本發(fā)明涉及水力發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種高效率水輪機(jī)。

背景技術(shù)：

沖擊式水輪機(jī)是利用高壓噴射水流的動(dòng)能做功的水輪機(jī)，高水頭水庫(kù)的水通過(guò)壓力管道引到水輪機(jī)，高壓水經(jīng)過(guò)水輪機(jī)噴管成為高速射出的水流，沖向水輪機(jī)的水斗，使水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)做功。沖擊式水輪機(jī)主要有三種形式，切擊式水輪機(jī)、斜擊式水輪機(jī)、雙擊式水輪機(jī)。

現(xiàn)有的沖擊式水輪機(jī)不能夠精確調(diào)節(jié)噴頭的角度和位置，使得轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)效率大大地降低。其次，轉(zhuǎn)輪上的水斗在長(zhǎng)期高壓水的噴射下容易發(fā)生彎折等現(xiàn)象，直接影響到發(fā)電效率。另外，立軸沖擊式水輪機(jī)中，沖擊過(guò)轉(zhuǎn)輪的水在下流時(shí)也具有一定能量，而現(xiàn)有的水輪機(jī)中并沒(méi)有加以利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效率水輪機(jī)。

本發(fā)明解決問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種高效率水輪機(jī)，包括從上往下依次連接的沖擊機(jī)構(gòu)和貫流機(jī)構(gòu)；

所述沖擊機(jī)構(gòu)包括進(jìn)水管、與進(jìn)水管連通的布水管、第一轉(zhuǎn)輪室、位于第一轉(zhuǎn)輪室底部且與第一轉(zhuǎn)輪室連通的出水漏斗、位于第一轉(zhuǎn)輪室上方的第一發(fā)電組件、位于第一轉(zhuǎn)輪室內(nèi)的第一轉(zhuǎn)輪組件、連接第一發(fā)電組件和第一轉(zhuǎn)輪組件的第一轉(zhuǎn)軸以及設(shè)置在第一轉(zhuǎn)輪室內(nèi)且與布水管連通的噴射組件；

所述第一轉(zhuǎn)軸豎向設(shè)置，所述第一轉(zhuǎn)軸的一端與第一發(fā)電組件連接，所述第一轉(zhuǎn)軸的另一端伸入第一轉(zhuǎn)輪室內(nèi)，所述第一轉(zhuǎn)輪組件套設(shè)在第一轉(zhuǎn)軸上，所述布水管為環(huán)形布水管，所述布水管設(shè)置在第一轉(zhuǎn)輪室的外周；

所述噴射組件包括第一氣缸、支座、第二轉(zhuǎn)軸、噴頭和電機(jī)，所述第一氣缸的輸出軸水平設(shè)置且朝向第一轉(zhuǎn)輪組件，所述噴頭通過(guò)支座與第一氣缸的輸出軸連接，所述噴頭通過(guò)豎向設(shè)置的第二轉(zhuǎn)軸與支座鉸接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)噴頭繞第二轉(zhuǎn)軸的軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述貫流機(jī)構(gòu)包括第二轉(zhuǎn)輪室、位于第二轉(zhuǎn)輪室內(nèi)的發(fā)電倉(cāng)和第二轉(zhuǎn)輪組件、位于發(fā)電倉(cāng)內(nèi)的第二發(fā)電組件、連接發(fā)電倉(cāng)與第二轉(zhuǎn)輪室的支撐柱以及連接第二發(fā)電組件和第二轉(zhuǎn)輪組件的第三轉(zhuǎn)軸；

所述第二轉(zhuǎn)輪室的頂部與出水漏斗連通，所述第三轉(zhuǎn)軸豎向設(shè)置，所述第三轉(zhuǎn)軸的一端位于發(fā)電倉(cāng)內(nèi)且與第二發(fā)電組件連接，所述第三轉(zhuǎn)軸的另一端位于發(fā)電倉(cāng)外，所述第二轉(zhuǎn)輪組件位于發(fā)電倉(cāng)的外部，所述第二轉(zhuǎn)輪組件套設(shè)在第三轉(zhuǎn)軸上，所述第二轉(zhuǎn)輪組件位于發(fā)電倉(cāng)的下方。

