专利名称：节能式水力发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水力发电装置，特别是利用水头动能发电的水力发电装置制造领域。
背景技术：
现有的冲击式水轮机，如水斗式水轮机，是依靠高速水流即水头动能冲击叶片，推动水轮机转轮旋转作功，带动水轮发电机转动产生电能。该水轮机出口水流速度仍然很大，可达到4～12m/s，其动能还相当可观，将其作为尾水排放，其机械能的损耗较大，机械能与电能之间的转换率较低。
实用新型内容本实用新型的任务在于针对上述问题而提供一种节能式水力发电装置，旨在提高水头动能与电能之间的转换率。该任务由以下设计加以实现，一种节能式水力发电装置，包括冲击式水轮机和相应配套的水轮发电机，贯流式水轮机和相应配套的水轮发电机，其特征在于，所述贯流式水轮机位于冲击式水轮机出水口的下方位置，经下水管将其进水口与冲击式水轮机的出水口连通；该贯流式水轮机的转轮体的主轴伸出机壳之外，并通过一机械传动机构与发电机转子的主轴联接。从上述设计可见，在冲击式水轮机出水口的下方位置设置贯流式水轮机，以进一步利用冲击式水轮机出水口尾水的动能，贯流式水轮机主轴在机壳的外伸部位上经一机械传动机械带动与之配套的水轮发电机。设定传动比，则可以使该水轮机发电机达到额定转速，使之正常运转发电。因而，对现有单一冲击式水轮机发电而言，本新型进一步利用了其尾水能量，并将其转换为电能，提高了水头动能与电能之间的转换率。
附图是本新型一个实施例的剖视图。
具体实施方式
附图中，水斗式水轮机(图中未画出与其配套的水轮发电机，该发电机经联轴器与水轮机主轴直接联接)属于冲击式水能机(依靠高速水流即水头动能冲击叶片而推动水轮机转轮旋转作功)的一种，它由以下部分组成壳体5，安装在水轮机主轴4上的转盘3，转盘3上沿圆周方向均布设置有水斗式叶片2，喷嘴8多个，如4个，与转轮布置在同一平面上，射流方向为切线方向，壳体5上设有进口管1，其出水口经一下水管6。(可采用金属材料或钢筋混凝土制作)与设置在该出水口下方位置的贯流式水轮机(过流通道呈直线或S型布置的轴流式水轮机)的进水口连通，组合成一整体装置，整个机壳由以下部分组成壳体S、下水管6、壳体15；机壳上设置有进口管1和出口管16。该贯流式水轮机的旋转体7a上设置有叶片7，旋转体的主轴10伸出该机壳之外，其外伸部分设置有机械传动机构，如皮带传动机构(也可以采用齿轮传动等)，主动轮11固定在主轴10伸出机壳的部位上，从动轮12固定在发电机转子13的主轴上(14为发电机定子)。壳体15内设置有导向叶片9。上述两水轮机，冲击水轮机(含水斗式水轮机)与贯流式水轮机的高位差(即前一水轮机的出水口与后一水轮机的进水口的水平轴线之间的高度位置差)可采用1.5～3m；上述主动轮11与从动轮12的传动比在3∶1至10∶1之间，基本要求是，通过机械传动使发电机转子13达其额定转速，如100-300转/分之间。
使用时，在没有天然高速水流情况下，可通过一个水泵从水池中抽水，再将高速水流送入进水口1，高速水流通过喷嘴8冲击水斗式叶片2，使主轴4转动，并使安装在主轴上的水轮发电机(图中未示出)转动发电，其尾水经壳体5出水口、下水管6，流经壳体15，经导向叶片9导向，流经叶片7，使主轴10转动作功，最后经传动机构传动，使发电子转子达到额定转速并正常发电。上述主动轮11，它可以起到主轴10上飞轮的作用(也可以采取单独在主轴10上再安装一个飞轮的方式，以蓄积能量)。从出口管16流出的尾水可以返回水池系统中循环使用。也可以在水池系统中采用三台水轮机前后串接设置，对应三台发电机采取并联对外输出电能的方式。
权利要求1.一种节能式水力发电装置，包括冲击式水轮机和相应配套的水轮发电机，贯流式水轮机和相应配套的水轮发电机，其特征在于，所述贯流式水轮机位于冲击式水轮机出水口的下方位置，经下水管(6)将其进水口与冲击式水轮机的出水口连通；该贯流式水轮机的转轮体(7a)的主轴(10)伸出机壳之外，并通过一机械传动机构与发电机转子(13)的主轴联接。
2.根据权利要求1所述的节能式水力发电装置，其特征在于，所述冲击式水轮机为水斗式水轮机。
3.根据权利要求1或2所述的水力发电装置，其特征在于，所述机械传动机构为皮带传动机构，其主动轮(11)固定在贯流式水轮机主轴(10)伸出机壳的部位上，其从动轮(12)固定在发电机转子(13)的主轴上。
4.根据权利要求3所述的发电装置，其特征在于，所述前一水轮机出水口与后一水轮机进水口的高位差为1.5～3m；所述主动轮(11)与从动轮(12)的传动比在3∶1至10∶1之间。
专利摘要一种节能式水力发电装置，主要由冲击式水轮机和相应配套的水轮发电机以及贯流式水轮机和相应配套的水轮发电机组成；该贯流式水轮机位于冲击式水轮机出水口的下方位置，经下水管将其进水口与冲击式水轮机的出水口连通；该贯流式水轮机的旋转体的主轴伸出机壳之外，并通过机械传动机械与其发电机转子的主轴联接。与单独的冲击式水轮机相比，它具有水头动能与电能之间的转换率高的优点。
文档编号F03B1/00GK2534383SQ0222178
公开日2003年2月5日 申请日期2002年3月6日 优先权日2002年3月6日
发明者任泽华 申请人:任泽华