[发明专利]一种超低水头发电机组

说明书

本发明公开了一种超低水头发电机组，主要涉及发电装置领域。包括水轮机装置总成、传动机构和发电机；所述水轮机装置总成包括外圆筒、中心轴、绞龙叶轮，所述外圆筒两端设有带座轴承，所述带座轴承通过架杆固定在外圆筒两端，所述绞龙叶轮由多段螺旋叶片组成，多段螺旋叶片是整体结构，且焊接于中心轴外壁，所述绞龙叶轮盘绕在中心轴外围，所述带座轴承与中心轴相配合，所述中心轴通过传动机构与发电机的转子转轴传动连接。本发明的有益效果在于：本装置采用螺旋叶片式绞龙叶轮驱动，采用螺旋叶片上下两面的静压差和水流冲击联合作用，在低水头范围内通过传动机构驱动发电机发电，使低水头落差的水能得到有效利用。

技术领域

本发明涉及发电装置领域，具体是一种超低水头发电机组。

背景技术

我国水能资源丰富，不论是资源蕴藏量还是可开发资源，在全世界均居第一位。受到气候、地形、地势等因素的影响，我国水能资源有河道陡峻、落差巨大的突出特点，对开发水力发电十分有利。此外，水资源是一种再生资源，取之不尽用之不竭，水力发电前景广阔。

特别指出的是，我国低头水能资源至今还处于待开发状态。众多溪水、河流等微型水力资源(指装机容量500KW以下)分布于广阔的丘陵地区和偏远农村，据统计仅0.1KW～100KW范围的为水力可开发资源就达到8000万KW。同时伴随各种中小型水利设施、污水处理排放设施的建设，形成了不计其数的低水头落差设施，如河道堰坝、山塘、矿区水库、电站尾水以及城市管廊、工业管道等。可见我国微水利资源十分丰富。大力推广微水电不仅能解决偏远地区供电问题，促进我国农村电气化建设，而且还能实现电站尾水、市政管道等场合的能量回收，有助于加快实现我国节能减排的战略目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超低水头发电机组，它采用螺旋叶片式绞龙叶轮驱动，采用螺旋叶片上下两面的静压差和水流冲击联合作用，在低水头范围内通过传动机构驱动发电机发电，使低水头落差的水能得到有效利用。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种超低水头发电机组，包括水轮机装置总成、传动机构和发电机；所述水轮机装置总成包括外圆筒、中心轴、绞龙叶轮，所述外圆筒两端设有带座轴承，所述带座轴承通过架杆固定在外圆筒两端，所述绞龙叶轮由多段螺旋叶片组成，多段螺旋叶片是整体结构，且焊接于中心轴外壁，所述绞龙叶轮盘绕在中心轴外围，所述带座轴承与中心轴相配合，所述中心轴通过传动机构与发电机的转子转轴传动连接。

所述中心轴包括空心轴和实心转轴，所述实心转轴位于空心轴两端，所述绞龙叶轮盘绕在空心轴外围。

所述实心转轴与带座轴承相配合，所述空心轴直径d_m与外圆筒直径d的比值d_m/d＝0.2～0.5；相邻两段螺旋叶片之间的螺距P与外圆筒直径d的比值P/d＝0.6～1.2；绞龙叶轮螺旋长度与外圆筒直径d的比值L/d＝2～5；外圆筒倾斜角度β＝18°～32°。

还包括下游座体，所述下游座体固定在下游水渠底部，所述下游座体上设有底部轴承座，所述底部轴承座内设有推力轴承和滚动轴承，下游的实心转轴末端轴端与推力轴承和滚动轴承相配合，所述推力轴承和滚动轴承通过密封垫圈密封设置在底部轴承座的内腔。

还包括固定设置在水渠两侧壁之间的支撑梁，所述支撑梁上设有顶部轴承座，上游的实心转轴末端轴端与顶部轴承座内的轴承相配合。

所述传动机构为带传动机构，所述带传动机构包括大带轮、小带轮和皮带，所述大带轮设置在上游的实心转轴末端，所述大带轮与小带轮之间通过皮带传动，所述小带轮通过连接转轴与发电机转轴传动连接。

与小带轮连接的连接转轴远离发电机一端设有轴承支座，所述轴承支座固定设置在地面上。所述发电机为永磁发电机，所述永磁发电机内为稀土永磁体转子，所述稀土永磁体转子采用Halbach充磁方式进行充磁。