液压式水能机简称N6，属能源技术水力发电技术领域。N6是将水流转换成机械能的设备，现在使用的水轮机受水流的作用往往会分成轴向和径向的分力，而轴向力往往是无用的，所以效率η一般在80％左右，水轮机加载负荷后转速稳定性差需另加调速器。N6是利用在水的质量最重时来工作，大大的提高了效率η，可省去调速器，并能多台串联一起使用，这样就将水能放大了数倍，用放大功率的方式获取新的能源，将是未来获取能源的主要方法，这一点对解决能源危机具有里程碑意义，最终将使煤、石油、天燃气失去开采价值。道理很简单，如果水流一通过N6立马就增加了几十倍的机械能，人类还需用煤、石油、天燃气来发电吗。
【技术实现步骤摘要】
能源技术，水力发电水电为清洁能源，再生能源，受国家能源政策堤倡大力发展。由于前期投入巨大，需筑堤坝建水库，对发展水电受到一些影响。二，
技术介绍
水轮机是将水流转换成机械能的机器，现在使用的有反击式水轮机有混流式水轮机、轴流式水轮机、贯流式水轮机等等；以及冲击式水轮机有水斗式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机等等。主要技术特点 1，水轮机是通过压力来工作的，水流通过水轮机进出口后水压略等于零。2，水流与水轮机作用面积较小，作用时间较短。3，水轮机受水流依作用后往往会产生轴向和径向分力，而轴向分力是往往无用的，所以效率n —般在80%左右。4，水轮机加载负荷后，水轮机转速有时会不稳定，需副加调速器。三，
技术实现思路
《液压式水轮机》，简称Ν6.N单位牛顿，一般泛指功率，6，取其顺的意思。设计目的提高水轮机水能转换成机械能的效率。Ν6其特点为1，Ν6进出口压力差较小，可一台或若干台同时工作，水轮机需要水流一定压力工作才会正常。2，水流对Ν6作用时间长，作用时间最大可占园周长的75% ;作用面积大,作用时间最大可占动轮表面积的75% ;在J点尺寸确定后(J点位置见“图I”所示)，流量Q的大小对Ν6的转速n有直接影响，一般流量越大N6转速越高，流速越高功率就越大。3，水流对N6作用点为动轮外沿，相当于把作用点选在杠杆装置力点的最远端，再加上动能外沿很容易加厚，有足够的质量来获得需要的惯性力。使N6有足够的刚性来工作，可省去速器。4，水流对N6只产生径向力，产生的轴向分力少得可忽略不计，这样可大大提高N6工作效率η。5，Ν6结构简单，容易制造，特别是大功率的水轮机Ν6具有划时代的意义(功率可达1000万KW/台)。6，N6J点尺寸实际就是动轮与机壳的间隙尺寸，水流是在无堵挡下通过，N6J点水流截面积设计上远远小于对应的齿高a的面积，液压机原理知道，在相同压力下面积越大作用力就越大。由于有这种比压关系，特将N6取名为《液压式水轮机》。7，N6产生的摩擦力远远大于现在的水轮机，水流作用在N6动轮表面积高达75%，并且有70 %是水与水之间的摩擦，水在高压下水之间产生的摩擦力是巨大的。8，N6联结在水头最低端，其工作流程为水库门闸1，(控制流量Q)—管道2，(输送水流)一闸阀3，(调节N6流速)一压力表4，(观察N6进口处压力)一《N6》5，(一台或若干台)压力表6，(观察N6出口压力)一闸阀7，(调节N6出口压力)一管道8，使水流进入河道。四具体实施方法(一 )水轮机N6初级设计1，有一水电站水头高160M，流量4M3/S，设计安装六台N6，N6动轮尺寸为$ = 2M，宽=1M，J点高为0. 07M, N6出口压力为10kg/cm2，因N6出水口压力为10kg/cm2进水口压力为16kg/cm2,其六台间N6压力为1kg就是说N6间有IOM落差。·2，计算设计N6所需数据①求水头最大机械能4000KgX 160M/S+ 102Kg. 1M/S ^ 6275Kw②求N6，J点流速4M3/s+ (0. 07mXlmXlm)/s = 57. 14285714m/s③求N6转速57. 14285714m/s + 6. 2832m = 9. 1528 y/s ^ 549 y /min④求N6最大功率 4000KgX160m/s + 102Kg. m/s = 6275Kw⑤求最后一台水轮机功率4000Kg X 100m/s + 102Kg. m/s ^ 3922Kw⑥求平均功率和总功率(6275Kw+3922Kw)/2 = 5098. 