技术领域
[0001] 本
发明涉及水轮机领域，具体而言，涉及一种具有轻量级叶轮的水轮机。
背景技术
[0002] 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。早在公元前100年前后，中国就出现了水轮机的雏形--水轮，用于提灌和驱动粮食加工器械。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。作完功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。
[0003] 2010年，我国水电装机规模达到2.11亿千瓦，新增核准水电规模1322万千瓦，在建规模7700万千瓦。根据我国对国际社会做出的"2020年非石化
能源将达到能源总量15％"承诺，我国水电行业2020年装机容量须达到3.8亿千瓦。而即使按照我国公布的《
可再生能源中长期发展规划》，确定到2020年水电装机容量要达到3亿千瓦，国内11年内将新增单机容量50千瓦以上的大型水电机组近300台，每年平均新装25台50万千瓦及以上大型水电机组。若按2020年达到3.8亿千瓦的装机容量，我国所需的水轮机及辅机设备将进一步增加，我国水轮机及辅机行业发展前景广阔。
[0004] 但是
现有技术中的水轮机叶轮都采用实心的叶轮，使叶轮制作花费大量的原材料，并且叶轮体型巨大，重量级的叶轮也给水轮机的安装带来不便。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种具有轻量级叶轮的水轮机，其能够减少叶轮的重量，使叶轮耗材更少，安装更省力。
[0007] 一种具有轻量级叶轮的水轮机，该水轮机包括至少一个水轮机本体，水轮机本体设置在水轮机的圆心
位置，水轮机本体包括水轮机叶轮和水轮机
轮毂，水轮机叶轮等间距的安装在水轮机轮毂的侧边，水轮机叶轮包括第一扇叶、第二扇叶和第三扇叶，第一扇叶、第二扇叶和第三扇叶组合形成水轮机叶轮，第一扇叶和第三扇叶之间形成封闭式空腔，第三扇叶设置在封闭式空腔中，第三扇叶的横截面为锯齿状，第一扇叶包括第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边，第一侧边的横截面为长方形，第一侧边与水轮机轮毂连接，第二侧边与第一侧边相连，第二侧边的横截面为朝远离第一侧边方向上翘的弧形，第三侧边与第一侧边相连，第三侧边与第二侧边相对，第三侧边的横截面为朝远离第一侧边方向上翘的弧形，第三侧边的上翘弧度大于第二侧边的上翘弧度，第四侧边与第一侧边相对，第四侧边与第二侧边和第三侧边连接，第四侧边的横截面为朝向第三侧边上翘的弧形。
[0008] 在本发明较佳的实施例中，上述第二扇叶包括第一连接部和第二连接部，第一连接部的一侧边与第二连接部的一侧边连接，第一连接部和第二连接部的横截面成“人”字形，第一连接部和第二连接部的形状根据封闭式空腔的形状决定。
[0009] 在本发明较佳的实施例中，上述第三扇叶的形状与第一扇叶的形状相似，第三扇叶的整体上翘
角度比第一扇叶的整体上翘角度大。
[0010] 在本发明较佳的实施例中，上述水轮机叶轮还包括第四扇叶，第四扇叶设置在第一扇叶和第三扇叶组合而成的第二侧边上，第四扇叶与第三扇叶之间形成锐角，第四扇叶的横截面为三角形。
[0011] 在本发明较佳的实施例中，上述第一侧边上还设置有组装部，组装部包括第一突起，第一突起上设置有第一通孔，水轮机轮毂上设置有与第一突起匹配的第二通孔，组装部通过
螺栓穿过第一通孔和第二通孔实现固定。
[0012] 在本发明较佳的实施例中，上述水轮机还包括进水仓，进水仓设置在水轮机的上方，进水仓的底部设置有凹槽，凹槽为圆环状，凹槽的内侧面设置有若干个出水口，出水口数量与水轮机叶轮数量匹配，出水口朝向水轮机叶轮。
[0013] 在本发明较佳的实施例中，上述进水仓包括导水板，导水板为具有倾斜角度的槽体，导水板朝向水轮机叶轮具有凹槽的一面。
[0014] 在本发明较佳的实施例中，上述水轮机叶轮还包括保水环，保水环设置在水轮机叶轮的两端，保水环与第一扇叶和第三扇叶连接。
[0015] 本发明实施例的有益效果是：在本发明中的水轮机叶轮，将叶轮中央掏空，并加入第三扇叶，减轻了水轮机的重量。将第一扇叶和第三扇叶设计成具有弯曲弧度的扇叶，便于水流冲击扇叶的凹陷面，使扇叶的受力更大，从而使得水轮机转速更快，产电更多。
附图说明
[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0017] 图1为本发明实施例的整体结构示意图；
[0018] 图2为本发明实施例的水轮机结构示意图；
[0019] 图3为本发明实施例是水轮机叶轮结构示意图。
[0020] 图标：100-水轮机叶轮；200-水轮机轮毂；110-第一扇叶；120-第二扇叶；130-第三扇叶；150-保水环；121-第一连接部；122-第二连接部；300-进水仓；310-凹槽；320-出水口；330-导水板。
具体实施方式
