摘 要： （专利号：ZL200820009346.8） 本发明是一种多级叶轮的轴流式水轮机，它是在水轮机壳内的同一根转动轴上依次串连了多个旋转叶轮，在每个旋转叶轮的前面设置一个固定的整流叶轮来连接水轮机壳和支撑转动轴。它主要通过固定整流叶轮来控制水流的冲击方向、多级旋转叶轮充分回收水能和有效利用尾管水头的吸力等三种途径来节约能量，从而可以大幅度地提高水轮机的水能转化效率10%左右。尤其是在水头与负荷发生变化的条件下，能更好地保持水轮机运行的稳定性，提高水轮机的平均效率。应用本发明的技术原理，还可以制造多级节能蒸汽机及其它流体动力机械。
目前公知的水轮机基本上都是单级叶轮结构，在水头与负荷发生变化的条件下运行稳定性较差，尤其是在低负荷状态下水轮机的转化效率就大打折扣。水能转化的平均效率一般都在80%左右，其余的能量都跟流水一起白白浪费掉了，在提高平均效率方面还有较大的发展空间。在当今这个经济高速发展、能源非常紧张和环保压力已经达到极限的时代，千方百计地节约能源已经成为全世界的迫切愿望。
如“多级无效作用结构示意图”所示，现有水轮机不能实现多级结构的主要原因是：冲击水流经过第一级叶轮后就大幅度地改变了原来的方向在水轮机内旋转前进，不能有效地对后面的旋转叶轮做功了。如果继续增加叶轮的级数还会降低水轮机的能量转化效率。
根据压强公式P＝F/S得F＝PS，当水的压强一定时，要想使水轮机获得更大的动力，其中最重要的一条途径就是增大水轮机的受力面积。而增加受力面积的最好办法：就是增加旋转叶轮的级数。
为了克服现有水轮机单级叶轮造成的能源损失，本发明提供了一种多级叶轮的轴流式水轮机，该水轮机可以保证冲击水流通过第一级叶轮后，仍然能够对后面的各级叶轮进行有效的做功，从而达到节约能源之目的。
本发明解决其技术难题所采用的改进方案是：在圆管形的水轮机壳中，多个旋转叶轮依次串连在同一根转动轴上，在每一个旋转叶轮的前面设置一个固定的整流叶轮来连接水轮机壳和支撑转动轴。如“多级有效作用结构示意图”所示，当冲击水流对直冲过第一个旋转叶轮并推动其旋转时，它也就随之改变方向旋转着冲向下一个固定叶轮，固定叶轮上的每一个叶片都会纠正和梳理通过它的水流方向，使其按照叶片的设置方向冲击下一个旋转叶轮。依次类推周而复始，就可以使一台多级叶轮的轴流式水轮机正常地运行了。
在这种多级叶轮的轴流式水轮机中，起关键作用的就是设置在每个旋转叶轮前面的固定整流叶轮。由于它的设置，让我们可以合理地改变和控制水轮机内的水流冲击方向，也就是让我们可以合理地改变和控制水轮机内作用力的方向。这样我们就可以通过固定叶片设置，让那些原来随叶轮旋转而不做功的力改变方向来冲击叶轮做功；同时我们也可以改变那些正向冲击叶轮的力来侧向冲击旋转叶轮，让它多做有用功而少做无用功（如“多级有效作用结构示意图”所示，与旋转叶片的倾斜方向相反设置固定整流叶片）。
现有的轴流式水轮机为了充分利用水能，旋转叶片的倾斜角一般都设置的比较大。这种多级叶轮的水轮机因为回收水能的叶片数量很多，所以在设计旋转叶轮时就可以适当减小叶片的倾斜角。减小旋转叶片的倾斜角主要有以下两方面的好处：一是可以减小旋转叶轮的轴向压力少做无用功；二是可以减小水流冲击固定整流叶片的倾斜角，降低水轮机内部的弯道能量损失。
如“多级节能水轮机结构示意图”所示，这种水轮机是一种弯曲程度很小的均匀管状结构，整个运行过程中的水流方向改变不大，所以经过弯道损失的能量就很少。因此，它不仅可以有效地利用水轮机上面的水头压力，同时也可以有效地利用水轮机下面尾管水头的吸引力，从而达到充分利用全程水头之目的。
综上所述，这种多级叶轮的轴流式水轮机主要通过以下三条途径来达到节能目的：一是变单级叶轮为多级叶轮，多次重复利用水能；二是通过固定整流叶片的倾斜设置来改变水流冲击旋转叶轮的方向，从而来减少旋转叶轮的轴向压力和增加横向旋转推力；三是有效地利用了水轮机下面尾管水头的吸引力来减少能量损失。通过这三条途径充分地实现了水轮机的节能目标，估计这种水轮机与现有的水轮机相比，大约可以提高水能转化效率10%左右。由于这种水轮机的叶轮级数比较多，所以它就能够在水头与负荷发生变化的条件下，更好地保持水轮机运行的稳定性，从而大幅度地提高水轮机的平均效率。
发明人：梁思武(老师)
