一种基于多方向喷射的水轮机的制作方法

本实用新型涉及水轮机技术领域，特别是一种基于多方向喷射的水轮机。

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。在水电站中往往设置很多进水口，然后在每个进水口配有发电机，但是机械都有出故障的时候，所以当发电机出现故障时，相对应的进水口就没有用了，就损失了此处水的能量。

现有的水轮机的喷嘴设置单一，不能实时调节喷水方向，当不需要进行发电时，只能关闭进水管道，而某些区域的河流段只设置水轮机出口这一个出水口，故若关闭水轮机进水管道，上流水流便不能继续向下流通，故水轮机使用时十分不便。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有的水轮机中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型所要解决的问题在于如何解决水轮机喷嘴喷射方向单一。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：送水管道，包括与所述送水管道连接的喷管，以及与所述喷管配合的驱动件，所述喷管包括与所述送水管道可拆卸连接的喷管后段、与所述喷管后段配合的喷管中段，以及与所述喷管中段配合的喷管前段，所述驱动件分别与所述喷管中段及所述喷管前段配合；旋转单元，包括主轴、与所述主轴连接的转轮、设置于所述转轮侧面并与其可拆卸配合的扇叶。

作为本实用新型所述基于多方向喷射的水轮机的一种优选方案，其中：所述喷管前段后端侧面倾斜设置有第一外齿圈，所述驱动件包括与所述第一外齿圈配合的第一电机，所述第一电机固定于所述喷管中段侧面。

作为本实用新型所述基于多方向喷射的水轮机的一种优选方案，其中：所述喷管中段后端侧面倾斜设置有第二外齿圈，所述驱动件包括与所述第二外齿圈配合的第二电机，所述第二电机固定于所述喷管后段侧面。

作为本实用新型所述基于多方向喷射的水轮机的一种优选方案，其中：所述喷管前段包括喷嘴和连接管，所述连接管一端与所述喷嘴螺纹连接，另一端与所述喷管中段配合。

作为本实用新型所述基于多方向喷射的水轮机的一种优选方案，其中：所述喷管中段包括设置于其两端的伸出端，以及与所述伸出端配合连接的连接环，所述伸出端与所述连接环配合后在所述伸出端的外圈产生卡槽，所述喷管前段和所述喷管后段均设置有与所述卡槽配合的卡接环。

作为本实用新型所述基于多方向喷射的水轮机的一种优选方案，其中：所述扇叶包括与所述转轮配合的连接部，以及受冲部，所述受冲部任一竖直截面均为弯折形，所述受冲部任一横截面均为弯折形。

作为本实用新型所述基于多方向喷射的水轮机的一种优选方案，其中：所述转轮侧面设置有第一凹槽，所述第一凹槽任一横截面为“土”字型，所述连接部与所述第一凹槽配合。

作为本实用新型所述基于多方向喷射的水轮机的一种优选方案，其中：所述旋转单元还包括限位环，其内侧面设置有螺纹，所述转轮设置有与所述限位环配合的环型凹槽；所述连接部上端面设置有第二凹槽，所述环型凹槽压在所述第二凹槽上。

作为本实用新型所述基于多方向喷射的水轮机的一种优选方案，其中：所述第一外齿圈和所述第二外齿圈沿竖直平面对称。

作为本实用新型所述基于多方向喷射的水轮机的一种优选方案，其中：所述喷管设置有多个，并且多个所述喷管等角度阵列设置。

本实用新型有益效果为水轮机水流的喷射方向可调节，故可以通过其喷射方向改变转轮的转速，使得水轮机可根据需要改变发电效率，使用更加灵活；水轮机扇叶可装配，便于运输。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为实例1中基于多方向喷射的水轮机的结构图。

图2为实例1中基于多方向喷射的水轮机的喷管俯视图。

图3为实例1中基于多方向喷射的水轮机的喷管爆炸图。

图4为实例1中基于多方向喷射的水轮机的喷管剖视图。

图5为实例2中转速可调节的水轮机的扇叶结构图。

图6为实例2中转速可调节的水轮机的旋转单元结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1～4，为本实用新型第一个实施例，该实施例提供了一种基于多方向喷射的水轮机，基于多方向喷射的水轮机包括送水管道100和旋转单元200，送水管道100引导水流冲击旋转单元200的扇叶203，旋转单元200通过使主轴201与发电机相连进行发电。

