[发明专利]水流量调节装置及其水轮机

说明书

本发明提供一种水流量调节装置及其水轮机，其包括有一喷嘴流道结构，其具有一进水口以及一喷嘴口，该喷嘴口对应一水轮的一局部区域，该喷嘴流道结构具有一调整机构，用以改变该喷嘴口的大小，该调整机构更包括有一驱动部、一调节闸板以及一从动闸板。该调节闸板，与该驱动部耦接，该调节闸板的第一侧连接有沿着一第一轴向的一第一转动元件，该调节闸板凭借该驱动部提供的动力以该第一转动元件进行转动，以改变该喷嘴口的大小。该从动闸板，具有一第三侧用以和该调节闸板的一第二侧相枢接，该从动闸板的一第四侧上具有一第二转动元件，该第二转动元件更于该调节闸板改变该喷嘴口的大小时沿与该第一轴向垂直的第二轴向进行位移运动。

技术领域

本发明涉及一种水轮机技术，特别是指一种具有水流量调节装置及使用该装置的水轮机。

背景技术

贯穿流式水轮机又称双击式水轮机(cross-flow turbine)，能于低水头情况通过稍大水量，其不像大多数水从径向或轴向流入的水轮机类型，而是让水直接穿过机组水轮扇叶，作为一种水车衍生类型，即水流自水轮机的单侧边小角度切向进入，后流入水轮之中，然后水会从水轮机的相反侧扇叶间隙离开机组。此种设计会使得水流入及流出水轮时，除入水时会有冲击力外，水排出时的反力也有二次推动水轮转动效益。这种贯穿流式水轮机型式最早是由美国的Banki Donat教授发展出来，并于1919年取得US1436933A号专利，当时的喷嘴无法控制流量，而其后更有其他业者于1986年改良导翼设计取得US4579506A的专利贯穿流式，该型水轮因而广泛成功的商业运用。

请参阅图1所示，其是现有的US4579506A号专利所公开的Banki贯穿流式水轮机的基本构造图。水流90从经过流道通过流量控制板11而进入水轮10。进入的水量大小由该流量控制板11来进行控制。贯穿流式水轮机中，水从入水口经由喷嘴口流出，并利用压力差来推动水轮进行转动。由于水轮10是属于横轴摆设，水流通过水轮10而向下流出，水轮10的部分区域会暴露在空气中。图1所示的结构中，流量控制板11通过油压控制来改变进入水轮的流量，其运转效率约为83％。

在另一贯穿流式水轮机的现有技术中，如图2所示，流量控制板13改由下方导流板的一部分进行改造而成。在该技术中，流量控制板13的构造相对简化，通过螺杆即可以控制流量控制板13的开闭动作。虽然图2的技术简化了开闭的结构，但是水流方向以及平顺度变差，因此最高效率约在77％左右。

发明内容

有鉴于现有技术中，流量控制板不同开度使水流进入水轮的水流方向以及平顺度变差，因此仍有可改善的空间。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种水流量调节装置，控制进入一水轮的一局部区域的流量，其特征在于，包括有：

一喷嘴流道结构，其具有一进水口以及一喷嘴口；以及

一调整机构，设置于该喷嘴流道结构的一侧，用以改变该喷嘴口的大小，该调整机构还包括有：

一调节闸板，其第一侧连接有沿着一第一轴向的一第一转动元件，该调节闸板以该第一转动元件进行转动，以改变该喷嘴口的大小；

一从动闸板，具有一第三侧用以和该调节闸板的一第二侧相枢接，该从动闸板的一第四侧上具有一第二转动元件，该第二转动元件在该调节闸板改变该喷嘴口的大小时沿与该第一轴向垂直的第二轴向进行位移运动；以及

一驱动部，用以产生致使该调节闸板转动所需的动力。

所述的水流量调节装置，其中，该驱动部还包括有：

一动力单元；

一推杆，与该动力单元相连接；以及

一连杆，其一端与该推杆相耦接，另一端则与该调节闸板耦接。