地址：四川省广元市旺苍县职业中学 邮编：628200
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本帖最后由 liang-siwu 于 2009-11-7 19:02 编辑 ]
42楼
汽轮机跟水轮机原理是不一样的。另外我相信这个论坛上应该不会有人跟你合作搞这个的。汽轮机确实是多级，而且是越来越大叶片，但你想过为什么这样吗？凡事不要只看表象。过热蒸汽做功后会膨胀的。
另外前面的人看的出都是专业人士。你可以咨询下你们省内的川大吧或者问下东方电机厂，重水也行。
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43楼
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44楼
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45楼
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46楼
这个多极水轮机效率不会高
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47楼
楼主这位老师，给你说几点建议
1、你太喜欢反驳人了呵呵，你不是来我们这个行业学习的不是来真心找人帮你看有没有问题的。很多给你说的关键的地方的时候你就是一句，这个我不是很清楚，你看我的动画呵呵。
2、水轮机行业是具备很高的科技含量的，不是什么游泳救生圈啊这些能比的呵呵。在水轮机的木模开发这块属于高精尖的，直接可以关系到潜艇的螺旋桨啊，飞机的机翼，等等关于风洞啊什么的。现在客观的点评你连这个行业的门槛都没有摸到，何谈创新啊？你现在的只是不切实际的空想！我现在30岁，估计你有50了吧，那么30年后，你80的时候我们用历史来检验，也检验我今天的点评。
3、你开发的只是你对这个行业缺少了解，根部不知道现在这个行业的最先进的技术是到了什么地步，所以你觉得你现在是像当年能看懂牛顿理论的三个人那样，你是属于曲高和寡呵呵，您觉得的思想就是大家都是错的，都没有意识到您的东西的先进。O(∩_∩)O哈哈~.... 退一万步说就算您的可行，那么您凭什么和现在轴流贯流94的效率，混流9596的效率，冲击式（高水头）92~93相比？？？你的这种思想反映在你的言行上，反映在你不接受别人的建议上。 你总是说什么飞机是谁发明的。那是因为当时飞机还是个完全空白的，还是从0开始的，但是现在不是啊，而你的水轮机是一个成熟的有百年历史的行业。呵呵。你总是喜欢强辩而且，置这么多给你忠言逆耳的人的建议。。。哎，可以看得出你是一个很固执的人，人到了一定年龄的固执不是好事情...
4.从你进很多群的讨论看，你就是建立了一套自己的说辞，把自己框在里面了，不允许人家是攻破。科学是需要严谨的。你的所有的都是没有任何数据的分析的。
都是你凭空想象的呵呵。 一个简单的导叶你以为就是你想的那样什么形状就是什么形状啊，你考虑过导叶上的流动分析吗？谁在你的导叶上是怎么流的，水对导叶的各种作用，应力如何，你怎么解决你的空蚀问题啊？空蚀是多大啊？空蚀的初生，发展，溃灭什么什么样子啊，你的机器的漩涡是怎么的啊，固液的震动是怎么的啊？第一个转轮出来之后到第二个固定导叶之间，水流的紊乱是怎么的，怎么产生破坏的，哎太多了，因为对你说这些就像说天书一样。 等等等，你就好比，你现在是个做了几首打油诗的自诩为大诗人的自己，对着李白超笑呵呵。 液体和气体也是不一样的，一个是可压，一个是不可压的。 很多东西都不是你想想的那样的。
你知道你的叶片怎么弄的吗，简单的二元理论开发木模您知道多少啊？现在的三元又是怎么的啊？ 现在的轴流式的每一个木模不知道是前人经过多少千锤百炼的心血的总结。
我们国家修三峡电站的时候花了大价钱引进各种技术，您知道这些是多少吗？ 引进的是什么啊。太多太多的都和你说不清楚，典型的秀才遇到兵呵呵。
