新型直冲式通用水轮机及其水斗的制作方法

本实用新型属于水力发电设备技术领域，具体涉及一种新型直冲式通用水轮机及其水斗。

背景技术：

众所周知，水力发电不仅具有发电成本低，投资规模较小，见效快，而且不污染环境等特点。目前水轮机发电的运行方式有：利用水流压能和动能的混流式、轴流式、斜流式和贯流式的反击式水轮机和利用水流动能的水斗式、斜击式和双击式的冲击式水轮机，其中在我国应用比较普遍的水轮机主要有轴流式、混流式和水斗式，它们都各自具有优势，但都是依靠水的高位重力势能产生的冲击力转动，也存在相似的不足之处：一方面需要高水头，因而需要建设蓄水坝抬高水位，投资较大；另一方面由于水在喷嘴处流出，因喷嘴过宽，导致水的势能转化效率低，使小流量河流不具备商业开发价值；第三方面，水斗内光滑，冲进水斗内的水直接冲出水斗，水斗挡水受压力小，抵消了部分重力能和水头冲击势能。

CN201180024956.X公开一种水斗式水轮机，所述水斗式水轮机水斗式水轮机，所述水斗式水轮机具有：叶轮，所述叶轮在其圆周上支承了多个水斗；两个或多个用于把水注施加在水斗上的喷嘴体；在叶轮的每一侧上以及在水斗的外部沿径向设有相对于旋转轴为环状的导流壁，用于导出喷水；导流壁具有用于容纳一个相应的喷嘴体的开口；每个喷嘴体的嘴部延伸直至至少导流壁的内半径处。该装置通过设置喷嘴体使水轮机的工作效率显著增大，但没有有效的解决水斗挡水受压小的问题，具有一定的局限性。

CN201220613661.8公开一种水轮机的叶片，其叶片为半球壳状，叶片的内腔中间延伸凸起，所述凸起的顶部与球壳口等高，该凸起与叶片形成的周向截面为W状，所述叶片内腔的两个水斗内壁设有抗汽蚀层。本水轮机的叶片采用W形水斗使水流进行分流，同时设置有抗汽蚀层，增强叶片的抗气泡腐蚀能力，增加了水轮机叶片的使用寿命；但该叶片并没有解决其受压力小的问题，具有一定的局限性。

CN201020166701.X公开一种水轮机叶轮结构，涉及水轮机的转轮叶片结构的改进。包括连体的轴套及叶片，其特征在于：沿轴套径向在半碗水斗叶片背面中央处延展出径向凸起加强筋板，该筋板根部与轴套连体，该筋板后半部外廓面垂直于轴套外圆，筋板前半部呈径向外廓曲面与叶片背面对应处曲面相似。筋板的设置加强了叶片承载力，也加强了抗汽泡腐蚀能力，延长叶片使用寿命；但在实际使用过程中，仍存在不足之处。

CN201610424277.6公开一种水轮机，包括机壳、转盘、电机轴和水斗，所述转盘设在机壳内，所述电机轴安装在转盘中部，所述水斗设在转盘外侧，所述水斗与转盘焊接，所述水斗外侧设置有加强筋，所述加强筋与水斗一体成型设置，所述机壳一侧设置有进水管，所述进水管设有两根，所述进水管前端设置有阀门，所述进水管末端设置有喷嘴，所述喷嘴与进水管可拆卸连接，所述喷嘴内设置有过滤网，所述机壳底部设置有排水口。该水轮机水斗内光滑，冲进水斗内的水直接冲出水斗，水斗挡水受压力小，具有一定的局限性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种设计合理，适用范围广，发电效率高，投资小且性能稳定的新型直冲式通用水轮机及其水斗。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

新型直冲式通用水轮机，包括机壳、转盘、水轮机中心轴和水斗，所述转盘设在机壳内，所述水轮机中心轴安装在转盘中部，所述水斗设在转盘外侧，所述水斗与转盘焊接，所述水斗通过内腔中部的直杆分为两个腔室，沿所述腔室内壁设置有若干凸格，所述直杆与水斗壳体口等高，所述直杆与水斗形成的周向截面为W状，所述机壳一侧设置有进水口，所述进水口与进水管连接，所述机壳底部设置有排水口，所述排水口与进水口之间设置有水喉，所述水喉设置在机壳壳体内壁。

进一步地，所述凸格同向均匀沿直杆轴向排布在腔室内。

进一步地，所述凸格为半圆形、逗号形(“，”形)或上玄月形。进一步地，所述凸格靠近直杆一端比远离直杆一端宽。

进一步地，所述水斗的壳体口为类似椭圆形状，所述直杆设置在类似椭圆形的长轴上，所述水斗通过长轴的前端与转盘焊接，所述水斗的长轴的后端比前端稍宽。进一步地，所述后端比前端宽0.01～0.5倍，具体需要根据水斗的大小确定。

进一步地，所述水斗外侧设置有加强筋。

进一步地，所述水喉与进水口之间设置阀门，且阀门紧接水喉。水喉的长短根据具体的水斗与水斗之间的间距而定，一般水喉内保证两个水斗存在，这样可以在机器运转时，总有一个水斗在水喉内接受水的冲击，保证水轮机的平稳运转。

