專利名稱：環(huán)形管式水輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種外型呈環(huán)管形樣式的水輪機(jī)。
國內(nèi)外的水輪機(jī)種類很多，大概有反擊式、混流式、軸流式、貫流式、斜流式、抽水蓄能水泵式、切擊式等。它們對水的利用率都不高，有的水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種對水的利用率比上述水輪機(jī)對水的利用率更高的水輪機(jī)。
為了達(dá)到此目的，本發(fā)明采用了一系列措施半球形葉片在環(huán)形封閉管道內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使半球形葉片受到水的沖力處處與轉(zhuǎn)柄垂直，而其它形式的水輪機(jī)的葉片受到水的沖力只有某些位置是垂直的。
本水輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，對水的利用率高，適用范圍廣泛，可以代替蒸汽輪機(jī)；可以利用地下陰河的水發(fā)電，只要把水輪機(jī)的進(jìn)水口接在陰河的高處，水輪機(jī)的出口管子插入陰河的低處；可以利用噴泉，只要把水輪機(jī)的進(jìn)口接在噴口即可；水輪機(jī)的進(jìn)口管子是豎直的，如果水輪機(jī)的進(jìn)口管與水輪機(jī)的環(huán)形管在同一個(gè)水平面上，再把水輪機(jī)淹沒在水流比較急的地方，升降桿通過底座的升降孔固定，同時(shí)水輪機(jī)的進(jìn)口和出口成漏斗形，可以發(fā)電，(不用修堤壩)此時(shí)環(huán)形管的半徑變大(指半球形葉片旋轉(zhuǎn)軸的半徑)同時(shí)環(huán)管口變粗，要求發(fā)電機(jī)重新改裝，要增加感應(yīng)線圈的組數(shù)，在江邊的大型工廠可以建一個(gè)這樣的發(fā)電廠可以把葛洲壩電站現(xiàn)在沒有用完的水用管子把水送到岸邊，再接在水輪機(jī)的進(jìn)口，這樣可以把長江的水全部用于發(fā)電。
下面結(jié)合附圖
，對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的說明工作原理、外型、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、具體零部件等說明。此水輪機(jī)主要有密封環(huán)形管道、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)柄、半球形葉片、轉(zhuǎn)環(huán)、出口等組成。
工作原理、制造、使用要求如說明書附圖2頁圖2所示，是水輪機(jī)環(huán)形管道的水平面的橫截面圖，①水從進(jìn)口(1)進(jìn)入，對葉片的推力始終垂直轉(zhuǎn)柄(8)，其它水輪機(jī)水的推力只有某幾個(gè)位置與轉(zhuǎn)柄垂直；②水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)后從出口管出來的水(汽)流速越慢，對水(汽)的能量的利用率越高。③根據(jù)落差的高低選擇轉(zhuǎn)柄半徑的大小，若落差很高，而環(huán)形管道轉(zhuǎn)柄的旋轉(zhuǎn)半徑太小，就造成動(dòng)力臂(轉(zhuǎn)柄)太短，使管內(nèi)的壓強(qiáng)太大，材料承受不了。如果轉(zhuǎn)柄的半徑太大，轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)柄、轉(zhuǎn)輪、葉片的質(zhì)量太大，維持它們旋轉(zhuǎn)時(shí)所耗的能量太多。④根據(jù)流體力學(xué)在封閉管道中，進(jìn)口大，出口大，其中間細(xì)管道水的流速快。