5KwX6 = 3059IKw(二)，水轮机N6动轮的设计计算I，初步确定N6动轮尺寸外沿小=2000mm，有效宽度=1000mm，为了减少水流对机壳的摩擦损失，增加动轮的摩擦力，动轮的端特增设隔离挡圈，尺寸为内径0 = 1600mm外径= 2140mm,厚=45mm,动轮的孔径由轮轴的需要而定,初选= 325mm,设计上尽量加厚动轮的外沿，以获满意的惯性力。具体尺寸见“图2”2，初步确定动轮叶齿数量，选择h，a，b，C，的数据由于J点选取70mm，h，应选200mm左右，故周长6283. 2mm的动轮应选31叶齿。叶齿厚h = 6283. 2mm+31 = 202. 68mm叶齿高a = 202. 68mm X0. 5 = 101. 34mm叶齿槽宽b = 202. 68mmX0. 7 = 141. 88mm叶齿顶宽c = 202. 68mmX0. 3 = 60. 80mm3，选择动轮材料，材料校核，及动轮力矩较大处强度校核①选动轮材料选择铸铁HT250或HT300为动轮加工材料HT250的抗拉强度b =200_270N/mm2, HT300 抗拉强度。b = 230_340N/mm2。下面HT250计算校核抗垃强度敢取中间值235N/平方mm进行校核235N+9. 8N = 23. 98kg/mm2而许用应力 = O b/n,安全系数n取3 = 24kg/mm2 + 3 = 8kg/mm2②校核动轮最大力矩处应力强度是否合符强度要求a 动轮键槽处作用在动轮的扭矩为T= 9550 XN/n = 6275/549X9550 = 109155. 2823N. M或1000kgX(0. 07mX ImX lm) X 160m = 11200Kg. M 预设平键的尺寸为b= 70mm, h = 34mm, L = 900mm键和键槽的强度校核普通平键应校核工作面的比压和键的抗剪强度，强度计算条件为P = 2T/dhL ( N/mm2T= 9550000- = 9550000— =109155282. 3N/mm2 n549「…n 2X109155282.3/^ Ar> nnXI / wP =-= 43.90N / mm 32SX17X90043. 9N/mm2 ^ 60N/mm2动轮键槽处材料强度符合设计要求。b，校核平键抗剪强度T = 2T/dbL = 2 X 109155282. 3/325 X 70 X 900 = 10. 66N/mm210. 66N/mm2 ^ 90N/mm2平键的抗剪强度符合设计要求C，动轮立筋内侧处材料许用应力强度8Kg/mm2 = 500mmX3. 1416X1 OOmm = 1256640Kgd，动轮立筋内侧处所受应力强度11200Kg/mX (2000mm+500mm) = 44800Kg因1256640Kg远大于44800Kg，此处符合强度要求。结论通过以上计算使用铸铁HT250强度符合要求。4，动轮隔离挡圈的设计要点a,增加动轮挡圈是为了增加动轮的摩擦面积，增加工作效率，减少水流对N6机壳两端摩擦，减少水温升高。b，精密铸造下动轮叶齿能保证基本正常，不影响动轮动平衡的情况下，隔离挡圈可与动轮联体铸造。C，为了提高动轮加工精度，隔离挡圈与动轮选用分别制造，精加工后用用32个M24mm内六角螺丝联接，螺孔在动轮0 2700mm处均匀分配。为了方便对位挡圈和动轮间设有子口方便对位。(三)，水轮机N6轮轴设计及强度计算I，轮轴的材料选用45#钢，按扭转强度进行初步设计计算，轴的直径d d>A。3^N/ n = 6275/549=11本文档来自技高网...
【技术保护点】
N6进出口间的压力差较小，可一台或若干台同时工作，N6需水流有一定压力工作才会正常。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李广才，
申请(专利权)人：李广才，
类型：发明
国别省市：
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