[发明专利]一种立式微型水轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种立式微型水轮机，尤其涉及500W以下大流量低水头的水轮机，更具体的说，本发明涉及一种由非对称翼型设计成的立式微型水轮机，其为冲击式水轮机的一种。

背景技术

水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械。现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。做功后的水则通过尾水管道排向下游。水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大。

现有的水轮机有水轮机按工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。冲击式水轮机的转轮受到水流的冲击而旋转，工作过程中水流的压力不变，主要是动能的转换；反击式水轮机的转轮在水中受到水流的反作用力而旋转，工作过程中水流的压力能和动能均有改变，但主要是压力能的转换。目前，水轮机主要发展方向为超大型机组和微小型机组两个方向。

我国农村小水电资源丰富，可开发量达71870MW，分布在全国1500多个县（市）。到2001年底，已建成农村水电站4万余座，装机容量达28790MW，占全国农村水电资源可开发量的40％，其中运行30年以上的小水电站的装机容量1530MW，运行20年以上的小水电站装机容量7570MW，分别占已建成的小水电站总装机容量的5.3％和26.3％。

微型水轮机微型水轮发电机组一般指装机容量在30千瓦以下（国际标准是100KW以下）。适合具有微小水力资源的农村安装使用的简易水力发电机组，其主要特点：（1）容量小，它适于分散建造和使用，尤其适合山区和半山区的农户使用；（2）投资小，一次性投入总额不大，便于群众自筹资金，自建自管和自用；（3）周期短，在较短的时间内建成投资，（4）技术简单，便于普及。

但微小型的研究未能引起很多学者的关注，其资料很少，研究成果不多。而微小型水轮机组在我国农村地区有着广泛的应用空间和市场。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立式微型水轮机，能应用在广大的农村偏远山区，为山区提供一种技术简单、安全可靠、投资小的水力机械。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种立式微型水轮机，水轮机（10）为立式安装，包括水翼（1）、滑动轴承（2）、水轮机基座（3）、用于固定水翼（1）下端的基座（4）、用于固定水翼（1）上端的压板（5）、水翼（1）的螺栓（6）和水翼基座的螺栓（6），其特征在于：

所述水轮机基座（3）与基座（4）为间隙配合，间隙在0.25~0.5mm之间；所述滑动轴承（2）在水轮机基座（3）与基座（4）之间；所述水翼（1）穿过基座（4）的轴（8），水翼下端固定在基座（4）上，上端由压板（5）通过螺栓（6）和螺栓（7）压紧，所述水翼（1）的数目为2、4、6、8或者偶数个；所述基座（4）的轴（8）上端有带螺纹的孔（9）；所述翼型（1）轴对称安装在基座（4）的轴（8）上；所述压板（5）为环形结构，具有两个中心对称的孔，用来穿过螺栓（6）。

所述水翼（1）为NACA系列非对称水翼，翼型截面上下非对称。

所述的NACA系列非对称水翼为Clark-y。

所述的水翼（1）在安装在所述的基座（4）上为中心对称分布。

所述的水翼（1）数目为2。

所述压板（5）为1个。

所述滑动轴承（2）的材料为黄铜材料。

所述基座（4）为工程塑料。

本发明具有有益效果。本发明采用如可夫斯基升力定量所设计的水力透平机械，与传统的水力透平机械相比具有以下优势和改进：

1、所述的NACA水翼为Clark-y非对称翼型，其数目为2个，进一步说，翼型截面必须要求为非对称，否则无法满足水轮机旋转所需要的升力。NACA Clark-y非对称翼型使得通过水轮机的水的能量被最大化地吸收，提高了微型水轮机的做功能力；

2、所述滑动轴承的材料为黄铜材料，其特征在于结构为圆环状；所述的基座为非金属材料，其特征在于材料为工程塑料。所述滑动轴承的材料为黄铜材料，可以大大提高水轮机的运行寿命，降低了两种材料间的磨损；

3、转动部件的材质为工程塑料，减少微型水轮机转动部件的重量，减小了微型水轮机高速运转时的转动惯量和振动。

附图说明

图1为本发明的剖面示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的俯视图；