專利名稱：水力發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)一種水力發(fā)電裝置，揭示了一種新型水渦輪機(jī)的結(jié)構(gòu)原理。 技術(shù)背景中國專利200510021047. 7公開了一種《水利發(fā)電裝置》，這種水利發(fā)電機(jī)，雖然水 流沖擊葉輪機(jī)上的葉片，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，但是水流沖擊整個(gè)葉片會(huì)產(chǎn)生受力不均現(xiàn)象，造 成水能資源的部分損耗。
發(fā)明內(nèi)容針對上述所存在的缺陷本實(shí)用新型提供了種受力均勻，對水力水能資源利用率高 的水力發(fā)電裝置。該裝置包括能量水池、縮放加壓涵洞、水輪機(jī)分流渦殼、動(dòng)力水渦、葉輪、葉輪上的 弧形葉片、葉片上的節(jié)能齒和發(fā)電機(jī)組。其中能量水池為一個(gè)邊長彡10m，底面積彡IOOm2 的正方體；縮放加壓涵洞的第一過流斷面不能小于10m2，第二過流斷面不能小于Im2 ；葉輪 是由九片均具40度圓心角葉根的弧形葉片所構(gòu)成，在葉 片的弧面上有兩個(gè)凸起的節(jié)能齒， 水流均勻的沖擊葉片，增大受力面積，更好的做功。本實(shí)用新型的目的通過以下措施實(shí)現(xiàn)。能量水池里的水流經(jīng)縮放加壓涵洞后，其 對物體的沖擊力增大，進(jìn)入動(dòng)力水渦與水輪機(jī)渦殼側(cè)壁之間，然后流入水輪機(jī)葉片，沖擊葉 片，帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。水流從水輪機(jī)渦殼上下兩層之間的隔離層之間的圓形開口流到水輪機(jī) 渦殼下層，然后，直通下一水輪機(jī)。水流經(jīng)過再次做功后再流入下一水輪機(jī)或者從尾水閘門 流出。本實(shí)用新型的水輪機(jī)是在全封閉和在水的全淹沒情況下運(yùn)行，可以將二臺或三臺型 號、大小完全相同的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組串聯(lián)安裝在同一管道流場里的同一水頭上同時(shí)做功。 它們的前后出力完全相等，在同等條件串聯(lián)機(jī)組發(fā)電量之和大于單機(jī)發(fā)電量。這樣，就使水 能資源得到充分的利用，用較少的水發(fā)更多的電。

圖1是本實(shí)用新型水力發(fā)電裝置的一種具體實(shí)施方式
原理示意圖；圖2是圖1所示的水力發(fā)電裝置水輪機(jī)渦殼結(jié)構(gòu)圖；圖3是圖1所示的水力發(fā)電裝置水輪機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)圖；圖中，1-能量水池 2-縮放加壓涵洞 201-涵洞進(jìn)口斷面 202-涵洞出口斷面 301-水輪機(jī)分流渦殼 302-隔離層 303-水輪機(jī)葉輪 3031-葉片 3032-葉片弧面上 的節(jié)能齒 304-動(dòng)力水渦 305-水輪機(jī)進(jìn)口 306-水輪機(jī)出口 4-水庫 5-出水涵洞 6-縮放加壓涵洞縮角。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
和附圖，對本實(shí)用新型水力發(fā)電裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0011]根據(jù)流體力學(xué)縮放加壓的原理，修建一個(gè)邊長為> 10m，底面積為> IOOm2的立方 體形的能量水池1，必須條件就是要能將水電站水庫4的水自流引入該水池既可，還必須要 使池內(nèi)水位與水庫水位保持水平，也就是必須要使池內(nèi)有一個(gè)永恒的位置水頭。在這個(gè)水 池的最下端的一邊壁上修建一個(gè)縮放加壓涵洞2，這個(gè)縮放加壓涵洞的第一過流斷面(進(jìn) 口)201不能小于10m2，第二過流斷面(出口)202不能小于Im2，涵洞出口與水輪機(jī)進(jìn)口 305 直接相連，影響縮放加壓效果的主要因素有二 一是縮放加壓涵洞縮角6的大小，二是縮放 加壓涵洞進(jìn)出口兩過流斷面比值的大小。這都已經(jīng)歸納成了兩個(gè)系數(shù)表(系數(shù)表公式)。 只要得知了涵洞出口處的動(dòng)壓力，根據(jù)流體力學(xué)不可壓縮流體恒定總流的動(dòng)量方程式計(jì)算 水流在涵洞出口處對物體的沖擊力公式就應(yīng)該是動(dòng)壓力X流量X流速/秒。水流進(jìn)入水路分流渦殼301，在常規(guī)渦殼的腰中部添設(shè)一圈隔離層302，將渦殼分 隔成上下兩個(gè)流場，分上進(jìn)下出。上流場緊接進(jìn)水口與縮放加壓涵洞出口斷面相連，下流場 沿內(nèi)側(cè)經(jīng)出水口 306與出水涵洞5相連，直通下一水輪機(jī)或者尾水閘門。