[0021] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0022] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的
选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0024] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0025] 此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0026] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0027] 第一实施例
[0028] 请参见图1-图3，本实施例提供一种具有轻量级叶轮的水轮机，该水轮机包括至少一个水轮机本体，水轮机本体设置在水轮机的圆心位置，水轮机本体包括水轮机叶轮100和水轮机轮毂200，水轮机叶轮100等间距的安装在水轮机轮毂200的侧边，水轮机叶轮100包括第一扇叶110、第二扇叶120和第三扇叶130，第一扇叶110、第二扇叶120和第三扇叶130组合形成水轮机叶轮100，第一扇叶110和第三扇叶130之间形成封闭式空腔，第三扇叶130设置在封闭式空腔中，第三扇叶130的横截面为锯齿状，第一扇叶110包括第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边，第一侧边的横截面为长方形，第一侧边与水轮机轮毂200连接，第二侧边与第一侧边相连，第二侧边的横截面为朝远离第一侧边方向上翘的弧形，第三侧边与第一侧边相连，第三侧边与第二侧边相对，第三侧边的横截面为朝远离第一侧边方向上翘的弧形，第三侧边的上翘弧度大于第二侧边的上翘弧度，第四侧边与第一侧边相对，第四侧边与第二侧边和第三侧边连接，第四侧边的横截面为朝向第三侧边上翘的弧形。
[0029] 在本发明较佳的实施例中，上述第二扇叶120包括第一连接部121和第二连接部122，第一连接部121的一侧边与第二连接部122的一侧边连接，第一连接部121和第二连接部122的横截面成“人”字形，第一连接部121和第二连接部122的形状根据封闭式空腔的形状决定。将第二扇叶120设计成“人”字形，在
支撑第一扇叶110和第三扇叶130的同时，也减少了整个水轮机叶轮100的重量。
[0030] 在本发明较佳的实施例中，上述第三扇叶130的形状与第一扇叶110的形状相似，第三扇叶130的整体上翘角度比第一扇叶110的整体上翘角度大，第三扇叶130的卷翘程度大于第一扇叶110的卷翘角度，使整个叶轮呈向内卷起的状态，增大水流的利用率。
[0031] 在本发明较佳的实施例中，上述水轮机叶轮100还包括第四扇叶，第四扇叶设置在第一扇叶110和第三扇叶130组合而成的第二侧边上，第四扇叶与第三扇叶130之间形成锐角，第四扇叶的横截面为三角形。在叶轮上设置第四扇叶，用于充当与
[0032] 在本发明较佳的实施例中，上述第一侧边上还设置有组装部，组装部包括第一突起，第一突起上设置有第一通孔，水轮机轮毂200上设置有与第一突起匹配的第二通孔，组装部通过螺栓穿过第一通孔和第二通孔实现固定。将水轮机叶轮100和水轮机轮毂200分开安装，便于某一水轮机叶轮100
腐蚀后方便替换。
[0033] 在本发明较佳的实施例中，上述水轮机还包括进水仓300，进水仓300设置在水轮机的上方，进水仓300的底部设置有凹槽310，凹槽310为圆环状，凹槽310的内侧面设置有若干个出水口320，出水口320数量与水轮机叶轮100数量匹配，出水口320朝向水轮机叶轮100。在进水仓300中设置凹槽310，水流集中在凹槽310处之后从出水口320出来，便于水流获得更大的冲击力。
[0034] 在本发明较佳的实施例中，上述进水仓300包括导水板330，导水板330为具有倾斜角度的槽体，导水板330朝向水轮机叶轮100具有凹槽310的一面。导水板330用于将水流集中导向水轮机叶轮100处。
[0035] 在本发明较佳的实施例中，上述水轮机叶轮100还包括保水环150，保水环150设置在水轮机叶轮100的两端，保水环150与第一扇叶110和第三扇叶130连接。在水轮机叶轮100处设置保水环150，使水流直接冲向叶轮后，保水环150作为导水部件，将水流导向叶轮中心后流出，使水流很好的作用于水轮机叶轮100。
[0036] 综上所述，本发明在本发明中的水轮机叶轮100，将叶轮中央掏空，并加入第三扇叶130，减轻了水轮机的重量。将第一扇叶110和第三扇叶130设计成具有弯曲弧度的扇叶，便于水流冲击扇叶的凹陷面，使扇叶的受力更大，从而使得水轮机转速更快，产电更多。
[0037] 本
说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性
基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。
[0038] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
