新型无中心轴水轮机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型无中心轴水轮机，包括转轮、上端轴及下端轴，所述转轮包括长轮叶、短轮叶及间隔设置的至少两个轮盘，所述长轮叶、所述短轮叶均为多片，相邻的两个轮盘通过所述长轮叶及所述短轮叶连接，所述长轮叶与所述短轮叶均沿周向间隔设置于所述轮盘上，所述长轮叶与所述短轮叶围成无中心轴空间，所述转轮的顶层轮盘用于通过所述上端轴与发电机传动连接，所述转轮的底层轮盘用于通过所述下端轴竖立于水下基础上。上述新型无中心轴水轮机，由于没有中心轴，水流在通过转轮中部时水力损失减少，同时水流的流动空间增大，流速加快，使得水流在通过无中心轴空间后，第二次冲击长轮叶、短轮叶的动能增大，可提高发电效率。

【技术实现步骤摘要】
新型无中心轴水轮机
本技术涉及河水自然流动发电设备
，特别是涉及一种新型无中心轴水轮机。
技术介绍
我国江河流域未开发的低水头、微水头、现有水电站下游可资利用的直接流动的水力资源亟待开发。从能源一资源一环境一体化来考虑，河水直接流动发电项目可避免建筑大坝，移民损失，更有益于生态环境。开发水力资源，综合利用低成本的可再生能源，已经成为国内外学者研究的重要课题。用于河水直接流动发电的水轮机中，贯流式、垂直轴螺旋型水轮机等在流量较低时发电，效率大大降低；此外，立轴Savonius型、Darriews型结构庞大，运行状态不够稳定，不能适应高效率发电，适用范围有限。传统的河水自然流动发电装置，在基础研究和工业运行等方面都存在流动的可控性差、水轮机效率低等问题，难以适应潮流变化及其流量较小时的水力发电需求。
技术实现思路
基于此，本技术在于克服现有技术的不足，提供一种发电效率高、结构简单的新型无中心轴水轮机。其技术方案如下：一种新型无中心轴水轮机，包括转轮、上端轴及下端轴，所述转轮包括长轮叶、短轮叶及间隔设置的至少两个轮盘，所述长轮叶、所述短轮叶均为多片，相邻的两个轮盘通过所述长轮叶及所述短轮叶连接，所述长轮叶与所述短轮叶均沿周向间隔设置于所述轮盘上，所述长轮叶与所述短轮叶围成无中心轴空间，所述转轮的顶层轮盘用于通过所述上端轴与发电机传动连接，所述转轮的底层轮盘用于通过所述下端轴竖立于水下基础上。上述新型无中心轴水轮机，水流进入转轮后第一次冲击转轮的长轮叶与短轮叶，实现了第一次能量转换，随后水流由长轮叶与短轮叶之间的间隙进入无中心轴空间，由于没有中心轴，水流在通过转轮中部时水力损失减少，同时水流在长轮叶与短轮叶之间的间隙内流动空间增大，流速加快，使第一次冲击叶片后的水流速度加快，并使得水流在通过无中心轴空间后，第二次冲击长轮叶、短轮叶的动能增大，从而提高了新型无中心轴水轮机的效率。进一步地，所述轮盘为多个，相邻的两个轮盘之间形成导流通道，所述转轮上设有至少四个导流通道。进一步地，所述短轮叶沿所述轮盘的径向的长度小于所述长轮叶沿所述轮盘的径向的长度，所述长轮叶与所述短轮叶的外侧边位于同一圆柱面上，所述长轮叶与所述短轮叶均为弧形叶片。进一步地，所述转轮直径为0.5m～6m，所述转轮的高度为0.5m～6m，所述长轮叶的弧面半径与所述轮盘的直径之比为1/3～2，所述长轮叶沿所述轮盘的径向的长度与所述轮盘的半径之比为1/4～1/2，所述短轮叶沿所述轮盘的径向的长度与所述轮盘的半径之比为1/5～1/3，所述长轮叶沿所述轮盘的径向的长度与所述短轮叶沿所述轮盘的径向的长度之比为5/4～5/2，所述长轮叶与所述短轮叶的数量之和为20～80。附图说明图1为本技术实施例所述的新型无中心轴水轮机的剖视图；图2为本技术实施例所述的新型无中心轴水轮机侧视图。附图标记说明：100、转轮，110、长轮叶，120、短轮叶，130、轮盘，140、无中心轴空间，150、导流通道，200、上端轴，300、下端轴，400、箱体，410、进水通道。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本技术中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。