一种具有复合式水轮机的水轮机设备的制作方法

本发明涉及水轮机发电领域，具体而言，涉及一种具有复合式水轮机的水轮机设备。

背景技术：

水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。早在公元前100年前后，中国就出现了水轮机的雏形--水轮，用于提灌和驱动粮食加工器械。现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。作完功的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。

2010年，我国水电装机规模达到2.11亿千瓦，新增核准水电规模1322万千瓦，在建规模7700万千瓦。根据我国对国际社会做出的"2020年非石化能源将达到能源总量15％"承诺，我国水电行业2020年装机容量须达到3.8亿千瓦。而即使按照我国公布的《可再生能源中长期发展规划》，确定到2020年水电装机容量要达到3亿千瓦，国内11年内将新增单机容量50千瓦以上的大型水电机组近300台，每年平均新装25台50万千瓦及以上大型水电机组。若按2020年达到3.8亿千瓦的装机容量，我国所需的水轮机及辅机设备将进一步增加，我国水轮机及辅机行业发展前景广阔。

但是现有技术中的水轮机在电能转化这一方面的效率还比较低，并且在没有发挥到产出电能的最大功效。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有复合式水轮机的水轮机设备，其能够将水流能量更大限度的产出电能。

本发明的实施例是这样实现的：

一种具有复合式水轮机的水轮机设备，该水轮机设备包括第一水轮机和第二水轮机，第一水轮机设置在出水口处，第二水轮机设置在第一水轮机下方，第一水轮机和第二水轮机的轴心处于同一直线上，第一水轮机水平设置，第二水轮机竖直设置，第一水轮机和第二水轮机都包括水轮机叶轮、水轮机轮毂，水轮机轮毂设置在水轮机的圆心位置，水轮机叶轮均匀分布在水轮机轮毂上，第一水轮机的叶轮比第二水轮机的叶轮直径大，水轮机叶轮包括第一扇叶、第二扇叶和第三扇叶，第一扇叶平行于水轮机轮毂，第一扇叶设置在水轮机轮毂边缘，第二扇叶与第一扇叶连接，第一扇叶与第二扇叶的形状相同，第一扇叶呈弯曲状，第二扇叶反向安装在第一扇叶上，第一扇叶和第二扇叶连接呈s型，第三扇叶设置在第一扇叶和第二扇叶的连接处，第三扇叶与第一扇叶和第二扇叶之间具有弧度，并且第一扇叶、第二扇叶和第三扇叶之间呈y字形，叶轮机扇叶一体成型。

在本发明较佳的实施例中，上述第一扇叶和第二扇叶的弯曲弧度为40-45°。

在本发明较佳的实施例中，上述第一水轮机下还设置有出水槽，出水槽设置在第一水轮机的下方，第一水轮机悬空设置在出水槽中，出水槽包裹第一水轮机，出水槽的底部设置有第一开口，第一开口设置在第二水轮机的圆心轴线上。

在本发明较佳的实施例中，上述出水槽还包括导流板，导流板为中空圆台状，导流板的横截面大的一侧与第一开口连接，导流板横截面小的一侧对阵第二水轮机的扇叶。

在本发明较佳的实施例中，上述水轮机还包括多个发电单元，发电单元包括发电线圈，发电线圈设置在水轮机轮毂处，发电单元还包括磁悬浮轴承，磁悬浮轴承将水轮机轮毂托起。

在本发明较佳的实施例中，上述磁悬浮轴承包括第一磁悬浮轴承和第二磁悬浮轴承，第一磁悬浮轴承和第二磁悬浮轴承设置在水轮机轮毂两端，第一磁悬浮轴承和第二磁悬浮轴承将水轮机轮毂锁在中间。

本发明实施例的有益效果是：本发明在水轮机设备上设置第一水轮机和第二水轮机，第一水轮机正常产电，在第一水轮机的下方设置出水槽，将第一水轮机产出电能后的水重新汇集到出水槽中，出水槽中开设了第一开口，第一开口处还连接圆台状的导流板，将水集中后汇入到第二水轮机处，使第二水轮机转动产电，更大限度的将水流利用起来产电。并且第一水轮机和第二水轮机的叶轮包括第一扇叶、第二扇叶，第一扇叶和第二扇叶成s型，使水流在水轮机转动时能够反复冲刷扇叶使扇叶转动，并且还在第一扇叶和第二扇叶的连接处设置了第三扇叶，第三扇叶、第二扇叶和第一扇叶之间呈现类似于y字形的形状，使水流在冲击第一扇叶和第二扇叶时，在第三扇叶处形成斡旋水流，增加水流的冲击力，从而增加电能的产出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的整体结构实体图；

