[发明专利]集流可调多喷嘴斜击式水轮机

说明书

技术领域

本发明属于水能发电装置，尤其是一种集流可调多喷嘴斜击式水轮机。

背景技术

现有的传统斜击式水轮机由机壳、喷嘴以及机壳内的转轮构成，喷嘴口对准转轮叶片，压力水以一定角度的斜角喷向水轮机转轮叶片，推动转轮旋转作功发电。斜击式水轮机是一种冲击式水轮机，其优点是工况范围广，水流量达到10％以上就能工作。但传统的水轮机叶片大小是有一定尺寸限度的，受叶片尺寸及喷嘴口径的限制，只能适应相对高水头的情况使用，由于过流量小，对应某一确定水头的单喷嘴水轮机，只能通过一确定数值的流量，发出相应数值的最大电量，使用范围受到限制。

为了扩大斜击式水轮机的应用范围，也有人提出双喷嘴或多喷嘴的斜击式水轮机，但这些机组采用多喷嘴后每一个喷嘴的流道都是独立的，使得机组结构复杂，流道阻力大；加工生产也困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种集流可调多喷嘴斜击式水轮机，它采取在集流室内安装多个喷嘴孔口的技术方案，减少水流分配到各喷嘴过程中的水流阻力损失，能充分发挥叶片式转轮各部份的作用，使水轮机过流量随喷嘴数量增加相应的倍数，发电量也相应增加；并可适应不同的水头，增大了斜击式水轮机的过流量，扩大了斜击式水轮机水头应用范围。

本发明最主要的特点是采用了集流室的特殊结构，集流室内可布置多个喷嘴，使斜击式水轮机的应用范围得到扩大，机组在发挥同样功率的情况下，体积减小，生产同样功率的机组成本降低。

本发明的目的通过以下技术措施实现：

一种集流可调多喷嘴斜击式水轮机，包括支承连接于机壳上面的发电机和连接于机壳底面下的尾水罩，尾水罩内有一与转轴连接的叶片式转轮，机壳内壁形成的集流室通过进水口接外部来流，其特征在于：集流室的底面上对称布置多个出水口对准转轮的喷嘴孔，各喷嘴孔的进水口上分别与一尖顶形的喷针杆一端插接相连，喷针杆的另一端支承连接在机壳侧壁的螺孔中，每一喷针杆与机壳壁上的螺孔配合运动来控制喷嘴孔的开通和中断。向关闭方向转动喷针杆时，喷针杆在机壳侧壁的螺孔中旋转移动至尖形顶端堵住喷嘴孔的进水口，此时喷嘴孔通道中断；反方向转动喷针杆时，喷针杆向后退出使喷嘴孔的进口端打开则喷嘴孔畅通。

所述喷针杆伸出机壳的一端连接有方便使用的调节手阀。

所述集流室内的喷嘴孔呈22.5角度倾斜布置，与喷嘴孔配套的喷针杆连接在呈同样倾斜角度的螺孔中。

附图说明

图1为本发明的外形结构图。

图2为本发明的剖面示意图。

图3为机壳内的集流室立体结构图。

图中各构件标号为：发电机1，机壳2，进水口3，尾水罩4，调节手阀5，发电机控制器6，转轮7，集流室8，喷嘴孔9，转轴10，喷针杆11。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明提出的装置主要由机壳2、支承连接于机壳上面的发电机1和连接于机壳底面下的尾水罩4等构成，尾水罩内有一与转轴10连接的叶片式转轮7，机壳内壁形成的集流室8通过进水口3接外部来流。特征是在集流室的底面上均匀布置多个出水口对准下面转轮叶片的喷嘴孔9，每一个倾斜22.5度的布置的喷嘴孔其进水口端位于集流室内，喷嘴孔的进水口端与一喷针杆的尖顶形插接相连。

本发明通过调节支承连接在壳体螺孔中的各喷针杆11来控制对应喷嘴孔9的开闭，实现过流量的调节，从而调整转轮的转速最终达到控制发电机电压的效果，发电机上装有配套的控制器6。喷针杆伸出机壳的另一端上安装方便使用的调节手阀5，向关闭方向转动喷针杆时，喷针杆在机壳侧壁的螺孔中旋转移动至尖形顶端堵住喷嘴孔的进水口，此时喷嘴孔通道中断；反方向转动喷针杆时，喷针杆向后退出使喷嘴孔的进口端打开则喷嘴孔畅通。与现有技术相比较，本发明进一步扩大了斜击式水轮机的体积小、过流量大的优势，在制造成本增加相对较少的情况下，使机组的发电量随增设的喷嘴孔数量而增加相应倍数，使电站的设备购置费用相对降低；同时发电设备的占用面积较小，节省了基建投资费用和人员管理方面的费用；由于斜击水轮机转轮的特性，当通过流量接近于该叶片的可通过最大流量时，机组的效率最高，而流量处于最大流量一半左右，效率就有较大幅度降低。采用本发明提供的集流式多喷嘴水轮机可适应不同季节水流量变化，根据季节流量的变化开启1-N个喷嘴来适应流量变化，在枯水期时，利用多喷嘴水轮机开启一个喷嘴发电，比装一个较大型单喷嘴机组而只开一半流量发电时，效率要高，因此经济效率也高。根据季节流量变化开启喷嘴数量来达到最优工况。