专利名称：水利发电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发电装置，具体来讲，涉及一种水利发电装置。
背景技术：
现有技术的水利发电装置，包括进水涵洞、水轮机涡壳、水轮机叶轮、发电机组、出水涵洞等几部分。进水涵洞一端连接上游水坝，一端连接水轮机涡壳。水轮机机涡呈圆柱形，中心装有水轮机叶轮。这种水利发电装置利用水的自身重量及落差来发电，水从进水涵洞进入水轮机涡壳，从一侧冲击直接水轮机叶轮的叶片上，做功之后就流入出水涵洞排放到下游。这种水利发电装置的缺点是1、水轮机叶轮的叶片受力不均匀，水轮机容易产生振动和摇摆现象；2、水轮机容易造成空蚀；3、水利、水能资源利用率较低。
发明内容
本发明的发明目的在于克服上述不足，提供一种受力均匀、水能资源利用率高的水利发电装置。
为实现上述发明目的，本发明水利发电装置包括进水涵洞、水轮机涡壳、水轮机叶轮、发电机组、出水涵洞，水轮机叶轮轴带动发电机组发电，其特征在于，水轮机涡壳分为上下两层，上下两层之间的隔离层之间有圆形开口，水轮机叶轮下端置于其中；水轮机叶轮的叶片呈柱状，其横截面为弧形，水轮机叶轮的叶片安装水轮机叶轮的叶根上，且方向一致；水轮机叶轮外是动力水涡，为空心圆柱状结构，其柱面上开有多个方向一致的斜口，动力水涡安装在水轮机涡壳上下两层之间的隔离层之间的圆形开口边缘，动力水涡与水轮机涡壳侧壁之间有一定的间距；水轮机涡壳上层有进水开口，与进水涵洞连接；下层与进水开口先对方向有出水开口，与出水涵洞相连接。
本发明的发明目的是这样实现的，水流从进水涵洞进入动力水涡与水轮机涡壳侧壁之间，然后从动力水涡柱面上的斜口流入水轮机叶轮，冲击水轮机叶轮的叶片，带动叶轮转动。水流冲击水轮机叶轮的叶片，带动叶轮转动后，从水轮机涡壳上下两层之间的隔离层之间的圆形开口流到水轮机涡壳下层，然后，从出水开口流出。由于水流对水轮机叶轮的叶片冲击力均匀的来自四面八方，这就使叶轮在运转时能保持平稳的状态，而不再出现振动和摆动现象，这对延长水轮机的使用寿命起到了关键的作用。同时，水流冲击力与出水形成的负压力同时作用于水轮机叶轮，这就完全获得水能资源充分利用。
图1是本发明水利发电装置的一种具体实施方式
原理示意图；图2是图1所示的水利发电装置水轮机涡壳结构图；图3是图1所示的水利发电装置水轮机动力水涡结构图；图4是图1所示的水利发电装置水轮机叶轮结构图；图5是图1所示的水利发电装置水轮机装好后的结构图；图6是图1所示的水利发电装置水轮机的密封盖；图中，1-水池 2-进水涵洞 201-进水端 202-出水端 301-水轮机涡壳 302-圆形开口 303-水轮机叶轮 3031-叶片 3032-叶根 3033-齿3034-圆盘 304-动力水涡 3041-斜口 305-进水开口 306-出水开口307-支撑钢球圆盘 308-密封盖 309-叶轮上轴承 4-水闸 5-出水涵洞6-水流。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
和附图，对本发明水利发电装置作进一步详细的说明。
图1是本发明水利发电装置的一种具体实施方式
原理示意图。图中，水利发电装置还包括一个带缩放加压水池1，其最下端建有一个具有缩放加压功能的进水涵洞2，它的进水端201与水池1相通，它的出水端202与水轮机涡壳301相连通。在本实施例中，进水涵洞2的进水端201的过流面积大于出水端202的过流面积，水流流经该进水涵洞2后，流速已得到缩放和增快，过流面单位面积上的压力也就得到了增大。调整进水涵洞2的倾斜角度和进出口两个过流面的比值，可以获得不同的加压系数。
缩放加压进水涵洞2的工作原理是这样的，在进水的压力和流速都恒定的情况下，流经进水涵洞2的压力×流速×过流面积是一个恒定值。进水涵洞2的进水端201的过流面积大于出水端202的过流面积，因而，可以增加出水端202的水流速度和水压，起到缩放增压的作用。
同时，水池1与上游水库水闸4相通，打开上游水库水闸4，水流入水池1中，提供水能。
水轮机涡壳301分为上下两层，上下两层之间的隔离层之间有圆形开口302，水轮机叶轮303下端置于其中。圆形开口302、水轮机叶轮303、动力水涡304都是同心圆。
水轮机叶轮303由9片叶片3031和叶根3032构成。水轮机叶轮的叶片3031呈柱状，其横截面为弧形，水轮机叶轮的叶片3031安装水轮机叶轮的叶根3032上，与圆弧法线方向成40度角，且方向一致，其迎水面，即受力面是弧形，背水面，即滑行面是拱形，这就更有利于叶轮的顺利运行，同时，又起到了加固叶片的作用；水轮机叶轮303外是动力水涡304，为空心圆柱状结构，其柱面上开有8个方向一致的与圆柱截面圆弧切线方向成45度的斜口3041，该斜口3041称为弦切角喷门，动力水涡304安装在水轮机涡壳301上下两层之间的隔离层之间的圆形开口302边缘，动力水涡304与水轮机涡壳301侧壁之间有一定的间距；水轮机涡壳301上层有进水开口305，与进水涵洞101连接；下层与进水开口先对方向有出水开口306，与出水涵洞5相连接。
