[发明专利]高效节能水轮机演示器

说明书

技术领域

在义务教育课程标准实验教科书中学《物理》和小学《科学》实验教学中，都有用水轮机模型来探究水轮机工作原理的实验，了解水轮机如何利用水的势能做功，冲击水轮机能量转换带动发电机发电，属于中小学理科实验教学仪器。 

背景技术

教材中的实验引导以及仪器室早期配置的水轮机模型设计很不科学，水槽的直径太大（15㎝），高度却很小（6㎝），水位低落差小，水轮转数少，最不合理的是采用叶轮结构，叶轮的直径大（6㎝），满水槽的水不过10秒钟就流完了，转动的转数极少，刚水轮一启动就停止转动了，学生还没来得及看清楚，水轮就不动了；水的利用率低，做一次实验要浪费很多水，还有就是套管插不稳，设计也不好，太小了，上端还要安装滚动轴承和主动轮，致使上部分总是摇摆不定。为了节约用水，我发明了一个蜗轮式结构的水轮机，用少量（500ml）的水就可以转很多圈，持续转动的时间长，有利于学生的探究，效果非常好。用一杯水做实验，水轮机能转40多转，学生看得都惊呆了。 

发明内容

本发明高效节能水轮机演示器，涉及一种势能转换为转动的能量转换实验教具、学具，属于中小学理科实验教学仪器，包括底座、储水仓、水槽、主动轮、转盘轴承、支撑套管、传动轴、导水槽和蜗轮等部件，其特征是：圆台形的底座与圆柱形储水仓用接插槽的方式连接，储水仓上端设有圆柱水槽，水槽大小正好能套进圆柱形储水仓上部，水槽底部周围开有多个下水孔，水槽正中设有支撑套管，支撑套管上端是转盘轴承，主动轮就设在转盘轴承上，储水仓底部设有导水槽，导水槽正中设有圆柱形出水口，蜗轮设在出水口正中，蜗轮与主动轮用传动轴连接；高效节能水轮机演示器总高度为16㎝，水槽与水轮之间设有圆柱形储水仓，形成的落差较大，推动水轮转动的动力大；储水仓的直径设为9㎝，水轮机采用蜗轮结构方式，受到水的重力势能持续做功，大大提高了水的利用率。有益效果：循环利用一杯水500ml，让水轮机转不停。 

附图说明

附图1是高效节能水轮机演示器原理图。按序号：1.底座，2.储水仓，3.水槽，4.主动轮，5.转盘轴承，6.支撑套管，7.下水孔，8.传动轴，9.导水槽，10.蜗轮，11.接插槽。附图2是教材上及仪器室配置的J2168水轮机模型图。水轮采用的是叶轮，水槽直径大高度小落差又小，套管小而高，接插不紧，实验时上部的滚动轴承、主动轮摇摆不定。按序号依次为：1.水槽，2.导水槽，3.套管，4.传动轴，5.滚动轴承，6.传动轮，7.叶轮，8.橡皮塞，9.支脚，序号是原产品的编号，与本发明附图序号无关。 

具体实施方式

高效节能水轮机演示器，包括底座、储水仓、水槽、主动轮、转盘轴承、支撑套管、传动轴、导水槽和蜗轮等部件，其特征是：底座（1）与储水仓（2）用接插槽（11）的方式连接，底座上部直径比储水仓稍大些，里面设有凹槽，正好能插进储水仓；储水仓上端设有圆形水槽（3），水槽大小正好能套进储水仓上部，水槽底部周围开有多个下水孔（7），迅速流到储水仓，支撑套管（6）固定在水槽的正中央，支撑套管上端安装转盘轴承（5），主动轮（4）固定在转盘轴承上；储水仓底部设有导水槽（9），改变水流方向垂直冲击蜗轮叶面，提高水的利用率；导水槽正中设有圆柱形出水口，直径比蜗轮略大些，蜗轮（10）设在出水口正中，蜗轮与主动轮用传动轴（8）连接传递转动能量；高效节能水轮机演示器总高度为16㎝，水槽与水轮之间还有储水仓，水面与水轮形成的落差较大，推动水轮转动的动力大；储水仓的直径约为9㎝，水轮机采用3叶蜗轮结构方式受到水的重力势能持续做功，转换为动能（转动），每叶蜗轮叶面布满整个出水口，大大提高了水的利用率。