作為選優(yōu)，為了提高發(fā)電效率，所述噴射組件有若干個(gè)，各噴射組件在第一轉(zhuǎn)輪室的內(nèi)壁上均勻分布。

作為優(yōu)選，為了提高穩(wěn)固度，所述支撐柱有若干個(gè)，各支撐柱在發(fā)電倉(cāng)的外部均勻分布。

作為優(yōu)選，為了調(diào)節(jié)單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入第二轉(zhuǎn)輪室的水量，所述貫流機(jī)構(gòu)還包括調(diào)節(jié)組件，所述調(diào)節(jié)組件包括第二氣缸和調(diào)節(jié)球，所述調(diào)節(jié)球位于第二轉(zhuǎn)輪室內(nèi)，所述調(diào)節(jié)球位于發(fā)電倉(cāng)的上方，所述第二氣缸位于發(fā)電倉(cāng)的內(nèi)部，所述第二氣缸的輸出軸伸出發(fā)電倉(cāng)且與調(diào)節(jié)球的底部連接。

作為優(yōu)選，為了便于維護(hù)，所述發(fā)電倉(cāng)內(nèi)設(shè)有與外部連通的維護(hù)通道。

作為優(yōu)選，為了保護(hù)第二轉(zhuǎn)輪組件的同時(shí)提高貫流機(jī)構(gòu)的發(fā)電效率，所述發(fā)電倉(cāng)的底部設(shè)有固定導(dǎo)葉，所述固定導(dǎo)葉與第二轉(zhuǎn)輪組件同軸設(shè)置且位于第二轉(zhuǎn)輪組件的上方。

作為優(yōu)選，為了防止泥沙進(jìn)入布水管，所述進(jìn)水管與布水管的連通處設(shè)有濾網(wǎng)。

作為優(yōu)選，為了防止水斗長(zhǎng)期被水流沖擊后發(fā)生彎折等現(xiàn)象，所述第一轉(zhuǎn)輪組件包括第一輪盤(pán)、第二輪盤(pán)以及均勻設(shè)置在第二輪盤(pán)周緣的若干個(gè)水斗，所述第一輪盤(pán)固定設(shè)置在第二輪盤(pán)的上端面，所述第一輪盤(pán)與第二輪盤(pán)同軸設(shè)置，所述第二輪盤(pán)套設(shè)在第一轉(zhuǎn)軸上，所述第一輪盤(pán)的下端面設(shè)有若干個(gè)凹槽，所述水斗的頂部位于凹槽內(nèi)。

作為優(yōu)選，為了提高抗腐蝕性，所述發(fā)電倉(cāng)的外壁設(shè)有熱鍍鋅層。

作為優(yōu)選，為了精確控制電機(jī)，所述電機(jī)為伺服電機(jī)。

本發(fā)明的有益效果是，該高效率水輪機(jī)設(shè)計(jì)巧妙，可行性高，沖擊機(jī)構(gòu)中的噴射組件可以調(diào)節(jié)噴頭的位置和角度，大大地提高了水流對(duì)于第一轉(zhuǎn)輪組件的沖擊效率，第一轉(zhuǎn)輪組件特有的結(jié)構(gòu)可以防止水斗長(zhǎng)期被水沖擊后發(fā)生變形。貫流機(jī)構(gòu)可以利用沖擊完水斗后下落的水進(jìn)行第二輪發(fā)電。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的一種高效率水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的一種高效率水輪機(jī)的第一轉(zhuǎn)輪室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2的a部放大圖。

圖4是本發(fā)明的一種高效率水輪機(jī)的第一轉(zhuǎn)輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的一種高效率水輪機(jī)的第一輪盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.進(jìn)水管，2.布水管，3.第一轉(zhuǎn)輪室，4.出水漏斗，5.第一發(fā)電組件，6.第一轉(zhuǎn)軸，7.第一氣缸，8.支座，9.第二轉(zhuǎn)軸，10.噴頭，11.電機(jī)，12.第二轉(zhuǎn)輪室，13.發(fā)電倉(cāng)，14.第二發(fā)電組件，15.支撐柱，16.第三轉(zhuǎn)軸，17.第二氣缸，18.調(diào)節(jié)球，19.維護(hù)通道，20.固定導(dǎo)葉，21.濾網(wǎng)，22.第一輪盤(pán)，23.第二輪盤(pán)，24.水斗，25.凹槽，26.第二轉(zhuǎn)輪組件。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1-5所示，一種高效率水輪機(jī)，包括從上往下依次連接的沖擊機(jī)構(gòu)和貫流機(jī)構(gòu)；

