专利名称：水力发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于水力发电中生成稳定涡流的装置，属于导管技术领域。
背景技术：
目前，为了提高水利发电效率，大多应用下述定理流体的连续性定理，当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时，由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的。伯努利定理，流体在一个管道中流动时，流速大的地方压力小，流速小的地方压力大。当表面突出时，流管较细，流速加快，压力降低。根据上述两定理，当水流通过特定的带边扩张管时，在带边扩张管的边沿形成漩涡，此漩涡使扩张管出口附近形成低压区，流体就朝着低压区不断流入，由于水流流过水轮叶片单位面积的功率为流速的三次方函数，因此可以得到很大的增速效果。据实用新型人了解，在《紧凑型聚风型风机及其大型化研究》中，在风力发电中利用了扩张管。但是，其在实验室内所做的实验不能解决实际应用中的问题，同时风力和水力发电时的领域也不一样。据实用新型人介绍，在应用扩张管在水下发电时，虽然扩张管在理论上可以形成涡流，从而达到增速。但是，由于扩张管在工作中，自身处在不稳定的洋流场中，单纯使用扩张管不能提供生成稳定涡流的能力。经检索，申请号201010511923. 5的中国专利公开了一种水平轴潮流发电水轮机的导流装置，该装置利用导流装置出口的斜凸边设计，在尾流区形成漩涡，对导流装置内的流体产生抽吸作用，提高水平轴潮流发电水轮机的启动性能和能量利用率。但也存在不能提供生成稳定润流的能力。因此，实际使用中，需要一种聚集洋流，生成稳定涡流的装置。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术不足，提出一种结构巧妙，可以生成稳定涡流的水力发电装置。本实用新型为解决上述技术问题提出的技术方案是一种水力发电装置，包括扩张管和配置在该扩张管内的水轮，所述扩张管包括入口、收缩段、喉部、扩散段、出口和安置在出口处的第一凸缘片，所述扩张管外套有套筒，所述套筒的后端超出扩张管的后端；所述套筒与所述扩张管形成入口大、出口小的水流增速腔；所述水流增速腔的最窄处口径大于所述第一凸缘片的外径。上述技术方案的有益效果是I)由于设置了套筒，该套筒可以聚集洋流，同时阻挡其他方向的乱流，这样提供了稳定涡流；2)该套筒与扩张管形成入口大、出口小的水流增速腔，水流从水流增速腔的出口流出时大大加速，可以形成更强烈的湍流，对扩张管内的流体产生更强的抽吸，从而加速了扩张管喉部的水流的流速，提高了发电效率。上述技术方案的改进是所述套筒的后端安装有第二凸缘片。上述技术方案的改进是所述 扩张管的内壁为摆线曲线回转面，所述扩张管的长度、所述喉部的直径和所述第一凸缘片的高度之比范围是0. 37-1. 47:1:0. 1-0. 2 ；所述扩张管喉部至出口段的长度与所述扩张管的长度之比为0. 6: I。上述技术方案的改进是所述喉部是一直线段，所述直线段安置有水轮。上述技术方案的改进是所述水流增速腔的出口处口径是所述第一凸缘片的外径的I. 5-2倍。上述技术方案的有益效果是I)由于设计了第二凸缘片，在第二凸缘片后形成了湍流，又造成一个低压区，加强了对扩张管内的流体的抽吸作用，从而加速了扩张管喉部的水流的流速，提高了发电效率；2)第二凸缘片还具有使水力发电装置自动摆正，顺应水流方向的作用。
以下结合附图
对本实用新型作进一步说明图I是本实用新型实施例一的水力发电装置整体结构示意图。图2是本实用新型实施例二的水力发电装置整体结构示意图。图3是本实用新型实施例二的扩张管结构示意图。
具体实施方式
实施例一本实施例的水力发电装置如图I所示，包括扩张管2和配置在该扩张管内的水轮3，扩张管2包括入口 2-1、收缩段2-2、喉部2-3、扩散段2_4、出口 2_5和安置在出口处的第一凸缘片2-6,扩张管2外套有套筒1，套筒I的后端超出扩张管2的后端；套筒I与扩张管2形成入口 4-1大、出口 4-2小的水流增速腔4 ;水流增速腔4的最窄处口径大于第一凸缘片2-6的外径。实施例二本实施例的水力发电装置是在实施例一基础上的改进，如图2和图3所示，改进之处在于1)套筒I的后端安装有第二凸缘片1-1 ；2)扩张管2的内壁为摆线曲线回转面，扩张管2的长度2-7、喉部的直径2-10和第一凸缘片的高度2-9之比范围是0. 37-1. 47:1:0. 1-0. 2 ;扩张管喉部至出口段的长度2-8与扩张管的长度2_7之比为
0.6:1 ；3)喉部2-3是一直线段，直线段安置有水轮3 ；4)水流增速腔4的出口 4-2处口径是第一凸缘片2-6的外径的I. 5-2倍。本实用新型不局限于上述实施例，如I)套筒采用向外扩张的喇叭形或圆锥形；2)所用套筒为2个以上；等等。均落在本实用新型要求的保护范围。
权利要求1.一种水力发电装置，包括扩张管和配置在该扩张管内的水轮，所述扩张管包括入口、收缩段、喉部、扩散段、出口和安置在出口处的第一凸缘片，其特征在于所述扩张管外套有套筒，所述套筒的后端超出扩张管的后端；所述套筒与所述扩张管形成入口大、出口小的水流增速腔；所述水流增速腔的最窄处口径大于所述第一凸缘片的外径。
2.如权利要求I所述水力发电装置，其特征在于所述套筒的后端安装有第二凸缘片。
3.如权利要求I所述水力发电装置，其特征在于所述扩张管的内壁为摆线曲线回转面，所述扩张管的长度、所述喉部的直径和所述第一凸缘片的高度之比范围是0.37-1.47:1:0. 1-0. 2;所述扩张管喉部至出口段的长度与所述扩张管的长度之比为0.6:1 o
4.如权利要求3所述水力发电装置，其特征在于所述喉部是一直线段，所述直线段安置有水轮。
5.如权利要求I至4之任一所述水力发电装置，其特征在于所述水流增速腔的出口处口径是所述第一凸缘片的外径的I. 5-2倍。
专利摘要本实用新型涉及一种水力发电装置，属于导管技术领域。该水力发电装置包括扩张管和配置在该扩张管内的水轮，所述扩张管包括入口、收缩段、喉部、扩散段、出口和安置在出口处的第一凸缘片，扩张管外套有套筒，套筒的后端超出扩张管的后端；套筒与扩张管形成入口大、出口小的水流增速腔；水流增速腔的最窄处口径大于所述第一凸缘片的外径。该水力发电装置结构巧妙，具有生成稳定涡流的优点。
文档编号F03B3/18GK202370738SQ20112053507
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者顾为东 申请人:顾为东