图2为本发明实施例的水轮机结构示意图。

图标：100-第一水轮机；200-第二水轮机；110-水轮机叶轮；120-水轮机轮毂；111-第一扇叶；112-第二扇叶；113-第三扇叶；130-出水槽；131-导流板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参见图1，本实施例提供一种具有复合式水轮机的水轮机设备，该水轮机设备包括第一水轮机100和第二水轮机200，第一水轮机100设置在出水口处，第二水轮机200设置在第一水轮机100下方，第一水轮机100和第二水轮机200的轴心处于同一直线上，第一水轮机100水平设置，第二水轮机200竖直设置，第一水轮机100和第二水轮机200都包括水轮机叶轮110、水轮机轮毂120，水轮机轮毂120设置在水轮机的圆心位置，水轮机叶轮110均匀分布在水轮机轮毂120上，第一水轮机100的叶轮比第二水轮机200的叶轮直径大，水轮机叶轮110包括第一扇叶111、第二扇叶112和第三扇叶113，第一扇叶111平行于水轮机轮毂120，第一扇叶111设置在水轮机轮毂120边缘，第二扇叶112与第一扇叶111连接，第一扇叶111与第二扇叶112的形状相同，第一扇叶111呈弯曲状，第二扇叶112反向安装在第一扇叶111上，第一扇叶111和第二扇叶112连接呈s型，第三扇叶113设置在第一扇叶111和第二扇叶112的连接处，第三扇叶113与第一扇叶111和第二扇叶112之间具有弧度，并且第一扇叶111、第二扇叶112和第三扇叶113之间呈y字形，叶轮机扇叶一体成型。

在本发明较佳的实施例中，上述第一扇叶111和第二扇叶112的弯曲弧度为40-45°。

在本发明较佳的实施例中，上述第一水轮机100下还设置有出水槽130，出水槽130设置在第一水轮机100的下方，第一水轮机100悬空设置在出水槽130中，出水槽130包裹第一水轮机100，出水槽130的底部设置有第一开口，第一开口设置在第二水轮机200的圆心轴线上。

在本发明较佳的实施例中，上述出水槽130还包括导流板131，导流板131为中空圆台状，导流板131的横截面大的一侧与第一开口连接，导流板131横截面小的一侧对阵第二水轮机200的扇叶。

在本发明较佳的实施例中，上述水轮机还包括多个发电单元，发电单元包括发电线圈，发电线圈设置在水轮机轮毂120处，发电单元还包括磁悬浮轴承，磁悬浮轴承将水轮机轮毂120托起。在发电单元处设置磁悬浮轴承，使水轮机在发电时不耗费自身转动的能量，全部转换为电能。

在本发明较佳的实施例中，上述磁悬浮轴承包括第一磁悬浮轴承和第二磁悬浮轴承，第一磁悬浮轴承和第二磁悬浮轴承设置在水轮机轮毂120两端，第一磁悬浮轴承和第二磁悬浮轴承将水轮机轮毂120锁在中间。

综上所述，本发明本发明在水轮机设备上设置第一水轮机100和第二水轮机200，第一水轮机100正常产电，在第一水轮机100的下方设置出水槽130，将第一水轮机100产出电能后的水重新汇集到出水槽130中，出水槽130中开设了第一开口，第一开口处还连接圆台状的导流板131，将水集中后汇入到第二水轮机200处，使第二水轮机200转动产电，更大限度的将水流利用起来产电。并且第一水轮机100和第二水轮机200的叶轮包括第一扇叶111、第二扇叶112，第一扇叶111和第二扇叶112成s型，使水流在水轮机转动时能够反复冲刷扇叶使扇叶转动，并且还在第一扇叶111和第二扇叶112的连接处设置了第三扇叶113，第三扇叶113、第二扇叶112和第一扇叶111之间呈现类似于y字形的形状，使水流在冲击第一扇叶111和第二扇叶112时，在第三扇叶113处形成斡旋水流，增加水流的冲击力，从而增加电能的产出。

本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。

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