专利名称：水轮机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水轮机，用于将水能转换为机械能，代替现有的水轮机，它包括有机壳，通过转轴和轴承结构支承于机壳内腔中的叶片式转轮，支承机壳的机座。
目前，水轮机有水斗式、反击式等水轮机。水斗式水轮机包括有机壳、转轴、转轮、喷管、折向板、引水板、水槽及制动喷嘴等，能量损失主要发生在喷管内将水流转换成动能，再将射流动能转换成旋转机械能的过程中，反击式水轮机需要宽大的蜗壳，叶片间的间距宽大，造成能量损失较大。上述两种结构均要受安装地理条件的限制，建造工作量大。
本实用新型的目的在于设计一种水能转换为机械能的水轮机，以减少水能损失，提高转换效率和降低对安装建造地址条件的要求。
本实用新型是这样来实现其目的该水轮机由机壳，通过转轴和轴承结构支承于机壳内腔中的叶片式转轮，支承机壳的机座构成，转轮的叶片的迎水面为平面，该平面偏离转轮的圆柱转子的径向平面的最大后倾角β不超过5°，叶片的背面为弧形面，叶片的外端与机壳内腔壁间呈紧密配合，其该端弧形面的切平面与迎水面间的夹角α为55°-65°，机壳上的进水口和出水口设置在平分圆柱机壳内腔的平分平面的一侧，工作时机壳内腔形成真空腔和腹腔，进水口和出水口的过流截面积均比真空腔的过流截面积大。
本实用型亦可以这样实现目的机壳分为两部分，其间装有密封垫，相互间通过螺栓结构锁紧。
本实用新型的机壳两端内腔壁与转子两端之间以凸凹结构呈密封配合。
由于本实用新型具有上述结构设计，安装时，只需在进水口装上压力水管和制动闸，水流从进水口进入机壳内腔的真空腔部分，叶片在水流重力和冲击作用下，推动转轮旋转，将水能转换成机械能，由转轴带动机械工作，然后水从出水口流出，进入安装时设置的尾水管和尾水槽而排走。水流进入真空腔中，形成虹吸现象，从而形成连续不断的工作过程，将水能转换为机械能，进行作功。由于结构设计合理，克服了水斗式和反击式等的缺点，安装使用时不需设置喷管，不需庞大的蜗壳，故水能损失大大降低，大大提高了水能转换为机械能的效率，并且降低了对安装地址条件的限制。
以下结合附图和实施例加以进一步说明，但不仅限于此。
图1是本实用新型的结构示意图，按图2B-B剖视；图2是本实用新型的A-A剖视示意图。
如图中所示，该水轮机由机壳1，通过转轴5和轴承结构9支承于机壳1内腔中的叶片式转轮2，支承机壳1的机座8构成，转轮2的叶片3的迎水面3a为平面，该平面偏离转轮2的圆柱转子2a的径向平面的最大后倾角β不超过5°，叶片3为均布于转子2a外壁面上的八片或多片，所谓径向平面是指通过圆柱转子2a的转轴5的轴心线和叶片3的迎水面3a与转子2a的外壁面相交的母线的平面，最佳设计的迎水面3a为径向平面的延伸，以便能有效地接受水流的作用，并将其水能转换为机械能，转子2a可设计成实心的，也可设计成空心的圆柱体(未绘图)，但要将其两端密封，水不进入该转子2a内腔中。与叶片3的迎水面3a相对的背面3d为弧形面，叶片3的外端与机壳1内腔壁间呈紧密配合，以保证工作时形成真空腔，并且在水流作用下，转轮2能灵活旋转为佳。叶片3外端的弧形面的切平面与迎水面3a的夹角α为55°-65°，太大会影响水能转换效率。叶片3的迎水面可为长方形、梯形、三角形等平面，其两侧面可制成梯形、长方形、三角形或弧面。机壳1上的进水口6和出水口7偏离平分圆柱机壳内腔的平分平面的一侧设置，工作时机壳1内形成真空腔1a和腹腔1b，进水口6和出水口7的过流截面积均比真空腔1a的过流截面积大，最小应保证相等，以保证工作时尾水槽中和尾水管中的气体不倒吸入真空腔1a中，以提高水轮机转速和水能转换效率。机壳1分为两个部分，其结构相同，两部分间装有柔性密封垫，相互间通过螺栓结构11锁紧，机壳1两端内腔壁与转子2a两端之间以凸凹结构10形成密封配合，即这两个部件上分别设计有相互配合的圆形凸筋和凹槽，以增加相互间的密封性。在使用现场安装时，在进水口6上装设压力水管和制动闸，装联处要保持密封，出水口7上装设尾水管和尾水槽，尾水槽也可采用天然水滩，最深水位1米，水深应保证达到当压力水管的流量小于尾水管中流量时或停机时，尾水管中气体不被倒吸，尾水槽中的水不被反吸而冲撞叶片和降低流水噪声。生产时，注意机壳内的密封性，以保证工作时形成的真空腔1a内的虹吸效果。该水轮机与冲击式相比，安装时减少了喷管等结构，无射流要求，从而减少水能损失，腹腔1b内飞逸水少，水轮机转速可大大提高，工作平稳。与反击式相比，减少了蜗壳，降低了水能损失，因此，大大提高了水能转换效率。此外，水轮机安装可不筑坝，降低了对地址条件的限制。支承转轴5的轴承结构9为普通轴承，装于机壳1的两端上。该水轮机可作冲击式、反击式用，可同时转换冲击、反击的能量，产生虹吸效果，成功地进行工作，该机还可作成立式结构，结构与卧式完全一致，工作过程、原理也完全一致。机座8作成与机壳1配装的机架也可以，机座8与机壳1间可以用螺钉或焊接方式联接。
权利要求1.一种将水能转换为机械能的水轮机，该水轮机由机壳(1)，通过转轴(5)和轴承结构(9)支承于机壳(1)内腔中的叶片式转轮(2)，支承机壳(1)的机座(8)构成，其特征在于转轮(2)的叶片(3)的迎水面(3a)为平面，该平面偏离转轮(2)的圆柱转子(2a)的径向平面的最大后倾角β不超过5°，叶片(3)的背面(3d)为弧形面，叶片(3)的外端与机壳(1)内腔壁间呈紧密配合，其该端弧形面的切平面与迎水面(3a)间的夹角α为55°-65°，机壳(1)上的进水口(6)和出水口(7)设置在平分圆柱机壳(1)内腔的平分平面的一侧，工作时机壳(1)内腔形成真空腔(1a)和腹腔(1b)，进水口(6)和出水口(7)的过流截面积均比真空腔(1a)的过流截面积大，最小应保证相等。
2.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于机壳(1)分为两部分，其间装有密封垫(4)，相互间通过螺栓结构(11)锁紧。
3.根据权利要求1或2所述的水轮机，其特征在于机壳(1)两端内腔壁与转子(2a)两端之间以凸凹结构(10)呈密封配合。
专利摘要本实用新型涉及一种将水能转换为机械能的水轮机,由机壳、通过转轴和轴承结构支承于机壳内腔中的叶片式转轮,支承机壳的机座构成。
文档编号F03B1/00GK2412102SQ0022253
公开日2000年12月27日 申请日期2000年3月17日 优先权日2000年3月17日
发明者杨海泉 申请人:杨海泉