動(dòng)力水渦304是安置于分流渦殼隔離層之上的，為空心圓柱體狀結(jié)構(gòu)。它與分流 渦殼側(cè)壁間有一定的間距，這就是上流場。上流場的過流斷面不能小于進(jìn)口的一半，來做功 的水圍繞著動(dòng)力水渦流動(dòng)。葉輪303是由九片均具40度圓心角葉根的弧形葉片3031所構(gòu)成，葉片的迎水面 (受力面)是弧形，在弧面上制有兩個(gè)凸起的節(jié)能齒3032，其作用是，使水流均勻的沖擊葉 片，增大受力面積，更好的做功。水流沖擊葉片，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。因?yàn)楸緦?shí)用新型的水輪機(jī)是在全封閉和在全淹沒的情況下運(yùn)行，所以可以將二臺 或三臺型號、大小完全相同的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組串聯(lián)安裝在同一管道流場里的同一水頭上同 時(shí)做功。他們的前后出力完全相等。在同等條件下串聯(lián)機(jī)組發(fā)電量之和大于單機(jī)發(fā)電量。 這種串聯(lián)式的水力發(fā)電方法特別適用于大流的中高水頭水電站的效果最佳。這種串聯(lián)式的 水力發(fā)電方法，因它們各機(jī)組各部位的過流斷面完全相等，葉輪葉片的受力面積完全相等， 沖擊葉輪的流量流速也完全相等，所以他們前后無壓差，而且出力也完全相等。另外所有來做功的水都起到了傳遞能力水池里所產(chǎn)生的動(dòng)壓力的媒介作用。同時(shí) 從動(dòng)力水渦里所產(chǎn)生地沖擊力和水渦里的旋流所產(chǎn)生地離心力以及尾水管道里所產(chǎn)生的 負(fù)壓力(位能)都同時(shí)作用于同一葉輪上，所以這就完全獲得了動(dòng)能經(jīng)濟(jì)俱佳的優(yōu)化工況 效果。
權(quán)利要求一種水力發(fā)電裝置，它包括能量水池、縮放加壓涵洞、水輪機(jī)分流渦殼、水輪機(jī)動(dòng)力水渦、水輪機(jī)葉輪、葉輪上的弧形葉片、葉片上的節(jié)能齒，二臺或三臺水輪機(jī)發(fā)電機(jī)同時(shí)串聯(lián)安裝在同一管道的同一水頭上同時(shí)發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于，能量水池為一個(gè)邊長>10m，底 面積彡IOOm2的正方體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于，縮放加壓涵洞的第一過流斷面 不能小于10m2，第二過流斷面不能小于lm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于，葉輪是由九片均具40度圓心角 葉根的弧形葉片所構(gòu)成，在葉片的弧面上有兩個(gè)凸起的節(jié)能齒。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水力發(fā)電裝置，屬于水力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型是為了充分利用水能資源，在現(xiàn)有水力發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步充分提高水力發(fā)電效率為目的。這種水力發(fā)電裝置改進(jìn)構(gòu)造主要設(shè)有能量水池、縮放加壓涵洞、水輪機(jī)分流渦殼、水輪機(jī)動(dòng)力水渦、水輪機(jī)葉輪、葉輪上的弧形葉片、葉片上的節(jié)能齒。其特點(diǎn)是修建一個(gè)邊長≥10m，底面積≥100m2的正方體能量水池，縮放加壓涵洞的第一過流斷面不能小于10m2，第二過流斷面不能小于1m2，影響縮放加壓效果的因素有縮放加壓涵洞縮角的大小和縮放加壓涵洞進(jìn)出口兩過流斷面比值的大小，這已經(jīng)歸納成了兩個(gè)系數(shù)表。在水輪機(jī)的每片葉片上增加兩個(gè)凸起的節(jié)能齒，水流均勻的沖擊葉片，增大受力面積，更好的做功。與現(xiàn)有水輪機(jī)相比，本實(shí)用新型改進(jìn)的水力發(fā)電裝置提高了水流沖擊葉片產(chǎn)生的效率。為了充分利用水力水能資源，根據(jù)需要可以將二臺或者三臺同類型的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組同時(shí)串聯(lián)安裝在同一管道流場里的同一水頭上同時(shí)發(fā)電，而最后機(jī)組的出力完全相等。
文檔編號F03B13/00GK201661407SQ200920270008
公開日2010年12月1日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者郭聯(lián)升 申請人:郭俊