的进水方向之间夹角为22.5°。本实用新型的喷水弯管41和进水管路42均位于安装水轮机的地基水平面之上。这样，喷水弯管41和进水管路42布局简单、限制小，使得整机在厂房内的装机位置点有多种选择，而且当需要移动时，无需对进水管路42坑道进行开挖与镶砌，减少土建投资；此夕卜，管路不在机坑内方便装拆、检修和维护。喷水弯管41和进水管路42可以位于安装冲击式水轮机2的地基水平面上，也可以位于距离安装冲击式水轮机2的地基水平面上一定高度上。
[0036]本实用新型的进水管路42为直管，进水管路42的轴线与喷水弯管41进水口截面轴心重合。一方面，轴心重合使得管壁的阻力最小，高速水流在管内流动时，动能损失最小，最有效的保证水能的利用效率；另一方面，进水管路42与喷水弯管41的轴心重合，便于连接，不易变形，而且密封性和抗冲击能力最好。进水管路42与喷水弯管41的连接可以采用法兰连接或伸缩节连接。当然，进水管路42为直管或进水管路42的轴线与喷水弯管41进水口截面轴心重合仅是本实用新型的一种实施例，本实用新型中，可以根据进水管路42的实际需要，采用直管或者弯管，也可以使进水管路42的轴线与喷水弯管41进水口截面轴心不重合(比如喷水弯管41进水口口径小于进水管路42 口径时，将进水管路42的底线与喷水弯管41进水口截面底线重合，管壁的阻力会更小)，不管采用何种方式，只要能够使发电机组达到最好的发电效果。
[0037]本实用新型的喷嘴机构6的流体喷射方向朝向水平设置的冲击式水轮机转轮21带分瓣的转轮水斗，流体经过转轮水斗后向两边折射而出。这样，在使用的时候，喷嘴机构6喷射的流体冲击转轮21带分瓣的转轮水斗后，向两边折射而出，并在重力的作用下，流体能够迅速从转轮21流入尾水机坑5，不会残留在冲击式水轮机2上对其造成损坏，也不会给冲击式水轮机2的转动带来负担，相反的，在冲击式水轮机2的转动下，能够会加速流体的出液。喷嘴机构6的断面尺寸自进口至出口逐渐减小呈收缩状，能够将水流的压力势能转换为喷射动能，在具体的出液过程中，流体在喷水弯管41处被供给喷嘴机构6，喷嘴机构6将高压流体转化为高速流体，冲击喷射在朝向水平设置的水轮机转轮21带分瓣的转轮水斗上，流体经过转轮水斗后从两边折射而出，实现出液。
[0038]本实用新型发电机主轴31上设有用于承受沿主轴31向下轴向力的支承结构7。支承结构7可以设置一个或者多个。优选的，支承结构7可以是导轴承，在使用的时候，导轴承可以承受发电机3和水轮机主轴31的径向力，使主轴31稳定保持在中心位置。本实用新型的水轮发电机组主轴上承受的沿主轴31向下轴向力包括主轴31的重力，和/或冲击式转轮的重力，和/或发电机相关零件(如转子等)的重力，和/或水流冲击冲击式转轮产生的向下轴向冲击力。
[0039]本实用新型的支承结构7包括设置在发电机3壳体内的上支承结构71，上支承结构71与发电机3的上支架32联接。所述的支承结构7还包括设置在发电机3壳体内的下支承结构72，下支承结构72与发电机3的下端盖33联接。采用以上设计，可以限制发电机3的位置，使得发电机稳定在发电机壳体内。此外，上下支承结构72还能承受发电机转动部分的机械不平衡力和电磁不平衡力，维持发电机主轴31在轴承间隙范围内稳定运行。
[0040]本实用新型的支承结构7包括设置在冲击式水轮机2机体内的辅助支承结构73，辅助支承结构73与延伸至冲击式水轮机2机体内发电机主轴31的主轴支架34联接。辅助支承结构73不仅可以进一步使发电机主轴31稳定保持在主轴支架34上，还可以约束冲击式水轮机2转轮在允许的径向范围内摆动，使得冲击式水轮发电机组能够稳定运行。当然，辅助支承结构73不是必备的，可以根据不同发电机组的不同强度要求等实际情况的需要决定是否配备辅助支承结构73来进一步稳定冲击式水轮机2。
[0041]本实用新型的水轮机机体(或壳体)结构可以是圆形结构或四边形或多边型结构，更容易实现多喷嘴的水轮机组的设置。
