专利名称：容积式水轮机的制作方法
技术领域：
本发明提供了一种容积式水轮机，尤其本发明做功转轮受力面是能堵截性使用做功水流截面的单向运转，采用直接传动低速发电机做功，可限制选用容积内做功水流自由速度比例。运用容积内因速度受限而容积质量不会失重又不占耗水比的相对静止静压为做功质量重力，仍旧象传统水轮机那样由水轮机做功转受力面的做功速度与做功水流自由速度的差别，对水头容积能量一分为二又守恒的转化为相当于水头容积静压能量的，做功质量重力加速度压击受力面。由能量新陈代泄的持续时间，维持水头容积能量的做功基数不断向外转换功率。
但本发明做功水流，只有释放出容积外的做功质量速度耗水，容积内不失重的压力为做功质量重力，与向容积外耗水的做功质量速度同步运动，不占耗水比例。
纠正了传统水轮机转轮受力面的做功速度消耗做功水流，供转轮受力的做功质量重力因为来自于做功水流速度；高于受力面做功转速，而与受力面发生斥力的反击效应，也含流量损耗的弱点。
因为本发明对水头容积能量的转换效率和传统水轮机相同。但做功质量重力可以做功却不耗水。所以本发明可多倍提高各种传统水轮机的能量利用效率。
(二)水头容积能量和势能功率水头容积能量就是水流释放孔乘高的容积质量比重，或识为水轮机做功转轮受力面乘高的容积质量静压。
在能量转换计算势能功率的条件中这是个做功能量的原始基数，根据能量守恒定律；水头容积能量被水轮机转轮受力面的做功转速，一分为二的分解转化为质量重力加速度的动能，进入转换能量的做功状态时，无论做功质量重力是用不耗水的压能，还是做功质量重力为纯耗水的冲击能，只要做功水流新陈代谢的持续供给水头容积能量不变，这种动态能量还没经时间过渡的做功基数，仍守恒的相符于水头静压的容积能量；这就是容积静压势能转化为容积动态势能的守恒定律。
根据计算势能功率的三要素质量生力加速度乘距离。根据计算势能功率的表示式 证明9．81千瓦×H高度×Q立方米／秒的表示值；其中受力面乘高的水头容积质量在高度条件下的自由速度性能；向下运动的势能，就是代表容积能量还无时间过渡的表示值。由这种容积能量为做功基数，持续做功一秒时间，就是水轮机向外转换势能功率的原始基数瓦特或千瓦单位。持续做功一小时，就是千瓦时的表示单位。在水电站建设中叫做百分之百的发电机装机容量。或没乘利用系数的能量转换效率。根据本文摘要所述这种自由速度运动的质量势能，变更为部分做功速度和部分不失重的容积做功压能，向外转换容积能量，根据能量守恒定律证明这种向外转换势功率的原始做功基数，将仍然守恒的相当于水头容积能量。它和水流用自由释放速度做功，转换势能功率的原始做功基数相同的守恒。但压能为做功质量重力不耗水，只有做功质量速度失重而向容积外耗水。
(三)传统水轮机由冲击能做功的耗水与出力传统水轮机运用做功水流自由速度的冲击能，对水头容积能量向外转换的质量重力加速度是高于转轮受力面做功转速的水流速，从受面上高速向容积外散失而纯耗水的反击效应。虽然它做功质量重力和速度均由耗水为代价，但它向外转换功率的做功基数，仍守恒的相当于水头容积能量。
(四)本发明由容积内不失重压能做功的耗水与出力本发明向外转换水头容积能量的质量重力加速度是只有做功质量速度向容积外耗水，容积内不失重的相对静止静压为做功质量重力，与向容积外耗水的做功质量速度同步运动不占耗水比例。虽然它做功质量重力不耗水，但它向外转换功率的做功基数和传统水轮机相同；也是水头容积静压守恒的转化为动能的；相当于水头容积静压的水头容积能量。
(五)本发明转换势能功率的计算由上述证明无论是本发明还是传统水轮机，它们转换能量的做功基数，都是水头容积能量的势能。无论做功水流使用纯自由速度的冲击能做功，还是做功水流使用相对静止的部分速度而产生部分不失重的压能做功，它们由受力转轮的做功速度把水头容积静压，一分为二的转化为质量重力加速度的做功势能，根据能量守恒定律证明是相同的。因此它们转换能量的做功基数都是水头容积能量；它们持续做功乘一秒时间的功率基本是相同的。由此证明本发明不同于传统水轮机的能量利用措施，在计算势能功率时，只需把本发明单个做功转轮受力面，识为自由速度的做功水流释放孔；对所求做功质量重力加速度向容积外总的耗水值乘距离即可。
即9．81千瓦×H×Q=势能功率本发明转换能量的实际耗水值，由单个做功转轮受力面积乘受力面运转做功的线速即可求得。
(六)如下由具体实例详细说明本发明转换能量的技术优势本发明能堵截性使用做功水流截面的技术优势，具体实施于水电站时，转换能量的具体条件采用；H水头100米高和一平方米受力面，在选用做功水流速度为10米／秒的条件下可知；流量消耗为10立方米／秒，根据H水头100米高乘一平方米受力底面的100立方米水头静压，本发明受力面选用10米／秒线速度直接传动低速发电机做功，水头静压只能失重22．59立方米，还有77．41立方米容积内不失重的相对静止静压为做功质量重力压击受力面，与每秒向容积外耗水的10米速度同步不断向外转换功率。