进一步地，所述水喉的内径接近所述水斗的长轴长度，且水斗刚好通过水喉。进一步地，所述水喉的内径小于所述长轴长度0.01～0.05倍。水喉的大小根据水斗的大小确定。水喉可以采用焊接形式，也可以是与机壳壳体一体成型。

进一步地，所述阀门为自动压力调节阀。

进一步地，所述水斗与直杆为一体成型设置。

进一步地，所述机壳壳体成弧形设置。

另一方面，本实用新型提供一种新型直冲式通用水轮机，包括机壳、转盘、水轮机中心轴和水斗，所述转盘设在机壳内，所述水轮机中心轴安装在转盘中部，所述水斗设在转盘外侧，所述水斗与转盘焊接，所述水斗通过内腔中部的直杆分为两个腔室，沿所述腔室内壁设置有若干凸格，所述直杆与水斗壳体口等高，所述直杆与水斗形成的周向截面为W状，所述机壳一侧设置有进水口，所述进水口与进水管连接，所述机壳底部设置有排水口，所述排水口与进水口之间设置有水喉，所述水喉设置在机壳壳体内壁；在所述转盘上焊接有环形挡水板，所述环形挡水板设置在水斗两侧。

进一步地，所述环形挡水板的环宽为水斗长轴的1/2。

进一步地，所述凸格同向均匀沿直杆轴向排布在腔室内。

进一步地，所述凸格为半圆形、逗号形(“，”形)或上玄月形。进一步地，所述凸格靠近直杆一端比远离直杆一端宽。

进一步地，所述水斗的壳体口为类似椭圆形状，所述直杆设置在类似椭圆形的长轴上，所述水斗通过长轴的前端与转盘焊接，所述水斗的长轴的后端比前端稍宽。进一步地，所述后端比前端宽0.01～0.5倍，具体需要根据水斗的大小确定。

进一步地，所述水斗外侧设置有加强筋。

进一步地，所述水喉与进水口之间设置阀门，且阀门紧接水喉。水喉的长短根据具体的水斗与水斗之间的间距而定，一般水喉内保证两个水斗存在，这样可以在机器运转时，总有一个水斗在水喉内接受水的冲击，保证水轮机的平稳运转。

进一步地，所述水喉的内径接近所述水斗的长轴长度，且水斗刚好通过水喉。进一步地，所述水喉的内径小于所述长轴长度0.01～0.05倍。水喉的大小根据水斗的大小确定。水喉可以采用焊接形式，也可以是与机壳壳体一体成型。

进一步地，所述阀门为压力调节阀。

进一步地，所述水斗与直杆为一体成型设置。

进一步地，所述机壳壳体成弧形设置。

另一方面，本实用新型提供一种新型直冲式通用水轮机水斗，所述水斗通过内腔中部的直杆分为两个腔室，所述腔室内设置有若干凸格，所述直杆与水斗壳体口等高，所述直杆与水斗形成的周向截面为W状，所述凸格同向均匀沿直杆轴向排布在腔室内。

进一步地，所述凸格为类半圆形、逗号形(“，”形)或类上玄月形。所述凸格的厚度为水斗厚度的0.1～0.5倍。

进一步地，所述水斗为椭圆形状。

进一步地，所述水斗的壳体口为类似椭圆形状，所述直杆设置在类似椭圆形的长轴上，所述水斗通过长轴的前端与转盘焊接，所述水斗的长轴的后端比前端稍宽。进一步地，所述后端比前端宽0.01～0.5倍。本实用新型提供的水斗内部的凸格和直杆可以是一体成型，也可以是焊接而成。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种新型直冲式通用水轮机及其水斗，设置水斗的后端比前端宽，利于脱水；设置凸格和直杆，利于水斗更好的接受水的冲击，设置凸格具有一定的深度，使得水斗的冲击力度更大；相比现有的水斗内部光滑，水在水斗内停留的时间相对延长，水压增加；直杆还能保证水斗的牢固性。

设置阀门，利于控制水压和水量，阀门设置在水喉附近，使得水斗受到的冲击力力度更大。

设置水喉，可以控制进水口进入的水全部冲入水斗，减少水的损失；通过水喉的限位，使得全部用于冲击水斗，增加水的利用率。

另外，本实用新型提供一种新型直冲式通用水轮机，通过在转盘上焊接环形挡水板，可以增大水斗的牢固性，也利于水的利用率增加。

本实用新型提供的新型直冲式通用水轮机能有效的利用水的势能，其不限水势高低和水流大小，在实际发电过程中，投资小，水量和水压能有效控制，水的能量利用率高，利于大小流量水力发电。

附图说明

图1是本实用新型一个优选实施例直冲式通用水轮机的内部结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例水斗的俯视结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例水斗的横截面结构示意图；