水流6在进水涵洞2进行加压后，进入动力水涡304与水轮机涡壳301侧壁之间，然后从动力水涡柱面上的斜口3041，即弦切角喷门流入水轮机叶轮303，冲击水轮机叶轮的叶片3031，带动叶轮303转动。水流冲击水轮机叶轮的叶片3031，带动叶轮303转动后，从水轮机涡壳上下两层之间的隔离层之间的圆形开3202流到水轮机涡壳下层，然后，从出水开口流出。由于水流对水轮机叶轮的叶片冲击力均匀的来自四面八方，这就使叶轮在运转时能保持平稳的状态，而不再出现振动和摆动现象，这对延长水轮机的使用寿命起到了关键的作用。同时，水流冲击力与出水形成的负压力同时作用于水轮机叶轮303，这就完全获得水能资源充分利用。
图2是图1所示的水利发电装置水轮机涡壳结构图。图中，水轮机涡壳301分为上下两层，上下两层之间的隔离层之间有圆形开口302，上层有进水开口305，下层与进水开口先对方向有出水开口306。为了减轻叶轮自身重量给上下轴承所带来的正压力荷载和提高叶轮旋转的灵敏度，在水轮机涡壳301下层水轮机叶轮303支撑端的基敦设置一支撑钢球圆盘307，水轮机叶轮303的中心轴穿过支撑钢球圆盘307直接坐落在其上的钢球上，与上下轴承同时受力，起支撑和转动作用。
图3是图1所示的水利发电装置水轮机动力水涡结构图。图中，动力水涡304为空心圆柱状结构，其柱面上开有8个方向一致的与圆柱截面圆弧切线方向成45度的斜口3041，该斜口3041称为弦切角喷门。
图4是图1所示的水利发电装置水轮机叶轮结构图。图中，水轮机叶轮303由9片叶片3031和叶根3032构成。水轮机叶轮的叶片3031呈柱状，其横截面为弧形，水轮机叶轮的叶片3031安装水轮机叶轮的叶根3032上，与圆弧法线方向成40度角，且方向一致，其迎水面，即受力面是弧形，背水面，即滑行面是拱形，这就更有利于叶轮的顺利运行，同时，又起到了加固叶片的作用。在顶部铸有一块节能板，在每片叶片间的节能板上焊有一个凸起的齿3033，其目的是使来做功的水反射到顶板上的余力照常能起到推动叶轮做功的作用。在底部有一圆盘3034，其与支撑钢球圆盘307配合，起转动作用。
图5是图1所示的水利发电装置水轮机装好后的结构图，图6是图1所示的水利发电装置水轮机的密封盖。图中，我们可以更为清楚地了解其结构和位置关系，然后，用密封盖308盖上密闭即可，密封盖308中央为叶轮上轴承309。
本发明的水利发电装置不限于具体实施方式
的范围，本实施方式只是帮助理解本发明，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
权利要求
1.一种水利发电装置，包括进水涵洞、水轮机涡壳、水轮机叶轮、发电机组、出水涵洞，水轮机叶轮轴带动发电机组发电，其特征在于，水轮机涡壳分为上下两层，上下两层之间的隔离层之间有圆形开口，水轮机叶轮下端置于其中；水轮机叶轮的叶片呈柱状，其横截面为弧形，水轮机叶轮的叶片安装水轮机叶轮的叶根上，且方向一致；水轮机叶轮外是动力水涡，为空心圆柱状结构，其柱面上开有多个方向一致的斜口，动力水涡安装在水轮机涡壳上下两层之间的隔离层之间的圆形开口边缘，动力水涡与水轮机涡壳侧壁之间有一定的间距；水轮机涡壳上层有进水开口，与进水涵洞连接；下层与进水开口先对方向有出水开口，与出水涵洞相连接。
2.根据权利要求1所述的水利发电装置，其特征在于，还包括一个带缩放加压水池，其最下端建有具有缩放加压功能的进水涵洞，它的进水端与水池相通，它的出水端与水轮机涡壳相连通，进水涵洞的进水端的过流面积大于出水端的过流面积。
3.根据权利要求1所述的水利发电装置，其特征在于，所述的水轮机涡壳下层水轮机叶轮支撑端的基敦设置一支撑钢球圆盘，水轮机叶轮的中心轴穿过支撑钢球圆盘直接坐落在其上的钢球上。
4.根据权利要求1所述的水利发电装置，其特征在于，所述的水轮机叶轮顶部铸有一块节能板，在每片叶片间的节能板上焊有一个凸起的齿。
全文摘要
本发明公开了一种水利发电装置，水轮机涡壳分为上下两层，上下两层之间的隔离层之间有圆形开口，水轮机叶轮下端置于其中；水轮机叶轮的叶片呈柱状，其横截面为弧形，水轮机叶轮外是动力水涡，为空心圆柱状结构，其柱面上开有多个方向一致的斜口，水轮机涡壳上层有进水开口，与进水涵洞连接；下层与进水开口先对方向有出水开口，与出水涵洞相连接。水流从进水涵洞进入动力水涡与水轮机涡壳侧壁之间，然后从动力水涡柱面上的斜口流入水轮机叶轮，冲击水轮机叶轮的叶片后，从圆形开口流到水轮机涡壳下层流出。由于水流对水轮机叶轮的叶片冲击力均匀的来自四面八方，这就使叶轮在运转时能保持平稳的状态，而不再出现振动和摆动现象。
文档编号F03B1/00GK1710272SQ20051002104
公开日2005年12月21日 申请日期2005年6月8日 优先权日2005年6月8日
发明者郭联升 申请人:郭俊