专利名称：弧斜形叶片水轮的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水轮机的一种叶片水轮。该叶片水轮特别适宜安装在低落差和自然湍流水的水面上、水中间、水底部作水轮机转换水流能量使用。
现有各种水轮机的水轮均不能在低落差和自然湍流水的水面上、水中间、水底部安装作功，其叶片的工作面积也无法按实际需要大型化、超特大型化设计制造。因此存在着水轮机在将水能转换成电能的过程中，必须要拦河筑坝修建蓄水库，提高水位、增大水落差；必须迁移库区大量的居民；建设电站工程难度大、工时多、时间长、耗资金额大，见效慢；排除蓄水库内淤积泥沙困难，不利防洪及备战，无法消除万一决坝造成祸击电站下游的灾害等问题。
本实用新型的目的意在克服上述缺点，科学地利用地球上普遍的自然水力资源，解决必须修建高大的拦河蓄水堤坝来提高水位落差而耗资巨额和工程难度大等问题，设计了一种能在低落差和自然湍流水作功，且可根据实际工作需要制作成大型、超特大型化的弧斜形叶片水轮。该水轮直接利用江河湍流的自然水和稍加改造过的自然水就可以建设一个具有一定规模的水电站。
本实用新型的目的是这样来实现等距分布在中心轴上的外凸内弧的弧斜形叶片整体呈扭状。其单片叶片弧度为100——160度，该叶片根部与中心轴轴心外圆沿螺旋线固定连接，该螺旋线起点和终点与轴心的连线在轴径向剖面内投影的夹角为90——150度，叶片顶部与螺旋线倾斜方向一致。其叶片为三至数十片，叶片长度为1米至数百米或上千米，叶轮横切外圆直径为0.1米至数米。采用这种结构，当水轮转动时，具有正向工作时受力面积极大，而在负向工作(回程)时，叶片不存在余水，故阻力面积极小，转速快，对每片叶片的工作面积可设计、制造出面积达2000平方米的超特大型弧凸斜形叶轮。本实用新型是利用湍流水的能量(流速达3米／秒)冲击弧斜形叶片转换能量，带动中心轴旋转。使用时，只需将水轮两端的轴承座固定在河床或河堤上，在中心轴一端通过齿轮箱或其它传动部件(如连轴器中的齿轮连轴器等)与发电机动力输入轴相连。当湍流水从弧斜形叶片空间流过，水冲击水轮转动，具有的动能连续冲击弧斜叶片产生扭矩，使中心轴旋转，同时带动发电机转子转动产生电能。
本实用新型制造加工精度要求低，生产容易、安装简单。其作用可以代替混流式、轴流式、贯流式、斜流转桨式、双击式等水轮机，而减少了引水部件、导水机构、尾水管三大部件。利用它修建电站因不需修建高大的拦河坝，只需把江河两岸边适当整修，免除了因修蓄水库须迁移库区居民一系列问题，减少了工程难度、修建电站工时少、时间短，其耗资金额仅是需修高大拦河蓄水库的10－20％左右。而且免除了库内淤积泥沙、通航、防洪及备战等顾虑，消除了决坝时祸击电站下游的灾害后患等问题。同时可以在同一条江河上成阶梯式的修建一定规模的电站，发出电能供用户需要(该发电成本低)
以下结合附图对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型一种结构示意图。图2为
图1A——A横断面图。图3为
图1的侧视图。图4为
图1弧斜形叶片展开图。
参见
图1——图4，本水轮由等距焊接(或铸造)在中心轴3上的六片外凸内弧的弧斜形叶片2和中心轴3两端安装的与轴承座4相配套的滚动轴承1构成。其弧斜形叶片2的弧度α为130°±30°，该叶片2的根部与中心轴3的表面沿螺旋线固定连接，该螺旋线的起点A和终点B与轴心的连线在径向剖面内的夹角β为120°±30°，叶片2顶部与螺旋线倾斜方向一致。叶片2焊接安装完毕后，整个水轮呈弧凸形斜面扭状。由于弧斜形叶片2从一头高斜向另一头低，当水冲击弧斜形叶片时，第一片弧斜形叶片工作未完，第二片弧斜形叶片高的一头又接着工作，这样在水力的冲击下，水轮可实现连续工作，所以该水轮适合用于安装在水面上，安装在水中和水下冲动旋转而产生较大的扭矩，而湍流水在冲击弧斜形叶片产生动力后，该叶片又自然与水分离，水流自动从两叶片间流走。
本水轮的中心轴直径、长度，叶片的弧度α、片数、长度、叶片沿中心轴外圆的螺旋线夹角β及叶轮横切面直径按前述方案，并根据所建电站要求而定。本水轮结构的应用可设计、制造出小、中、大及超特大型弧斜形叶片水轮机。
采用本实用新型设计、制造的各类型水轮机可以固定安装在自然江河水中或水下；在不能通航的河流也可横跨两岸安装，修建梯级式的电站时，可随着河床的增高与水流面的增高而上下调动；本实用新型也可以安装在漂浮物上(如船舶、浮筒上，随湍流水的变化而移动作功。还可以利用现有发电站的尾水和现有水渠的流水冲击叶轮旋转发出电能供有关用户使用。同时还可以利用现有水内交通工具航行时的尾水能量发出电能，供其水内交通工具在航行时推进力以外的用电(如照明)等等。
权利要求1.一种包括叶片、中心轴、轴承及轴承座的弧斜形叶片水轮，其特征在于等距分布在中心轴上的弧斜形叶片整体呈扭状，其单片叶片弧度为100度-160度，该弧斜形叶片根部与中心轴轴心外圆沿螺旋线固定连接，该螺旋线起点和终点同轴心的连线在轴径向剖面内的投影夹角为90度-150度，叶片顶部与螺旋线倾斜方向一致。
2.根据权利要求1所述的弧斜形叶片水轮，其特征在于弧斜形叶片至少三片。
专利摘要本实用新型提供了一种适宜安装在低落差和自然湍流水的水面上、水中间、水底部作水轮机转换水流能量使用的弧斜形叶片水轮。其在中心轴上的弧斜形叶片整呈扭状，弧斜形叶片沿中心轴外圆呈螺旋状固定连接。该水轮制造加工精度低、生产容易、安装简单。它解决了必须修建高大的拦河蓄水堤坝来提高水位落差而耗资巨额和工程难度大等问题。根据实际需要采用本水轮结构，可设计、制造出小、中、大及超特大型斜弧形叶片水轮机。
文档编号F03B7/00GK2212091SQ94229609
公开日1995年11月8日 申请日期1994年9月17日 优先权日1994年9月17日
发明者康正福 申请人:康正福