图4是本实用新型另一优选实施例的直冲式通用水轮机的内部结构示意图。

具体实施方式

下面以具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型不受下述实施例的限定。

实施例1

如图1～3所示，新型直冲式通用水轮机，包括机壳1、转盘2、水轮机中心轴3和水斗4，所述转盘2设在机壳1内，所述水轮机中心轴3安装在转盘2中部，所述水斗4设在转盘2外侧，所述水斗4与转盘2焊接，所述水斗4通过内腔中部的直杆41分为两个腔室，沿所述腔室内壁设置有若干凸格42，所述直杆41与水斗4壳体口等高，所述直杆41与水斗4形成的周向截面为W状(如图3所示)，所述机壳1一侧设置有进水口，所述进水口与进水管6连接，所述机壳1底部设置有排水口7，所述排水口7与进水口之间设置有水喉8，所述水喉8设置在机壳1壳体内壁。

进一步地，所述凸格42同向均匀沿直杆41轴向排布在腔室内。

进一步地，所述凸格42为半圆形、逗号形(“，”形)或上玄月形。所述凸格的厚度为水斗厚度的0.1～0.5倍。

进一步地，所述水斗4的壳体口为类似椭圆形状，所述直杆41设置在类似椭圆形的长轴上，所述水斗4通过长轴的前端与转盘2焊接，所述水斗4的长轴的后端比前端稍宽。进一步地，所述后端比前端宽0.01～0.5倍，利于水从后端流出。

进一步地，所述水斗4外侧设置有加强筋。

进一步地，所述水喉8与进水口之间设置阀门5，且阀门5紧接水喉8。水喉8的长短根据具体的水斗与水斗之间的间距而定，一般水喉8内保证两个水斗存在，这样可以在机器运转时，总有一个水斗在水喉内接受水的冲击，保证水轮机的平稳运转。

进一步地，所述水喉8的内径接近所述水斗4的长轴长度，且水斗4刚好通过水喉8。进一步地，所述水喉8的内径小于所述长轴长度0.01～0.05倍，利于水汇集在水斗内，增大水的利用率。水喉8的大小根据水斗4的大小确定。水喉8可以采用焊接形式，也可以是与机壳1壳体一体成型。

进一步地，所述阀门5为自动压力调节阀。

进一步地，所述水斗4与直杆41为一体成型设置。

进一步地，所述机壳1壳体成弧形设置。

另一方面，本实用新型提供一种新型直冲式通用水轮机水斗4，所述水斗4通过内腔中部的直杆41分为两个腔室，所述腔室内设置有若干凸格42，所述直杆41与水斗4壳体口等高，所述直杆41与水斗4形成的周向截面为W状，所述凸格42同向均匀沿直杆41轴向排布在腔室内。

进一步地，所述凸格42为类半圆形、逗号形(“，”形)或类上玄月形。所述凸格的厚度为水斗厚度的0.1～0.5倍。

进一步地，所述水斗4为椭圆形状。

本实用新型提供一种新型直冲式通用水轮机及其水斗，设置水斗4的后端比前端宽，利于脱水；设置凸格42和直杆41，利于水斗4更好的接受水的冲击，设置凸格42具有一定的深度，使得水斗4的冲击力度更大；相比现有的水斗内部光滑，水在水斗内停留的时间相对延长，水压增加；直杆41还能保证水斗的牢固性。

设置阀门5，利于控制水压和水量，阀门5设置在水喉8附近，使得水斗受到的冲击力力度更大。

设置水喉8，可以控制进水口进入的水全部冲入水斗，减少水的损失；通过水喉的限位，使得全部用于冲击水斗，增加水的利用率。

本实用新型提供的新型直冲式通用水轮机能有效的利用水的势能，其不限水势高低和水流大小，在实际发电过程中，投资小，水量和水压能有效控制，水的能量利用率高，利于大小流量水力发电。

当水从进水管6进入进水口5，从阀门进入水喉8，水喉8内的水斗4受到水的冲击，水的重力产生势能，水斗4内的水受到直杆41和凸格42的阻挡作用，驱动转盘2转动，转盘2转动的动力通过水轮机中心轴3传出。

本实用新型提供的水斗与第一测力计连接，现有技术中的水斗与第二测力计连接，在相同水流速度的水流冲击下，测试得到本实用新型提供的水斗的力度比现有技术中的水斗的力度大15％～20％。

另外，设计的凸格，使得水斗腔内不平整，水流冲力集中，凸格内水流反击回来，使得压力增加，力度可增加至少20％。

另外，本实用新型提供的直冲式通用水轮机通过水喉控制水的流向，使得水的利用率明显增加，使用本实用新型所述的水斗，水斗尾端出力，也就是杠杆的尾端出力，本实用新型提供的直冲式通用水轮机可达到95％～98％。相比现有的轴流机，其采用水斗的侧面中心出力，根据杠杆原理，本实用新型提供的直冲式通用水轮机的效率要明显大一倍。

实施例2

如图2～4所示，新型直冲式通用水轮机，与实施例1不同的地方，在转盘2上焊接有环形挡水板9，所述环形挡水板9设置在水斗4两侧，且所述环形挡水板9的环宽为水斗4长轴的1/2。

本实施例通过在转盘上焊接环形挡水板，可以增大水斗的牢固性，也利于水的利用率增加。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。