具体的，送水管道100，包括与所述送水管道100连接的喷管101，以及与所述喷管101配合的驱动件102，所述喷管101包括与所述送水管道100可拆卸连接的喷管后段101a、与所述喷管后段101a配合的喷管中段101b，以及与所述喷管中段101b配合的喷管前段101c，所述驱动件102分别与所述喷管中段101b及所述喷管前段101c配合。送水管道100上设置有与喷管后段101a连接的法兰，通过螺栓连接对喷管101进行固定，喷管后段101a和喷管前段101c均与喷管中段101b连接，具体连接方式为：所述喷管中段101b包括设置于其两端的伸出端101b-2，以及与所述伸出端101b-2配合连接的连接环101b-3，所述伸出端101b-2与所述连接环101b-3配合后在所述伸出端101b-2的外圈产生卡槽101b-4，所述喷管前段101c和所述喷管后段101a均设置有与所述卡槽101b-4配合的卡接环101c-4，而所述喷管前段101c包括喷嘴101c-2和连接管101c-3，所述连接管101c-3一端与所述喷嘴101c-2螺纹连接，另一端与所述喷管中段101b配合，需要说明的是，喷管前段101c的卡接环101c-4设置在连接管101c-3上。喷管前段101c这样设置有两个有益效果，其一为喷嘴101c-2可拆卸，可通过定制若干个型号的喷嘴101c-2，每一个型号的喷嘴101c-2其喷口直径均不相同，即可以通过更换喷嘴101c-2来调节喷射出的水流的流速；其二为便于装配喷管101。喷管101在装配时，先将喷管中段101b两端的伸出端101b-2插进喷管后段101a和喷管前段101c中，通过连接管101c-3的另一侧将一个连接环101b-3与伸出端101b-2用螺钉进行连接，而连接管101c-3上的卡接环101c-4就设置在所述伸出端101b-2与所述连接环101b-3配合后在所述伸出端101b-2的外圈产生卡槽101b-4中，以此将连接管101c-3与喷管中段101b进行连接，使得喷管中段101b与连接管101c-3之间可以相对旋转的通同时也能保证密封性，进一步的，可以在其配合的地方设置密封圈进一步保证其密封性。同理，通过喷管后段101a的另一侧将一个连接环101b-3与伸出端101b-2用螺钉进行连接，来连接喷管后段101a和喷管中段101b。

所述喷管前段101c后端侧面倾斜设置有第一外齿圈101c-1，所述驱动件102包括与所述第一外齿圈101c-1配合的第一电机102a，所述第一电机102a固定于所述喷管中段101b侧面。所述喷管中段101b后端侧面倾斜设置有第二外齿圈101b-1，所述驱动件102包括与所述第二外齿圈101b-1配合的第二电机102b，所述第二电机102b固定于所述喷管后段101a侧面。优选的，所述第一外齿圈101c-1和所述第二外齿圈101b-1沿竖直平面对称。

旋转单元200，包括主轴201、与所述主轴201连接的转轮202、设置于所述转轮202侧面并与其可拆卸配合的扇叶203。旋转单元200设置在送水管道100中间，主轴201与发电机进行连接，扇叶203采用插接的方式与转轮202连接，用螺钉对扇叶203进行固定。

进一步的，所述喷管101设置有多个，并且多个所述喷管101等角度阵列设置。在本实施例中，采用3个喷管101，并且两两之间的角度为120度。

综上，旋转单元200设置于送水管道100中间，扇叶203固定在转轮202上，主轴201一端与转轮202固定连接，另一端与发电机配合，送水管道100与多个喷管101螺栓连接，每一个喷管101均指向所述扇叶203的外侧，喷管前段101c后端侧面倾斜设置有第一外齿圈101c-1，所述喷管中段101b后端侧面倾斜设置有第二外齿圈101b-1，第一电机102a和第二电机102b分别与第一外齿圈101c-1和第二外齿圈101b-1配合。

在安装时，先将扇叶203安装在转轮202上，用螺钉一一将扇叶203固定，然后将装配好的喷管101安装在送水管道100上，在使用时，送水管道100引导水流通过喷管101冲击在扇叶203上，通过第一电机102a和第二电机102b调节水流的喷射方向，以此来调节转轮202的转速，当不需要发电时，将水流喷射方向转向碰不到扇叶203的方向即可。

实施例2

参照图5和图6，为本实用新型第二个实施例，其不同于第一个实施例的是：扇叶203包括连接部203a和受冲部203b，旋转单元200还包括限位环204。在上一个实施例中，基于多方向喷射的水轮机包括送水管道100和旋转单元200，送水管道100引导水流冲击旋转单元200的扇叶203，旋转单元200通过使主轴201与发电机相连进行发电。