外型說明如說明書附圖第1頁，水從進(jìn)口(1)進(jìn)入環(huán)形管道(12)內(nèi)，推動(dòng)環(huán)形管道內(nèi)的半球形葉片(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，在其管道內(nèi)至少有兩個(gè)葉片，半球形葉片連接著轉(zhuǎn)環(huán)(5)、轉(zhuǎn)柄(8)、轉(zhuǎn)軸(3)，連接兩半球形葉片的兩個(gè)轉(zhuǎn)柄之間為180°，轉(zhuǎn)軸(3)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，水從出口(11)流出。轉(zhuǎn)環(huán)(5)在環(huán)形管(12)內(nèi)的環(huán)形縫隙(7)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，主要擋住環(huán)形管(12)內(nèi)的水流出。在轉(zhuǎn)柄(8)、轉(zhuǎn)環(huán)(5)的上、下兩面是兩個(gè)圓形的密封蓋(4)與環(huán)形縫隙(7)的上下兩個(gè)邊緣焊接，轉(zhuǎn)環(huán)(5)與密封蓋(4)的縫隙越小越好，接觸面非常光滑。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)說明2頁圖2所示，水從入口(1)進(jìn)入環(huán)形管(7)，推動(dòng)半球形葉片(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，半球形葉片(2)連接著轉(zhuǎn)環(huán)(4)、轉(zhuǎn)柄(8)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸(6)轉(zhuǎn)動(dòng)；半球形葉片(2)在旋轉(zhuǎn)過程中正好與環(huán)形管道的內(nèi)壁相切，水從環(huán)形管(7)的底面出口(5)流出，有一個(gè)橫板(15)與轉(zhuǎn)柄平行，一端焊接在半球形葉片的底部，另一端焊接在轉(zhuǎn)環(huán)(4)的邊緣，利于打開閥門板(9)，閥門板(9)的作用是擋住從進(jìn)口(1)直接通過出口(5)的水(汽)，閥門板(9)由彈性好的鋼絲和能承受強(qiáng)大壓力的尼龍布做成(防止半球形葉片與其正碰)，閥門板的轉(zhuǎn)軸(11)固定在進(jìn)口(1)的一邊。閥門板(9)前面的橫截面三角形(10)是一些疏散的尼龍布，主要擋住葉片通過時(shí)漏水(汽)，其前面的空間(14)越大越好，環(huán)形管的外殼(13)，由兩塊組成，用螺絲通過螺孔(12)密封。圖3是上圖所介紹的半球形葉片的立體圖，圖中方號一致。
葉片做成半球形，根據(jù)線體力學(xué)，球形在水(汽)中運(yùn)動(dòng)受到的阻力小，同時(shí)易于打開閥門板；環(huán)形管選用圓口，由體積公式計(jì)算，同量的材料制容器，圓口管容積大。
在環(huán)形管水輪機(jī)轉(zhuǎn)軸和底座之間有一個(gè)固定底軸承，首先介紹固定底軸承的基本結(jié)構(gòu)上下環(huán)軸承，如說明書附圖3頁的圖4是上下環(huán)軸承的基本結(jié)構(gòu)圖，是立體圖，上環(huán)(1)、上環(huán)槽(2)、滾珠(3)、滾珠夾(4)、下環(huán)槽(5)、下環(huán)(6)、滾珠(3)與上、下環(huán)槽底相切，滾珠(3)雖被滾珠夾固定，能隨著上下環(huán)的運(yùn)動(dòng)而滾動(dòng)。
圖5是固定底軸承的豎直剖面圖(在環(huán)形管水輪機(jī)轉(zhuǎn)軸和底座之間)，轉(zhuǎn)軸(1)(內(nèi)環(huán))、外環(huán)(2)、滾珠(3)把所有滾珠固定在一起的滾珠夾，構(gòu)成一般性軸承，滾珠(3)只能與內(nèi)外環(huán)相切。轉(zhuǎn)軸(1)的下底面、滾珠(4)下環(huán)槽(5)構(gòu)成上下環(huán)軸承，滾珠夾把所有滾珠鏈在一起，滾珠(4)只能與轉(zhuǎn)軸(1)的下底面，下環(huán)槽的底面相切，滾珠雖受滾珠夾的限制，但都能隨環(huán)的運(yùn)動(dòng)而滾動(dòng)，一般性軸承的外環(huán)(2)與上下環(huán)軸承的下環(huán)(5)鑄造在一起。螺絲孔(6)起固定作用。如果在轉(zhuǎn)軸的上面有一個(gè)相同結(jié)構(gòu)的固定底軸承，那么此軸承可以適用于各種位置的(豎直的、傾斜的)旋轉(zhuǎn)。