所述沖擊機(jī)構(gòu)包括進(jìn)水管1、與進(jìn)水管1連通的布水管2、第一轉(zhuǎn)輪室3、位于第一轉(zhuǎn)輪室3底部且與第一轉(zhuǎn)輪室3連通的出水漏斗4、位于第一轉(zhuǎn)輪室3上方的第一發(fā)電組件5、位于第一轉(zhuǎn)輪室3內(nèi)的第一轉(zhuǎn)輪組件、連接第一發(fā)電組件5和第一轉(zhuǎn)輪組件的第一轉(zhuǎn)軸6以及設(shè)置在第一轉(zhuǎn)輪室3內(nèi)且與布水管2連通的噴射組件；

所述第一轉(zhuǎn)軸6豎向設(shè)置，所述第一轉(zhuǎn)軸6的一端與第一發(fā)電組件5連接，所述第一轉(zhuǎn)軸6的另一端伸入第一轉(zhuǎn)輪室3內(nèi)，所述第一轉(zhuǎn)輪組件套設(shè)在第一轉(zhuǎn)軸6上，所述布水管2為環(huán)形布水管，所述布水管2設(shè)置在第一轉(zhuǎn)輪室3的外周；

所述噴射組件包括第一氣缸7、支座8、第二轉(zhuǎn)軸9、噴頭10和電機(jī)11，所述第一氣缸7的輸出軸水平設(shè)置且朝向第一轉(zhuǎn)輪組件，所述噴頭10通過(guò)支座8與第一氣缸7的輸出軸連接，所述噴頭10通過(guò)豎向設(shè)置的第二轉(zhuǎn)軸9與支座8鉸接，所述電機(jī)11驅(qū)動(dòng)噴頭10繞第二轉(zhuǎn)軸9的軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述貫流機(jī)構(gòu)包括第二轉(zhuǎn)輪室12、位于第二轉(zhuǎn)輪室12內(nèi)的發(fā)電倉(cāng)13和第二轉(zhuǎn)輪組件26、位于發(fā)電倉(cāng)13內(nèi)的第二發(fā)電組件14，連接發(fā)電倉(cāng)13與第二轉(zhuǎn)輪室12的支撐柱15以及連接第二發(fā)電組件14和第二轉(zhuǎn)輪組件26的第三轉(zhuǎn)軸16；

所述第二轉(zhuǎn)輪室12的頂部與出水漏斗4連通，所述第三轉(zhuǎn)軸16豎向設(shè)置，所述第三轉(zhuǎn)軸16的一端位于發(fā)電倉(cāng)13內(nèi)且與第二發(fā)電組件14連接，所述第三轉(zhuǎn)軸16的另一端位于發(fā)電倉(cāng)13外，所述第二轉(zhuǎn)輪組件26位于發(fā)電倉(cāng)13的外部，所述第二轉(zhuǎn)輪組件26套設(shè)在第三轉(zhuǎn)軸16上，所述第二轉(zhuǎn)輪組件26位于發(fā)電倉(cāng)13的下方。

作為選優(yōu)，為了提高發(fā)電效率，所述噴射組件有若干個(gè)，各噴射組件在第一轉(zhuǎn)輪室3的內(nèi)壁上均勻分布。

作為優(yōu)選，為了提高穩(wěn)固度，所述支撐柱15有若干個(gè)，各支撐柱15在發(fā)電倉(cāng)13的外部均勻分布。

作為優(yōu)選，為了調(diào)節(jié)單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入第二轉(zhuǎn)輪室的水量，所述貫流機(jī)構(gòu)還包括調(diào)節(jié)組件，所述調(diào)節(jié)組件包括第二氣缸17和調(diào)節(jié)球18，所述調(diào)節(jié)球18位于第二轉(zhuǎn)輪室12內(nèi)，所述調(diào)節(jié)球18位于發(fā)電倉(cāng)13的上方，所述第二氣缸17位于發(fā)電倉(cāng)13的內(nèi)部，所述第二氣缸17的輸出軸伸出發(fā)電倉(cāng)13且與調(diào)節(jié)球18的底部連接。

