[实用新型]一种高效率水轮机

说明书

本实用新型提出一种高效率水轮机，包括泵壳，其包括相连接的上、下端盖、第一、二过渡连接板、前、后侧板，泵壳内设有定子及转子；定子的横截面呈扁圆形，贯穿定子的固定轴与前或后侧板固连；转子包括前、后圆板及连在二者间的叶板，叶板内缘可与定子上、下端圆弧面间隙配合；叶板内、外缘出入水有时间差；前或后圆板处在定子前或后端面与前或后侧板之间的缝隙处，两圆板经轴承与固定轴相连，后或前圆板与动力输出轴固连，其内表面经轴承与固定轴相连，外表面经轴承与后或前侧板相连；与叶板开口方向相对的过渡连接板上设有进水口；靠近进、出水口的上端盖处分别设有排、进气通道。上述水轮机结构简单、制造成本低，能填补低水头水轮机选型空白。

技术领域

本实用新型涉及水轮机技术领域，尤其涉及一种高效率水轮机。

背景技术

我国是一个海洋大国，有近两万公里的绵长海岸线，港湾星罗，岬屿棋布。可供我们利用的潮汐能蕴藏量巨大，有近2亿KW，是我们取之不尽用之不竭的安全可靠清洁能源。同时，我国又是一个陆地江河水力资源十分丰富的国家。据统计，我国大陆水力资源理论蕴藏量近7亿KW，可开发量5.4亿KW。从目前国内已建成的潮汐能发电站来看，运行及经营状况普遍不理想，存在着普遍的通病，就是单位造价高，土建工程量大，运行效率低，投资回收慢。有的靠地方政府补贴，有的靠养殖和多种经营，求得回报，严重制约了人们对潮汐发电的投资热情，影响了潮汐能这一宝贵的优质绿色新能源的开发和利用。从江河水力发电来看，除了一些大型水力发电设施，在平缓水流区域水能利用也是个难题。这些问题的存在，根本症结在于没有设计合理、经济适用的具有超低水头特性的水轮机可供选型。

目前应用的水轮机有两大类，即反击式水轮机和冲击式水轮机。从反击式水轮机其作功原理和过程看，水流最终作用在叶轮上时，力的方向与叶轮面相切，仅产生部分垂直于轴的分力推动水轮机旋转。如图1所示，设水流方向与叶轮面夹角为A，水流动力为F(水)，则根据力的平行四边形法则推导可得，作用于叶轮面的垂直正压力为F(压)＝F(水)*sinA，则推动水轮机旋转并垂直于轴的有效作用力为F(有)＝F(水)*sinA*cosA。sinA*cosA最大值是0.5，所以F(有)不会超过F(水)的1/2，水力没有全部发挥效能；而水斗冲击式水轮机，虽然作功原理与反击式有差别，它是靠高速水流冲击水斗作功，但在作功过程中，水流飞溅散失，这部分水仍带有较大动能，甚至飞溅过程中对其它水斗产生反作用撞击，都大大影响了水轮机效率。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种结构简单、制造成本低的高效率水轮机，以便填补低水头水轮机选型的空白，适用于各类水力发电应用环境，用于大水头的场所同样具有高效率、投资省的优势。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种高效率水轮机，包括泵壳，所述泵壳包括上端盖、下端盖、第一过渡连接板、第二过渡连接板、前侧板以及后侧板，其中至少部分上端盖呈圆弧状，至少部分下端盖也呈圆弧状，呈圆弧状的上端盖部分的两端与呈圆弧状的下端盖部分的两端分别经第一过渡连接板和第二过渡连接板连接在一起；在所述第一过渡连接板上设有进水口或出水口，在所述第二过渡连接板上设有出水口或进水口，所述出水口的位置低于进水口的位置；所述前侧板和后侧板分别与上端盖、下端盖、第一过渡连接板、第二过渡连接板相连接；

在所述泵壳内设有定子，固定轴沿着前后方向贯穿所述定子，所述固定轴与所述前侧板或者后侧板固定连接，所述定子的横截面的上端以及下端均呈半径为R的圆弧状，并且所述定子的横截面的上端圆弧的弧长以及下端圆弧的弧长均小于半径为R的半圆的弧长，所述定子的横截面的上端圆弧的弧长以及下端圆弧的弧长大于相邻两个叶板内缘之间的弧线距离，所述定子的横截面的左端线以及右端线分别用于将该横截面的上端圆弧以及下端圆弧连接起来；