圖6空心旋轉(zhuǎn)軸承，上環(huán)(3)與轉(zhuǎn)軸(5)鑄造在一起，上環(huán)(3)、滾珠(1)把所有的滾珠鏈在一起的滾珠夾、下環(huán)(4)一起構(gòu)成上下環(huán)軸承、滾珠(1)與上環(huán)底(3)，下環(huán)底(4)相切，下環(huán)的邊緣有螺孔(2)，下環(huán)(4)與一般性軸承的外環(huán)(7)鑄造在一起，與轉(zhuǎn)軸(5)分離，轉(zhuǎn)軸(5)(內(nèi)環(huán))、滾珠(6)、用滾珠夾把滾珠鏈在一起，外環(huán)(7)一起構(gòu)成一般性軸承，滾珠(6)與轉(zhuǎn)軸(5)、外環(huán)(7)相切，每個(gè)滾珠都用滾珠夾固定，都能隨轉(zhuǎn)環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)而滾動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種外形呈環(huán)形管式的水輪機(jī)，它包括進(jìn)口、葉片、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)柄、出口，其特征葉片在閉環(huán)形管道旋轉(zhuǎn)過程中，水(汽)對葉片的推力處處與轉(zhuǎn)柄垂直。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形管式的水輪機(jī)，其特征環(huán)形管是由兩塊環(huán)形槽相合構(gòu)成，其外緣用螺絲密封，其內(nèi)側(cè)有一個(gè)環(huán)形縫。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形管式的水輪機(jī)，其特征葉片、轉(zhuǎn)環(huán)、轉(zhuǎn)柄焊接在一起，轉(zhuǎn)柄與轉(zhuǎn)軸連接，這樣的半球形葉片有兩個(gè)，在半球形葉片的底部有一塊板和轉(zhuǎn)環(huán)一樣厚，并且與轉(zhuǎn)柄平行焊接在轉(zhuǎn)環(huán)邊緣，水(汽)推著葉片在環(huán)形管內(nèi)旋轉(zhuǎn)過程中與環(huán)形管內(nèi)壁相切，轉(zhuǎn)環(huán)隨轉(zhuǎn)柄在環(huán)形縫中旋轉(zhuǎn)要擋住從此縫中漏出的水(汽)。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形管式的水輪機(jī)，其特征閥門在入口和出口之間，閥門板正好關(guān)在閥門口上，閥門板的轉(zhuǎn)軸固定在入口的一側(cè)，能擋住從入口直接通過出口的水(汽)；閥門板是彈性材料和軟質(zhì)材料(尼龍布)做成(防止葉片在旋轉(zhuǎn)過程中與閥門板正碰)，能夠承受入口的水(汽)對閥門板的壓力；閥門板前面入口空間很大，閥門板前面的松軟材料能夠擋住葉片在推開閥板的過程中從進(jìn)口直接漏到出口的水(汽)。
5.一種上下環(huán)軸承，其特征滾珠在上下環(huán)的環(huán)形槽中，滾珠與上、下槽底相切，滾珠夾把滾珠鏈在一起。
6.一種固定底軸承，它包括一般性軸承內(nèi)環(huán)、滾珠、滾珠夾把所有滾珠鏈在一起成環(huán)形，滾珠能隨內(nèi)外環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)而滾動(dòng)，其特征一般性軸承的內(nèi)環(huán)作為上下環(huán)軸承的上環(huán)，滾珠夾把所有的滾珠鏈成環(huán)形，放入上下環(huán)之間的上下環(huán)槽之中，與環(huán)形槽底相切，下環(huán)一起構(gòu)成上下環(huán)軸承，上下環(huán)軸承的下環(huán)與一般性軸承的外環(huán)鑄造在一起，滾珠能隨上下環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)而滾動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了環(huán)形管式水輪機(jī)的構(gòu)造，其工作原理進(jìn)入封閉環(huán)形管道的水給半球形葉片一個(gè)推力，這個(gè)力始終垂直于轉(zhuǎn)柄，而其它水輪機(jī)不具有這個(gè)特征，因而此水輪機(jī)對水能的利用率很高。能直接安裝在江河的急流中，不用修堤壩，同樣發(fā)電。
文檔編號F03B1/00GK1154441SQ9610174
公開日1997年7月16日 申請日期1996年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月9日
發(fā)明者吳堯 申請人:吳堯