本发明的能量转换措施只有供受力面做功的速度向容积外耗水，转换能量所需的做功质量重力为容积内不失重的静压比，与受力面的做功速度同步，可以向外转换能量，但不占耗水比。
该具体条件由传统水轮机转换能量，就要向容积外耗水，44．27立方米／秒。该具体条件由本发明转换能量，向容积外的耗水只有10立方米／秒。上述能量转换的具体条件，百分之百的势能功率是9．81千瓦×H水头100米高×Q44．27立方米／秒=H·Q，43428(千瓦)这是本发明或传统水轮机对水头容积能量持续不停的向外转换一秒时间的功率。
由上述可以看出本发明和传统水轮机向外转换容积能量的做功效率都是守恒而相同的；但不同的是
A传统水轮机向容积外的耗水是44．27立方米／秒。
B本发明向容积外的耗水是10立方米／秒。
C并且本发明加高到1000米水头做功，耗水也只有10立方米／秒上述本发明利用做功水流的自由速度被相对静止措施，把部分容积质量不失重的转化为做功质量重力，组合质量重力加速度的做功原理，加大了新陈代谢的做功水流在容积内的滞留时间而不失重的少耗水。但这种质量重力加速度转换水头容积能量的出力性能根据能量守恒定律证明，与水流自由速度冲击做功的出力性能相同。只是耗水不同，所以，本发明节能效果之大的技术优势，根据向容积外消耗的水流和容积静压比较比重的水平原理证明；所发出的电能；除可把消耗向容积外的水流再提升置容积最高水位供应自我运转外，还能再向外输出电能。因此，本发明确信无疑是一场新的工业革命。
本发明的装置包括机座1、机壳支架2、机壳3、启封杠4、启闭块5、传动轴支架6、轴承7、传动轴8、转子9、受力舌10ABCD凹槽11、连杆12、迷宫封水缝13、密封盖14、连接盘15、螺丝16、螺丝17、水压腔18、进水口19、出水口20、弹性封闭舌21、受力舌固位销22、螺丝23。
图1为横向切面2为纵向切面图下面将结合附图详细说明本发明结构装置的工作原理如图2所示，机座1上装配传动轴支架6，传动轴支架6上装配轴承7、轴承7内径装配传动轴8、传动轴8上装配转子9，如图1所示转9上设置凹槽11、凹槽11内由受力舌固位销22动化的固定装配受力舌10，在转子9上对称装配的4个受力舌10ABCD，由连杆12连接成两对可以往复运动的固定体系，再由机座1上装配的机壳支架2上固定的机壳3的内壁；与转子9外壁之间形成一个做功水流可以通过的水压腔18，这样当做功水流由进水口20进入水压腔18，压击受力舌10A做功时，受力舌10B在启闭块5的内壁通过连杆12强制性支承受力舌10A堵截性使用做功水流截面，这时受力舌10C就开始通过启封扛4泄水，使做功水流完成做功过程后，从出水口20最终完成泄水过渡期，当受力舌10C开始通过启封扛4泄水时，因有连杆12的作用，同时也就推动了受力舌10D突出凹槽11，又堵截了做功水流的运动截面，这样就始终有一个受力舌10在堵截着做功水流截面聚压受力，并通过传动轴9上装配的连接盘15连接低速发电机做功，向外转换水压腔18内容积压能加速度的势能。做功水流的无功泄漏，由迷宫封水缝13减压封水后，再由密封盖14封水。启闭块5与转子9之间的漏水间隙，由钢质弹性封闭舌21贴在转子9的外壁上封闭漏水，封闭舌21另一端由螺丝23固定。螺丝17把密封盖14固定在机壳3的两端，螺丝16把启闭块5固定在机壳3相应位置的内壁上。因启封扛4的弯曲弧度是两种，它与启闭块5是一个连接体。
权利要求
1.本发明提供了一种容积式水轮机；该装置包括传动轴8、转子9、4个ABCD受力舌10、连杆12、启封扛4、启闭块5、水压腔18、凹槽11；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于当做功水流进入水压腔18冲向受力舌10时，因有启封扛4和启闭块5对受力舌10进入凹槽11的启封条件决定，对称侧始终有一个受力舌10被连杆12支承着堵截做功水流受力；
3.根据权利要求1和2所述的装置，其特征在于当受力舌10受力传动转子9和传动轴8及传动轴8上的连接盘15运转做功时、连接盘15连接传动低速发电机做功，可以使用容积内不失重的压力为做功质量重力；
4.根据权利2和3所述的装置，其特征在于本发明传动低速发电机转换能量，对水头容积能量的转换效率守恒的和传统水轮机相同，但发出的电能，除可提升耗水供应自我运转外；还能再向外输出电能。
全文摘要
本发明提供了一种容积式水轮机;尤其本发明做功转轮受力面是:能堵截性使用做功水流截面的单向运转。采用直接传动低速发电机做功,可限制选用容积内水流向外做功的自由速度比例,运用做功水流因速度受限,而容积质量不会失重的相对静止静压为做功质量重力压击受力面做功,对受力面乘高的水头容积能量,在守恒的转换效率上和传统水轮机相同。但做功质量重力与向容积外耗水的做功质量速度同步运动,可以做功却不耗水,所以本发明转换能量可比传统水轮机多倍节水。
文档编号F03B1/00GK1292457SQ9912177
公开日2001年4月25日 申请日期1999年10月11日 优先权日1999年10月11日
发明者罗化然 申请人:罗化然