專利名稱：集流浮動(dòng)式水輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于水力發(fā)電的集流浮動(dòng)式水輪機(jī)，這種水輪機(jī)可安裝在普通的河流的水面上進(jìn)行工作。
目前世界上水力發(fā)電站中的主要驅(qū)動(dòng)設(shè)備是水輪機(jī)，其作用原理是把欄截在水庫(kù)或河派里的水變?yōu)轵?qū)動(dòng)機(jī)械的能量，利用這種能量來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電設(shè)備。
水力發(fā)電是世界上重要的電能來(lái)源，據(jù)估計(jì)在經(jīng)濟(jì)上值得開(kāi)發(fā)的水力資源有38×105MW，目前業(yè)已開(kāi)發(fā)的水力大約只有37×104MW，37×10MW即約占百分之十，還有百分之九十的水能尚未被利。非洲和亞洲的水能儲(chǔ)備基本上尚沒(méi)有開(kāi)發(fā)利用。產(chǎn)生這一情況的原因主要是建造水庫(kù)需要大量人力和物力，投資昂貴。因?yàn)?，無(wú)論是古典式的輪漿式水輪機(jī)，抑或近代通用的各種沖擊式水輪機(jī)和反擊式水輪機(jī)，其工作原理均是依靠水的位能轉(zhuǎn)變成流動(dòng)能沖擊葉輪，帶動(dòng)水輪機(jī)做功。沒(méi)有水頭，水輪機(jī)就不能工作。即使是灌注式水輪機(jī)，一般也要求有一米以上的水頭才能工作。十分明顯，水能應(yīng)用來(lái)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽仨氝x擇水位落差較大的地點(diǎn)，或者攔河建造水庫(kù)。這不但耗資巨大，占田占地，給國(guó)民生計(jì)帶來(lái)困難，而且有可能破壞生態(tài)平衡，誘發(fā)地震，時(shí)間一久，總有一天水庫(kù)會(huì)崩壞，將會(huì)帶來(lái)難于預(yù)測(cè)的后果。
本實(shí)用新型的任務(wù)是尋求一種新型結(jié)構(gòu)的水輪機(jī)，它不需興建水庫(kù)或不必尋求水位落差較大之處，它能在一般河流中工作，以達(dá)到消除建造水庫(kù)所帶來(lái)的種種弊病。本實(shí)用新型將大大地?cái)U(kuò)大了水能的利用范圍。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是用兩浮體將水輪機(jī)懸浮在河面中，使葉輪軸線下部的翼片浸入水中。浮體與導(dǎo)流板均呈雙曲線形，兩浮體與導(dǎo)流板相聯(lián)，形成一水道，使水流加速，沖擊葉輪而做功，葉輪軸線上部的翼片在水面，不受水流作用。
本實(shí)用新型的技術(shù)要點(diǎn)是一、兩浮體與導(dǎo)流板組成的水道起水流加速?zèng)_擊作用，因此兩浮體與導(dǎo)流板均呈雙曲線形；二、浮體的浮力恰好能使葉輪軸線下部的翼片浸入水中，也就是使水面接近葉輪軸中心線位置。三、由于水位的漲落，水輪機(jī)也能隨水面作上、下移動(dòng)。后兩者決定于浮體的材料以及浮體與水輪機(jī)聯(lián)結(jié)的位置。為了使水輪機(jī)在固定地點(diǎn)工作，用固定支架與水輪機(jī)相聯(lián)，且在固定支架上開(kāi)導(dǎo)槽，使水輪機(jī)殼體上的軸銷能在其中松動(dòng)地上下滑動(dòng)，保證水輪機(jī)因水位的漲落而保持與水面的相互位置不變。當(dāng)河寬流急或河水甚深且使用較大功率的水輪機(jī)時(shí)，可將發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)相聯(lián)，均安裝在浮體上，而用錨將整個(gè)裝置穩(wěn)定在河流中，無(wú)論水面的大漲大落，浮體與水面都能保持一定的相對(duì)位置。
本實(shí)用新型附圖


圖1 為本實(shí)用新型的工作示意圖。
