◎ 本刊記者 肖桂華

一種實(shí)用新型臥式水輪發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)組

◎ 本刊記者 肖桂華

隨著全球工業(yè)化的發(fā)展，能源問題逐漸凸顯，一方面是能源的來源不能滿足日益擴(kuò)大的高耗能產(chǎn)業(yè)需求，重要的能源物資逐漸變得緊缺，日趨消耗殆盡；另一方面能源的消耗和開采對環(huán)境的影響也累積加深，導(dǎo)致氣候變化，影響工業(yè)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及人類生活質(zhì)量的提升。然而，我國存在大量的水流資源，例如海拔5000米的高山在降水充沛的季節(jié)，水流從山頂沿蜿蜒曲折的水道傾瀉而下，產(chǎn)生巨大的能量。這些天然能源是取之不盡、用之不竭的。水輪機(jī)是把水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的動力機(jī)械，屬于流體機(jī)械中的透平機(jī)械。在水電站中，上游水庫中的水經(jīng)引水管引向水輪機(jī)，推動水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，把水流的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的動力機(jī)械，利用水流沖擊葉片，葉片帶動輪軸驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。

之前的某種渦輪水力發(fā)電機(jī)主要包括外部的殼體和內(nèi)部的轉(zhuǎn)輪，殼體上端設(shè)置有一進(jìn)水口，殼體下端設(shè)置有一出水口，轉(zhuǎn)輪設(shè)置在殼體內(nèi)部中心位置，轉(zhuǎn)輪內(nèi)設(shè)置有輪片，轉(zhuǎn)輪通過皮帶輪與外部的電機(jī)連接，水流流經(jīng)進(jìn)水口和出水口，推動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)帶動電機(jī)發(fā)電，而且進(jìn)水口和出水口內(nèi)側(cè)還設(shè)有渦輪筒，渦輪筒由渦輪軸和螺旋葉片組成。這種水力發(fā)電機(jī)多只能應(yīng)用在垂直落差的水流和封閉的壓力水流環(huán)境下。另外一種發(fā)電裝置主要包括蓄水裝置、設(shè)在蓄水裝置下方的水流管道、設(shè)置在水流管道內(nèi)的葉輪以及由葉輪帶動的發(fā)電機(jī)，水流管道是垂直布置的，蓄水裝置和水流管道之間設(shè)有出水閥。這種水力發(fā)電裝置有效利用了水流的勢能，特別適合應(yīng)用在高水位、垂直勢差的場合，但是也限制了它在其他場合的應(yīng)用。還有一種由水力轉(zhuǎn)動輪、主軸、變速裝置、發(fā)電機(jī)組成的水力發(fā)電裝置，主軸通過主軸承設(shè)在支撐墻上，水利轉(zhuǎn)動輪設(shè)置在主軸上，主軸、變速裝置、發(fā)電機(jī)依次連接，支撐墻內(nèi)部還設(shè)有水池，水力轉(zhuǎn)動輪的上方設(shè)有供水槽，水泵通過水管與供水槽連接。這種水力發(fā)電裝置利用水流的重力勢能轉(zhuǎn)變來的動能推動水輪轉(zhuǎn)動帶動電機(jī)發(fā)電，與上述兩種水輪機(jī)相似，但適用范圍也十分有限。

袁和春創(chuàng)新發(fā)明的一種實(shí)用新型臥式水輪發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)組（專利號：ZL201520041565.4），主要由水輪機(jī)組、水輪機(jī)架400和發(fā)電機(jī)等組成，涉及一種利用水流能量發(fā)電的水輪發(fā)電機(jī)和一種利用山地坡度水流能量發(fā)電的臥式水輪發(fā)電機(jī)及發(fā)電機(jī)組，采用多級水輪，利用高地勢斜坡水流驅(qū)動葉輪帶動電機(jī)發(fā)電，不僅充分利用了自然水流能源，有利于低碳環(huán)保，還解決了現(xiàn)有水輪機(jī)無法應(yīng)用在曲折延伸落差水流環(huán)境中的問題，提高了發(fā)電效率高。