如图1所示，新型无中心轴水轮机包括转轮100、上端轴200及下端轴300，转轮100包括长轮叶110、短轮叶120及间隔设置的至少两个轮盘130，长轮叶110、短轮叶120均为多片，相邻的两个轮盘130通过长轮叶110连接，长轮叶110与短轮叶120均沿周向间隔设置于轮盘130上，长轮叶110与短轮叶120围成无中心轴空间140，转轮100的顶层轮盘130用于通过上端轴200与发电机传动连接，转轮100的底层轮盘130用于通过下端轴300竖立于水下基础上。上述新型无中心轴水轮机，水流进入转轮100后第一次冲击转轮100的长轮叶110与短轮叶120，实现了第一次能量转换，随后水流由长轮叶110与短轮叶120之间的间隙进入无中心轴空间140，由于没有中心轴，水流在通过转轮100中部时水力损失减少，同时水流在长轮叶110与短轮叶120之间的间隙内流动空间增大，流速加快，使第一次冲击叶片后的水流速度加快，并使得水流在通过无中心轴空间140后，第二次冲击长轮叶110、短轮叶120的动能增大，从而提高了新型无中心轴水轮机的效率。如图2所示，进一步地，轮盘130为多个，相邻的两个轮盘130之间形成导流通道150，转轮100上设有至少四个导流通道150。上述新型无中心轴水轮机，可通过将河水导向不同数量的导流通道150，使上述新型无中心轴水轮机适用于不同的河流环境中，适用性好。如图1所示，进一步地，短轮叶120沿轮盘130的径向的长度小于长轮叶110沿轮盘130的径向的长度，长轮叶110与短轮叶120的外侧边位于同一圆柱面上，长轮叶110与短轮叶120均为弧形叶片。上述新型无中心轴水轮机，通过长轮叶110与短轮叶120的设置，改善冲击转轮100的水流的进、出口方位，间隔设置的长轮叶110、短轮叶120可将第一次冲击的水流加以分割，制止其迭加汇合，导入无中心轴空间140内，消除了传统双击式水轮机的不良的逆向冲击效应，长轮叶110有效利用短轮叶120的出口环量，将分隔后的各股冲击水流分散导入并进行第二次冲击，故在此过程中受冲击的轮叶数目增多，无中心轴空间140内无中心轴，水轮机的效率高。具体地，长轮叶110与短轮叶120均为对称设置的弧形叶片。此时长轮叶110与短轮叶120可更好的引导水流及改善冲击转轮100的水流的进、出口方位。进一步地，转轮100直径为0.5m～6m，转轮100的高度为0.5m～6m，长轮叶110的弧面半径与轮盘130的直径之比为1/3～2，长轮叶110沿轮盘130的径向的长度与轮盘130的半径之比为1/4～1/2，短轮叶120沿轮盘130的径向的长度与轮盘130的半径之比为1/5～1/3，长轮叶110沿轮盘130的径向的长度与短轮叶120沿轮盘130的径向的长度之比为5/4～5/2，长轮叶110与短轮叶120的数量之和为20～80。采用性能良好的叶片结构和布置形式，也可以得到较高的发电效率，上述新型无中心轴水轮机的结构设计，既能在大流量、高流速下工作，也能在低流量、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型无中心轴水轮机，其特征在于，包括转轮、上端轴及下端轴，所述转轮包括长轮叶、短轮叶及间隔设置的至少两个轮盘，所述长轮叶、所述短轮叶均为多片，相邻的两个轮盘通过所述长轮叶及所述短轮叶连接，所述长轮叶与所述短轮叶均沿周向间隔设置于所述轮盘上，所述长轮叶与所述短轮叶围成无中心轴空间，所述转轮的顶层轮盘用于通过所述上端轴与发电机传动连接，所述转轮的底层轮盘用于通过所述下端轴竖立于水下基础上。

【技术特征摘要】
1.一种新型无中心轴水轮机，其特征在于，包括转轮、上端轴及下端轴，所述转轮包括长轮叶、短轮叶及间隔设置的至少两个轮盘，所述长轮叶、所述短轮叶均为多片，相邻的两个轮盘通过所述长轮叶及所述短轮叶连接，所述长轮叶与所述短轮叶均沿周向间隔设置于所述轮盘上，所述长轮叶与所述短轮叶围成无中心轴空间，所述转轮的顶层轮盘用于通过所述上端轴与发电机传动连接，所述转轮的底层轮盘用于通过所述下端轴竖立于水下基础上。2.根据权利要求1所述的新型无中心轴水轮机，其特征在于，所述轮盘为多个，相邻的两个轮盘之间形成导流通道，所述转轮上设有至少四个导流通道。3.根据权利要求1所述的新型无中心轴水轮机，其特征在于，所述短...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚学诗，李林，徐盛学，张兴华，吕偿，钟小华，
申请(专利权)人：广东白云学院，
类型：新型
国别省市：广东,44