[实用新型]活页水轮机

说明书

技术领域

本实用新型涉及到水轮机技术领域，尤其是一种活页水轮机。

背景技术

水轮机是将水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，是开发利用水能资源的主机。现有的水轮机分为冲击式和反击式两类，它们工作要求的水头最低是2米以上，所以水能的开发利用形式都是要兴建各种各样的水电站。在水电站中，首先要修筑水库，通过水管把水引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。简单来说，现有的水轮机都要有大坝和引水道，这样做可以提高水头和流速，让水流全部通过水轮机做功，使该河段水能的利用率和水轮机的效率都很高。但工程量大、耗资大，生态平衡受到破坏，而且只适用于水头较高的中上游河段，对于平原河段就不适宜了。

纵观所有江河，中下游的水头虽然很低，但流量很大，同样具有很大的能量。如果能够产生一种可以直接在自然的水流里工作的水轮机，那么低水头河流的水能将会得到广泛利用，生态平衡也不会受到破坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题和缺点，提供可以直接在自然的水流里工作的水轮机，水轮机的活动叶片可以自动折合和伸直，故称活页水轮机。

为实现以上目的，本实用新型采取了以下的技术方案：一种活页水轮机，它的主体结构——叶轮，该叶轮包括有一定数量的固定叶片和在轴水平线上方自动叠合、轴水平线下方自动伸直的活动叶片，以及与活动叶片和固定叶片数量相同的活页转轴和活页拦杆，主轴套圆筒和两个簿轮。主轴套圆筒两端的主轴孔分别与簿轮的主轴孔相连接，所述固定叶片和活动叶片之间连接活页转轴，而且均匀等距排列地安装在主轴套圆筒的外圆周围(两个簿轮之间)，活页转轴固定在固定叶片或两端固定在两个簿轮上；簿轮中心开设一个用来安装主轴的主轴孔，外圆周边开设与活动叶片数量相同的活页拦杆孔，每个活页拦杆孔内安装活页拦杆。

一种活页水轮机，它的主体结构——叶轮，该叶轮包括有一定数量的固定叶片和在轴水平线上方自动叠合、轴水平线下方自动伸直的活动叶片，以及与活动叶片和固定叶片数量相同的支柱、活页转轴和活页拦杆，外圆环和内圆环；外圆环与内圆环之间连接有与所述活动叶片数量相同均匀等距排列的支柱，在所述每根支柱上开设有活页拦杆孔和活页转轴固定孔，活页转轴孔内安装活页转轴，活页拦杆孔内安装活页拦杆。

活页水轮机的活动叶片能够绕固定轴并限定在90°角范围内转动。活动叶片的重心如果在主轴水平线上方，会自动叠合在一起，如果重心在主轴水平线下方，会自动伸直固定在活页拦杆的位置(如图4所示)。

当活动叶片在叠合在一起时，叠合越紧凑越好，所以活动叶片做成圆弧状或弧状斗形为佳，但圆弧半径和圆弧长度都要适当，太长可能会导致水轮机不能正常工作，太短可能会对效率和功率造成较大的影响。因此，圆弧状活动叶片的圆弧半径取活页转轴组成圆的半径(即主轴套圆筒外圆半径与固定叶片长度之和)或稍长，圆弧长度取圆周的四分之一或稍长为宜，这样做可以让活动叶片在叠合时紧凑些，达到减少无用功，提高机械效率的目的。

活页水轮机是利用主轴水平线上下活动叶片在水流中受到水流压力的合力矩不平衡这一原理工作的。当活页水轮机静止时，轴水平上方的活动叶片在重力的作用下自动向同一方向转动叠合，轴水平下方的叶片在重力的作用下自动下垂伸直固定在活页拦杆上(如图5所示)；如果浸在水流里，活页水轮机各个方向都会受到水流的压力作用，为简便起见，现只分析水流方向的压力，假设河水从右向左流动(如图5所示)。在水流里，活页水轮机相当于浸在水流里可以绕固定轴转动的一块木板AOB(如图6所示)，O是转动轴，OA板块是表示叶轮在主轴水平线下方部分，F₁表示水流对OA板块的压力；OB板块是表示叶轮在主轴水平线上方部分，F₂表示水流对OB板块的压力。如果OA和OB的长度以及面积大小都相等，那么木板所受的合力矩处于平衡状态，木板就不会转动；现在OA的长度比OB长，面积也比OB大，所以OB板块和OA板块受到水流压力的合力矩处于不平衡状态。即OA端受到水流压力的力矩比OB端大，OA端就会沿水流方向绕O点转动。活页水轮机浸在水流里的情况与上述原理一样，而且活动叶片不断变换位置，所以活页水轮机浸在水流里就会不停地转动起来。如果活动叶片的有效面积达数平方米，则所产生的力矩将会很大，即使水流的速度比较慢，也会产生较大的功率。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1、本实用新型活页水轮机可以浸在水底里工作，不影响船只航行，不受水灾影响；