专利名称：一种立轴升力型水轮机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水轮机，属于新型海流能或低水位水轮机的技术和设备领域。
背景技术：
目前，大部分水轮机为利用高水头的压力来做功，这种水轮机在高水位落差时，效率较高。但是对于低水头甚至一些微水头的河道上面，如果利用传统的靠压力来做功的水轮机来转化能量的话，效率较低，经济型较差。在海流能利用中也有水平轴的水轮机和立轴升力型的水轮机，这些水轮机各有利弊，对于水平轴水轮机而言，水平轴水轮机轮采用升力型叶片，转速较快，能量利用率较高，技术比较成熟，因而应用广泛。但水平轴水轮机存在偏航损失，这会给实际运行的水轮机造成实际效率与理论效率偏离较大的问题。而采用传统的升力型立轴水轮机虽然不存在方向适应性的问题，但是其叶片两次吸功的特点使得它存在，第一次做功能力不足，第二次做功能力又极弱，进而整体做功能力较弱的问题。因此有必要提出一种既不存在方向适应性问题的，效率高的新型水轮机。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是为提高低水头河道或者海流能能量转化的效率，而提供的一种新型的水轮机。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下:一种立轴升力型水轮机，包括由叶轮轴以及设置在所述叶轮轴上的两个以上升力型叶片组成的叶轮，所述的叶轮轴两端通过端盖将升力型叶片固定于叶轮轴上，所述的叶轮设置于一增速型的流道内，在流道内还设置有导流罩以及环形导流网，所述的导流罩位于所述叶轮的上游段，所述环形导流网位于所述叶轮的四周，在所述的叶轮下游段设置有出水口。所述的环形导流网内部网格面与叶轮旋转圆垂直。为引导叶轮四周的水流流向与叶轮垂直旋转圆的法向一致。所述的叶轮一端端盖外有调桨装置。通过调浆可以变化升力型叶片的桨距角。所述的流道具有引流作用，甚至使叶轮上游整体流体具有加速作用。所述的导流罩具有将进入叶轮前的水流在叶轮四周均匀分布。与现有技术相比，本新型实用的有益效果是:1、叶轮继承了水平轴叶轮的高效率的优点，也继承了升力型垂直轴叶轮对方向的适应性的优点。2、新型叶轮充分利用了升力叶片的做功能力，极大的提高了垂直轴叶轮的做功能力，由两次低效做功，变成了一次高效做功。3、新型叶轮具有变桨功能，与传统垂直轴叶轮相比，利用变桨可以较好的启动、高效运行和执行流体动力学刹车。
图1是本实用新型新型水轮机俯视剖面示意图。图2是本实用新型水轮机的正视示意图。图3是导叶的三种变桨状态示意图。其中:1、叶轮轴；2、升力型叶片；3、端盖；4、流道；5、导流罩；6、外壳，7、环形导流网；8、出水管；9、调浆装置，10、导流叶片延长线，11、入水端，12，出水端，13、叶片变速状态，14、叶片额定状态，15、叶片停机状态。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作详细说明。如图1所示，本实用新型水轮机，包括叶轮轴1，在叶轮轴I上安装有2片以上的升力型叶片2，所述的叶轮轴I和升力型叶片2通过两端的端盖3进行接连，构成一旋转的叶轮；叶轮安装在增速的流道4内，流道4流体流动方向与叶轮轴I垂直；流道4将外界自由流动的水，在不减速的条件下引向叶轮；导流罩5将叶轮上游水流进行导向，进而避免流体直接进入叶轮；在外壳6和导流罩5共同作用下，是水流均匀分布在叶轮的四周；在环形导流网7的作用下，均匀分布在四周的水流以沿着叶轮旋转圆法向的方向进入叶轮；做完功的水流通过所述的出水管流出，如图2所示。本实用新型升力型叶片通过一个轴固定在端盖3上，并通过调节装置9来同步控制各升力型叶片2的旋转角度。其中，升力型叶片，当停机的时候，升力型叶片被调节为叶片的弦线与导向叶片出水端的延长线(旋转圆的法向)一致，为顺桨位置；当启动时，这升力型叶片倾斜一角度，升力型叶片沿着圆头倾斜的方向旋转；当升力型叶片气动后，升力型叶片旋转到弦线与导向叶片出水端的延长线(旋转圆的法向)垂直的位置；当需要减速的时候，升力型叶片再向顺桨位置方向旋转，参见图3。本实用新型水轮机的叶轮具有高效的效率，适用于低水头水力发电和潮流能发电水轮机中。
权利要求1.一种立轴升力型水轮机，包括由叶轮轴以及设置在所述叶轮轴上的两个以上升力型叶片组成的叶轮，所述的叶轮轴两端通过端盖将升力型叶片固定于叶轮轴上，所述的叶轮设置于一增速型的流道内，在流道内还设置有导流罩以及环形导流网，所述的导流罩位于所述叶轮的上游段，所述环形导流网位于所述叶轮的四周，在所述的叶轮下游段设置有出水口。
2.根据权利要求1所述的立轴升力型水轮机，其特征在于:所述的环形导流网内部网格面与叶轮旋转圆垂直。
3.根据权利要求1所述的立轴升力型水轮机，其特征在于:所述的叶轮一端端盖外有调桨装置。
专利摘要本实用新型公开了一种立轴升力型水轮机，包括由叶轮轴以及设置在所述叶轮轴上的两个以上升力型叶片组成的叶轮，所述的叶轮轴两端通过端盖将升力型叶片固定于叶轮轴上，所述的叶轮设置于一增速型的流道内，在流道内还设置有导流罩以及环形导流网，所述的导流罩位于所述叶轮的上游段，所述环形导流网位于所述叶轮的四周，在所述的叶轮下游段设置有出水口。与现有技术相比，本实用新型水轮机具有高效的效率，适用于低水头水力发电和潮流能发电水轮机中。
文档编号F03B3/18GK203035433SQ20132000076
公开日2013年7月3日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者赵振宙, 黄娟, 叶芬, 原红红, 郑源, 赵振宁 申请人:河海大学