作為優(yōu)選，為了便于維護(hù)，所述發(fā)電倉(cāng)13內(nèi)設(shè)有與外部連通的維護(hù)通道19。

作為優(yōu)選，為了保護(hù)第二轉(zhuǎn)輪組件的同時(shí)提高貫流機(jī)構(gòu)的發(fā)電效率，所述發(fā)電倉(cāng)13的底部設(shè)有固定導(dǎo)葉20，所述固定導(dǎo)葉20與第二轉(zhuǎn)輪組件26同軸設(shè)置且位于第二轉(zhuǎn)輪組件26的上方。

作為優(yōu)選，為了防止泥沙進(jìn)入布水管，所述進(jìn)水管1與布水管2的連通處設(shè)有濾網(wǎng)21。

作為優(yōu)選，為了防止水斗長(zhǎng)期被水流沖擊后發(fā)生彎折等現(xiàn)象，所述第一轉(zhuǎn)輪組件包括第一輪盤(pán)22、第二輪盤(pán)23以及均勻設(shè)置在第二輪盤(pán)23周緣的若干個(gè)水斗24，所述第一輪盤(pán)22固定設(shè)置在第二輪盤(pán)23的上端面，所述第一輪盤(pán)22與第二輪盤(pán)23同軸設(shè)置，所述第二輪盤(pán)23套設(shè)在第一轉(zhuǎn)軸6上，所述第一輪盤(pán)22的下端面設(shè)有若干個(gè)凹槽25，所述水斗24的頂部位于凹槽25內(nèi)。

作為優(yōu)選，為了提高抗腐蝕性，所述發(fā)電倉(cāng)13的外壁設(shè)有熱鍍鋅層。

作為優(yōu)選，為了精確控制電機(jī)，所述電機(jī)11為伺服電機(jī)。

該高效率水輪機(jī)的工作原理為：水從進(jìn)水管1中進(jìn)入布水管2，而后噴射組件10將布水管2中的水噴向第一轉(zhuǎn)輪組件中的第二輪盤(pán)23周緣上的水斗24，從而使第二輪盤(pán)23轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使第一發(fā)電組件5工作。其中噴射組件的工作原理為：第一氣缸7用于調(diào)節(jié)噴頭10與水斗24之間的距離，電機(jī)11用于調(diào)節(jié)噴頭10的噴射角度。當(dāng)水沖擊完水斗后落入出水漏斗4而后進(jìn)入第二轉(zhuǎn)輪室12，使第二轉(zhuǎn)輪室12中注滿(mǎn)水，構(gòu)成一個(gè)貫流式水輪機(jī)模型，水流經(jīng)第二轉(zhuǎn)輪組件26時(shí)驅(qū)動(dòng)第二轉(zhuǎn)輪組件26轉(zhuǎn)到動(dòng)，從而帶動(dòng)第三轉(zhuǎn)軸16轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使第二發(fā)電組件工作。貫流機(jī)構(gòu)中的調(diào)節(jié)組件用于調(diào)節(jié)單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入第二轉(zhuǎn)輪室12的水量。其原理為：設(shè)置在發(fā)電倉(cāng)13內(nèi)的第二氣缸17推動(dòng)調(diào)節(jié)球18來(lái)控制調(diào)節(jié)球18與出水漏斗4出水口的距離，其中調(diào)節(jié)球18的直徑可略大于出水漏斗4的出水口口徑，調(diào)節(jié)球18可將出水漏斗4的出水口封閉。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該高效率水輪機(jī)設(shè)計(jì)巧妙，可行性高，沖擊機(jī)構(gòu)中的噴射組件可以調(diào)節(jié)噴頭10的位置和角度，大大地提高了水流對(duì)于第一轉(zhuǎn)輪組件的沖擊效率，第一轉(zhuǎn)輪組件特有的結(jié)構(gòu)可以防止水斗24長(zhǎng)期被水沖擊后發(fā)生變形。貫流機(jī)構(gòu)可以利用沖擊完水斗后下落的水進(jìn)行第二輪發(fā)電。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。