圖1 為本實(shí)用新型的工作示意圖。集流浮動(dòng)式水輪機(jī)由葉輪(1)翼片(2)、浮體(3)、支架(4)和導(dǎo)流板(6)組成。葉輪的兩端軸用滾動(dòng)軸承固定在殼體(H)上，殼體兩側(cè)面上有軸肖(5)可在兩支架(4)的導(dǎo)槽(S)中滑動(dòng)。另一設(shè)計(jì)方案可將葉輪軸的兩端由支架的導(dǎo)槽中伸出。支架必須固定在河床上或岸邊的其他支架上。浮體與殼體(H)固定連接。浮體可用木材制成，或用塑料制成的氣室，也可用玻璃鋼制成的氣室。此浮體的截面形狀最佳方案為雙曲線，為制造方便，也可為類似雙曲線。導(dǎo)流板(6)沿水流方向截面為雙曲線，也可為類似雙曲線。導(dǎo)流板兩側(cè)與浮體的雙曲面相聯(lián)。導(dǎo)流板可用木材、金屬或塑料制成，也可用玻璃鋼。這樣，兩浮體與導(dǎo)流板三者形成一水道。整條水道四面為三面均為雙曲面，另一面則為水面。水輪機(jī)葉輪軸所處位置即為兩浮體雙曲面的喉部(軸線)。葉輪軸前的入水道與葉輪軸后的出水道是對(duì)稱的，在實(shí)用中出水道短于入水道是完全允許的。當(dāng)水流流經(jīng)此水道時(shí)被加速而沖擊葉片。水輪機(jī)葉輪軸穿過(guò)浮體與傳動(dòng)裝置相聯(lián)(圖中沒(méi)有標(biāo)出)。當(dāng)浮體厚度甚大而導(dǎo)致葉輪軸伸出端過(guò)長(zhǎng)時(shí)，此時(shí)可在葉輪軸伸出殼體處安裝一對(duì)傘齒輪或斜齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)，而不必使葉輪軸穿過(guò)浮體。
本實(shí)用新型集流浮體式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用和維修十分方便，它突破了現(xiàn)有水力發(fā)電所采用的形式，而可以在一般河流中安裝使用。我國(guó)河流密布，使用本實(shí)用新型集流浮動(dòng)式水輪機(jī)具存甚大的經(jīng)濟(jì)意義。
權(quán)利要求1.一種集流浮動(dòng)式水輪機(jī)是由葉輪(1)、翼片(2)、殼體(H)、支架(4)、浮體(3)和導(dǎo)流板(6)組成，其特征在于兩浮體為雙曲線形，與浮體相聯(lián)的導(dǎo)流板沿水流方向截面為雙曲線，此兩浮體與導(dǎo)流板組成使水流加速的水道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的集流浮動(dòng)式水輪機(jī)，其特征在于所述的浮體(3)與水輪機(jī)殼體相連，依藉其浮力使葉輪軸中心線處于水面附近的位置，也即使水輪機(jī)葉輪軸線下部的翼片浸入水中受水流沖擊，而葉輪軸線上部翼片處于空氣中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的集流浮動(dòng)式水輪機(jī)，其特征在于所述的支架(4)有導(dǎo)槽(5)，水輪機(jī)殼體的軸肖(5)或水輪機(jī)軸可在其中自由滑動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的集流浮動(dòng)式水輪機(jī)，其特征在于所述的浮體是用木材制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的集流浮動(dòng)式水輪機(jī)，其特征在于所述的浮體是用塑料制成的氣室。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的集流浮動(dòng)式水輪機(jī)，其特征在于所述的浮體的截面為類似雙曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的集流浮動(dòng)式水輪機(jī)，其特征在于所述的導(dǎo)流板沿水流方向的截面形狀為類似雙曲線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7的集流浮動(dòng)式水輪機(jī)，其特征在于所述的導(dǎo)流板是用木材制成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7的集流浮動(dòng)式水輪機(jī)，其特征在于所述的導(dǎo)流板是用塑料或金屬制成。
專利摘要一種集流浮動(dòng)式水輪機(jī)依藉與其相聯(lián)的浮體的浮力，使葉輪軸線上部的翼片位于空氣中，浮體及與其相聯(lián)的導(dǎo)流板均呈雙曲線形，使水流加速，沖擊浸入水中的葉輪軸線以下的翼片做功。此種水輪機(jī)可安裝在普通的河流中工作。
文檔編號(hào)F03B1/00GK2064423SQ9020466
公開(kāi)日1990年10月24日 申請(qǐng)日期1990年4月10日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月10日
發(fā)明者余新河 申請(qǐng)人:余新河