一种适合低落差的多节点集能水轮机的制作方法

本发明属于动力机械领域，特别是涉及一种水轮机。

背景技术：

从高处引水流进水轮机，通过水流与水轮机转轮的相互作用，水流就把自己的能量传给水轮机，水轮机获得能量后开始旋转，把水能转换成了旋转的机械能，水轮机和发电机组连接，水轮机的能量传递给发电机组，发电机组的磁极旋转时，改变线圈中的磁通，通过切割磁力线，在线圈中产生电流，由于我国的额定工频频率是50hz，频率低于49.2hz会导致电网崩溃，因此，电站都需要建堤坝，通过稳定下泄水流的流速和流量，为了提高水能利用效率，大坝往往都建在上下游水流落差很大的地方，但是，建大坝是对河流水生生态系统的破坏，有些水生生物因此灭绝，本发明提出一种多节点的水轮机，在不用拦河筑坝的情况下实现小水电的利用。

技术实现要素：

技术特征：

多节点水轮机主要由水轮机、浮子、转向机构、动力叠加装置、无极调速装置、动力输出装置组成，具体工作原理是，浮子控制水轮机的升降，浮子在浮子室内，浮子室与河床相通，浮子室的水位受河床水位影响，水轮机的动力通过转向机构和动力叠加装置之后，利用动力输出装置输出动力，

在河床改造方面，水沟设计收缩口和沟坎，

所述的多节点是指河床上具有多个水沟，以充分利用水能，一个水沟有多组水轮机，多包括2以及2以上的数量；

所述的浮子是指能够浮起水轮机的轻型材料，浮子的浮力需要大于水轮机的重力；

所述的轻型材料是指密度比水小的材料或者是虽然密度比水大，但是是中空结构，其产生的浮力能够浮起其他物质；

所述的转向机构是指动力输出装置的中心轴和水轮机的中心轴不在一条直线上，需要利用一系列的机械组件将水轮机的产生的动力传递到动力输出装置的中心轴上，这一系列的机械组件就是转向机构；

所述的动力叠加装置是指各个水轮机产生的动力通过机械组件，最终集中在一根主轴上输出，这一系列的组件就是动力叠加装置；

所述的无极调速装置是指动力输出装置的转速变化时，通过无极调速装置始终获得一个恒定的输出转速；

所述的收缩口其最窄口处的宽度小于水轮机叶片的宽度，所述的沟坎高于水轮机叶片旋转半径的最低点。

有益效果：本发明可以使目前大量被浪费的水能得到广泛利用，，可用于发电和多种机械的动力，本发明加工工艺简单，投资量小。

具体实施方式：申请人参照附图说明水轮机的多节点水轮机的工作原理，

实施例1：在附图1中，河床被分成几条小水沟，每一条小水沟都设置水轮机，而且在一条小水沟前后位置设置水轮机，所述的多节点就是指河床上设置多条水沟，而每一条水沟设置多个水轮机，说明书附图中的实例就是在河床上设置了4条水沟，而每条水沟设置了3个水轮机，因此是12台水轮机在工作，从而在流速缓慢的河床上，也能获得一个大的输出力矩，水流冲击18，水轮机旋转，旋转的动能传送到17，通过皮带传递到16，动力依次由1、2、3、13、14，最后通过15，获得动力输出，这里的18、17、16、1、2、3、13、14、15都是指附图1中标注的零部件。

在附图2中显示的是水轮机随着河床水位的高低，水轮机升降进行工作的原理，浮动轴和轴承座27是连接在一起的，浮动轴连接着水轮机，因此，随着浮动轴的升降，水轮机和轴承座27会一起升降，浮动轴的升降轴被限制在浮子室内，因此，浮动轴只能沿浮子室上下升降，浮子室的浮子顶住浮动轴的升降轴，而浮子室的浮子是依托水力浮动，28就是进水口，当水位上升/下降时，浮子也随着水位的上升/下降跟着上升/下降，从而带动浮动轴上升/下降，浮动轴带动水轮机上升/下降，从而保证在低水位/高水位本水轮机组都能正常工作，需要指出的是，附图1中的3的槽状段的齿槽和伞齿轮2的中心的内槽齿是对应的，伞齿轮2通过轴承和轴承座27组合，这样，伞齿轮2可以3的槽状段的齿槽上下移动，这里所述的3是指固定轴，

附图2中有收缩口和沟坎，这两种设计是为了提高水流的利用效率，收缩口将水流收缩，防止水流从水轮机叶片的两边流失，而沟坎将水流抬高，防止水流从叶片的底部流失。

设施例2：设施例2和设施例1大致相同，不同的是，设施例2为了节约成本，是一个水轮机的主轴上面连接几组水轮机叶片，每一组水轮机叶片对应一个水沟，浮子室的浮子直接与主轴连接，也就是通过浮子的升降控制主轴的升降，其他的原理都是一样的。

实施例3：实施例3和实施例1大致相同，不同的是，实施例1将不同的水轮机的动力叠加传递时是利用皮带轮进行的，也就是图1中的皮带轮8、9、11、12的动力传递，皮带轮的优点是安装比较容易，对同心度的要求比较低，比较适合安装，将这里的皮带轮皮带传递方式改成万向节或者是联轴器进行连接，也就是将7和10改用万向节或者是联轴器连接，这两种连接方式不容易受到天气和水珠的影响，能够传递较大的力矩，因为皮带在接触水之后，容易发热，减少使用寿命，如果水较多，还容易打滑，不能够输出大力矩。

无极调速装置的应用，一般而言，在短时间内，不是天气突变，那么，水流的流速、流量大小相差不大，这样，就能够获得一个相对稳定的输出力矩，但是，河流一年四季的流量、流速大小相差很大，因此需要对输出的转速进行无极调速，以保证在水流变化的情况下，始终能够获得一个相对恒定的转速，不过，不同的季节，其输出功率是有区别的。

附图说明

附图1是水轮机结构原理图，1是齿轮1，2是齿轮2和伞齿轮1一体结构，3是固定轴，4是伞齿轮2，5是轴承座，6是轴承，7是主轴1，8是皮带轮1，9是皮带轮2，10是主轴2，11是皮带轮3，12是皮带轮4，13是伞齿轮3，14是伞齿轮4，15是皮带轮5，16是皮带轮6，17是皮带轮7，18是水轮机叶片，19是河床，20是活动轴，21是水轮机，

附图2是水轮机结构原理图，19是河床，21是水轮机，22、23、24是浮动轴，25是收缩口，26是沟坎，27是轴承座，28是进水口，29是浮子室，

附图3左图是主轴1的原理示意图，右图是浮动轴的原理示意图，30是浮动轴的升降轴，31是浮动轴，32是主轴1的槽状段，33是主轴1，附图3就是附图1中标示3的结构图。

技术特征：

技术总结
多节点水轮机就是在河床上设置多个水沟，每一个水沟设置N个水轮机，将这些水轮机的输出动力叠加，最终获得一个大的力矩，将水轮机利用浮子和水的浮力，从而保证水轮机在河床水位升降的情况下水轮机也随之升降，这样可以保证河流的枯水期和丰水期都能使用。

技术研发人员：田贵俊;郭紫贵;唐辉;李铁军
受保护的技术使用者：张家界航空工业职业技术学院;田贵俊
技术研发日：2016.11.17
技术公布日：2018.05.25