具体的，送水管道100，包括与所述送水管道100连接的喷管101，以及与所述喷管101配合的驱动件102，所述喷管101包括与所述送水管道100可拆卸连接的喷管后段101a、与所述喷管后段101a配合的喷管中段101b，以及与所述喷管中段101b配合的喷管前段101c，所述驱动件102分别与所述喷管中段101b及所述喷管前段101c配合。送水管道100上设置有与喷管后段101a连接的法兰，通过螺栓连接对喷管101进行固定，喷管后段101a和喷管前段101c均与喷管中段101b连接，具体连接方式为：所述喷管中段101b包括设置于其两端的伸出端101b-2，以及与所述伸出端101b-2配合连接的连接环101b-3，所述伸出端101b-2与所述连接环101b-3配合后在所述伸出端101b-2的外圈产生卡槽101b-4，所述喷管前段101c和所述喷管后段101a均设置有与所述卡槽101b-4配合的卡接环101c-4，而所述喷管前段101c包括喷嘴101c-2和连接管101c-3，所述连接管101c-3一端与所述喷嘴101c-2螺纹连接，另一端与所述喷管中段101b配合，需要说明的是，喷管前段101c的卡接环101c-4设置在连接管101c-3上。所述喷管前段101c后端侧面倾斜设置有第一外齿圈101c-1，所述驱动件102包括与所述第一外齿圈101c-1配合的第一电机102a，所述第一电机102a固定于所述喷管中段101b侧面。所述喷管中段101b后端侧面倾斜设置有第二外齿圈101b-1，所述驱动件102包括与所述第二外齿圈101b-1配合的第二电机102b，所述第二电机102b固定于所述喷管后段101a侧面。优选的，所述第一外齿圈101c-1和所述第二外齿圈101b-1沿竖直平面对称。进一步的，所述喷管101设置有多个，并且多个所述喷管101等角度阵列设置。在本实施例中，采用3个喷管101，并且两两之间的角度为120度。

旋转单元200，包括主轴201、与所述主轴201连接的转轮202、设置于所述转轮202侧面并与其可拆卸配合的扇叶203。旋转单元200设置在送水管道100中间，主轴201与发电机进行连接，扇叶203采用插接的方式与转轮202连接，用螺钉对扇叶203进行固定。

进一步的，所述扇叶203包括与所述转轮202配合的连接部203a，以及受冲部203b，所述受冲部203b任一竖直截面均为弯折形，所述受冲部203b任一横截面均为弯折形，扇叶203的受冲部203b中间位置下凹，其外端向前弯折，即当水流冲击扇叶203时，受冲部203b的外端会更好的承接水流，而其中间凹下去的部分可以充分利用水流的冲击力。

进一步的，所述转轮202侧面设置有第一凹槽202a，所述第一凹槽202a任一横截面为“土”字型，所述连接部203a与所述第一凹槽202a配合，设置为“土”字型的原因是这样设置扇叶203与转轮202之间的连接更为紧密，并且在设置限位环204时，更加容易将扇叶203进行固定。需要注意的是，第一凹槽202a并未将转轮202贯通，即扇叶203的连接部203a插入第一凹槽202a时，其底端是已经进行限位的，故只需要通过限位环204将其上端进行限位就可以将扇叶203固定。

进一步的，所述旋转单元200还包括限位环204，其内侧面设置有螺纹，所述转轮202设置有与所述限位环204配合的环型凹槽202b；所述连接部203a上端面设置有第二凹槽203a-1，所述环型凹槽202b压在所述第二凹槽203a-1上。限位环204的设置可以一步将所有的扇叶203全部进行固定，更加便于拆卸或者安装，节省时间，而且通过“土”字型的第一凹槽202a和限位环204，完全不用担心连接不牢固以致发生危险。

综上，旋转单元200设置于送水管道100中间，扇叶203卡接在转轮202上，通过限位环204进行固定。主轴201一端与转轮202固定连接，另一端与发电机配合，送水管道100与多个喷管101螺栓连接，每一个喷管101均指向所述扇叶203的外侧，喷管前段101c后端侧面倾斜设置有第一外齿圈101c-1，所述喷管中段101b后端侧面倾斜设置有第二外齿圈101b-1，第一电机102a和第二电机102b分别与第一外齿圈101c-1和第二外齿圈101b-1配合。

在安装时，先将扇叶203安装在转轮202上，用螺钉一一将扇叶203固定，然后将装配好的喷管101安装在送水管道100上，在使用时，送水管道100引导水流通过喷管101冲击在扇叶203上，通过第一电机102a和第二电机102b调节水流的喷射方向，以此来调节转轮202的转速，当不需要发电时，将水流喷射方向转向碰不到扇叶203的方向即可。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。