機(jī)組動(dòng)力水源，作功后將本機(jī)水輪排除的水，引入下級(jí)發(fā)電機(jī)組水箱內(nèi)，梯階式開發(fā)利用，效率十分好，使用較為靈活廣泛。同時(shí)，此種水輪機(jī)作為原動(dòng)機(jī)與三相交流同步發(fā)電機(jī)配套后可作為固定或移動(dòng)的小型發(fā)電站，可以作為農(nóng)村、城鎮(zhèn)或工地的照明及動(dòng)力的電源。具體地，此種水輪機(jī)本體5可以與三相交流發(fā)電機(jī)配套2-3臺(tái)機(jī)組組成小電網(wǎng)，多個(gè)小電網(wǎng)并網(wǎng)組成區(qū)域網(wǎng)近距離供電，便于普及推廣，前景好。

上述實(shí)施例中，高壓噴頭4可以設(shè)置為錐形體，且高壓噴頭4的徑向尺寸沿水的噴出方向漸縮，即高壓噴頭4的進(jìn)水口為大徑端，而出水口為小徑端。此種高壓噴頭4可以在水噴出時(shí)提供較大的壓力和流速，便于充分利用水能。

一種具體的實(shí)施例中，高壓噴頭4呈圓臺(tái)體，進(jìn)水口的直徑為2cm，出水口直徑為0.7cm，高壓噴頭4的長度(即高壓噴頭4的進(jìn)水口與出水口之間的垂直距離)為20cm。

上述各個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)高壓噴頭4可以一一對(duì)應(yīng)連接一個(gè)水泵2，即每個(gè)高壓噴頭4均對(duì)應(yīng)設(shè)有一個(gè)水泵2進(jìn)行抽水，有利于保證各個(gè)高壓噴頭4的工作效率。

上述各個(gè)實(shí)施例中，高壓噴頭4、水泵2、水管3的數(shù)量相同，且水泵2的數(shù)量可以為6個(gè)，可以保證發(fā)電動(dòng)力，也可以為12個(gè)、24個(gè)、36個(gè)、48個(gè)、54個(gè)或57個(gè)，具體可以根據(jù)需要靈活選擇。

具體地，水泵2可以為1.5kw/380伏三相交流電揚(yáng)程150米多級(jí)串離心式水泵。每公斤壓力提供十米高的揚(yáng)程一臺(tái)150米揚(yáng)程三相交流電多擊串聯(lián)離心式水泵壓力為150/10＝15公斤，以保證水泵2的抽水效率。

上述各個(gè)實(shí)施例中，葉片可以為h形斗葉，從而可以增加水輪機(jī)本體5的剛性和運(yùn)行平穩(wěn)性。

上述各個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與水輪機(jī)軸7之間可以設(shè)有飛輪6，飛輪6可以在增大水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)的慣性，有利于提高工作效率。

殼體的底部設(shè)有連通水箱1的開口，水沖擊葉片后，由殼體的底部開口回流至水箱1中。殼體的設(shè)置可以防止高壓噴頭4中的水沖擊葉片時(shí)飛濺。

上述各個(gè)實(shí)施例中，殼體的上側(cè)可以設(shè)有固定板，固定板上設(shè)有通孔，每個(gè)高壓噴頭4對(duì)應(yīng)設(shè)于一個(gè)固定孔中，從而可以便于高壓噴頭4的位置調(diào)節(jié)以及保證高壓噴頭4的穩(wěn)定性。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的箱式循環(huán)水、電水能轉(zhuǎn)換多噴頭沖擊式水輪機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。