[0042]本实用新型的整装冲击立式高效水轮发电机组I在具体使用时，高速水流经过进水管路42引流，到达喷水弯管41后，喷水弯管41的弯曲为小角度弯曲，即弯管出水口的出水方向与进水口的进水方向之间夹角为22.5°，将高速水流供给喷嘴机构6，喷嘴机构6将高速水流朝向水平设置的冲击式水轮机转轮21带分瓣的转轮水斗冲击喷射，水流的喷射使转轮21转动，进一步带动发电机主轴31的转动，实现水的动能转化为转轮21的旋转机械能，最后再由发电机3转换为电能。
【主权项】
1.整装冲击立式高效水轮发电机组，其特征在于:其包括冲击式水轮机、发电机、进水管阀和尾水机坑，发电机和冲击式水轮机在垂直方向上布置，冲击式水轮机位于发电机之下和尾水机坑之上，进水管阀由喷嘴机构与冲击式水轮机机体连通，喷嘴机构位于冲击式水轮机转轮水平方向的一侧，并且喷嘴机构的流体正面击向带分瓣的转轮水斗，然后水流向两边折射而出。发电机的主轴延伸入冲击式水轮机机体中并作为冲击式水轮机转轮主轴与转轮装配结合联动。2.根据权利要求1所述的整装冲击立式高效水轮发电机组，其特征在于:所述的进水管阀包括喷水弯管和进水管路，喷水弯管的出水口通过喷嘴机构与冲击式水轮机连通，喷水弯管的进水口与进水管路连通，喷水弯管出水口的出水方向与进水口的进水方向之间夹角小于45° ο3.根据权利要求2所述的整装冲击立式高效水轮发电机组，其特征在于:所述的喷水弯管的进水口的进水方向为水平进水，喷水弯管的出水口的出水方向与喷嘴机构朝向冲击式水轮机转轮的喷射方向一致。4.根据权利要求2或3所述的整装冲击立式高效水轮发电机组，其特征在于:所述的喷水弯管出水口的出水方向与进水口的进水方向之间夹角为22.5°。5.根据权利要求2或3所述的整装冲击立式高效水轮发电机组，其特征在于:所述的喷水弯管和进水管路均位于安装冲击式水轮机的地基水平面之上。6.根据权利要求5所述的整装冲击立式高效水轮发电机组，其特征在于:所述的进水管路为直管，进水管路的轴线与喷水弯管进水口截面轴心重合。7.根据权利要求1所述的整装冲击立式高效水轮发电机组，其特征在于:所述的喷嘴机构的流体喷射方向朝向水平设置的冲击式水轮机带分瓣的转轮的水斗，流体经过转轮水斗后向两边折射而出。8.根据权利要求1所述的整装冲击立式高效水轮发电机组，其特征在于:所述的发电机的主轴上设有用于承受沿主轴向下轴向力的支承结构。9.根据权利要求8所述的整装冲击立式高效水轮发电机组，其特征在于:所述的支承结构包括设置在发电机壳体内的上支承结构，上支承结构与发电机的上支架联接；和/或包括设置在发电机壳体内的下支承结构，下支承结构与发电机的下端盖联接。10.根据权利要求8所述的整装冲击立式高效水轮发电机组，其特征在于:所述的支承结构包括设置在冲击式水轮机机体内的辅助支承结构，辅助支承结构与延伸至冲击式水轮机机体内发电机主轴的主轴支架联接。
【专利摘要】本实用新型提供整装冲击立式高效水轮发电机组，其包括冲击式水轮机、发电机、进水管阀和尾水机坑，发电机和冲击式水轮机在垂直方向上布置，冲击式水轮机位于发电机之下和尾水机坑之上，进水管阀由喷嘴机构与冲击式水轮机连通，喷嘴机构位于冲击式水轮机转轮一侧，并且喷嘴机构的流体喷射方向朝向冲击式水轮机转轮，发电机的主轴延伸入水轮机中并作为冲击式水轮机转轮主轴与转轮装配结合联动。该发电机组1、结构紧凑、占地小、成本低；2、运输、安装、检修方便；3、水头损失小、效率高；4、进水管路布局简单、限制小；5、结构技术简单可靠、延伸产品丰富；6、适用范围广：适用所有冲击式水轮发电机组。
【IPC分类】F03B1/00, F03B11/00, F03B13/00
【公开号】CN204900144
【申请号】CN201520691021
【发明人】张汉珍, 陈泉开
【申请人】永定县金安水电装备研究所
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月8日