真的真诚的建议您看看水轮机的书籍，或者您到有水轮机专业的学校去进修下，您是四川的吧，给您个四川的算是水轮机方面有造诣的老师。 西华大学流体机械水轮机专业的教授--宋文武先生。您可以向他多讨教下呵呵。 或者您到华中理工大学去呵呵，还有甘肃工业大学等等，都有这个专业的。您现在在水轮机行业就像一张白纸。 告诉您个真实的例子，我想国内很多这个专业的都是杜同的学生或者再传再再传，杜同开发了个“贯混流的新式水轮机”，全套都是很严谨的，但是根本没有市场啊，贯混流这个东西没有核心竞争力，不能和现有的主流产生竞争就必将被淘汰。我想与水轮机巨擘身份集几十年心血开发的新东西肯定比您现在初步的妄想好很多吧，但是一样将被历史淘汰！ 杜同其人您可以在论文库收到很多他的早年论文。
5 其他的我都不想多说什么了，你知道为什么接触你的稍微懂点水轮机的都对您的东西不屑一顾吗？您的态度，态度！您截收 不了人家的意见，总是自己说自己的。你以为我们都是那种用钱剔除空箱子的人啊？你才是那个用电风扇吹掉空箱子的人吗？ （不好意思引用了些，典故，不一定都看得懂 ，后面附了这个典故） 一句话：您的这个东西，只要有了93 %的效率都会有市场，才能活下去......
6、言尽于此吧......
某闻名全球的日用消费品公司新上了一条香皂包装生产线。由于机械手的精度原因，总有一些盒子没有装进去香皂，而成了空盒子。假若“空盒子”进入市场，就会引发严重的后果。公司高层召开会议，抽调专家，组织攻关团队，集思广益，解决“空盒子”问题。专家们综合采用了微电子、自动化、X射线探测等现代化的技术，每当生产线上有空香皂盒通过，全自动机械手把空盒子取走。
无独有偶。国内有一乡镇企业在生产香皂的过程中，也遇到了类似的“空盒子”问题。这个乡镇企业家既没有高学历的科研人员，也没有雄厚的资金，只好将问题“下放”，请广大员工们想办法。有位员工灵机一动，搬来一台电风扇，放在装完香皂的流水线上。只要生产线上有“空盒子”经过，就会被风吹下来。
同样一个关于“空盒子”的问题，大公司采用专家攻关的办法，使这个问题得到了圆满的解决。而乡镇企业则是另出奇招，简单易行，一个令人十分“挠头”的问题轻而易举地解决了。专家攻关团队所采取的解决问题的办法，成绩是显著的，但程序繁琐，耗费也必然是相当可观的；而那位普通员工的解决办法看似儿戏，但却简捷廉价，切实可行。“空盒子”问题虽然都得到了解决，但岂知在同样结果的背后，耗费却有着天壤之别。其实，简单的东西，在许多时候更有其独到的优美之处。那位普通员工解决“空盒子”的方案给人的感觉是相当优美的。
综观两个企业关于“空盒子”子问题的解决过程，既有经历见识不同的缘故，也有资金多寡和实力强弱的原因，然而更重要的是思想方法的不同，因而观察问题的角度和分析问题的立足点也就不同，出现不同的解决方案也就成了必然的结果。由此想来，实力不同的企业，不同的社会团体，乃至国情不同的国家，在观察分析和处理问题时，都应当坚持科学发展观，采取科学的思想方法，从实际出发，量力而行，防止和克服形而上学的思维方式，寻求适合自己特点且切实可行的解决方法。
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本帖最后由 shuqin118 于 2010-11-13 18:12 编辑 ]
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48楼
:Q ，从业这么久，还没看懂。哎…………，二级叶轮只能起到反作用。
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49楼
西华大学搞水机的老师还有很多，楼主有空可以去交流交流。
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50楼
太搞笑了，拿几个瓦片放在轴上就多级节能，概念都错了。
水泵叫节能，水轮机能叫节能吗？
水轮机有几种，你知道吗？你这属于什么形式？
就算你这能发电，效率最多20%，你知道现代水轮机的效率可以达到多少吗？
水头你可能比较陌生，你知道你这种所谓的水轮机可以用到多少米的落差吗？
请把你所谓水轮机的模型参数（试验得出的）拿出来晒晒。
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51楼
你的评论很精彩！你介绍的典故更精彩！
你的确是比较专业，但是，光是空谈不解决问题，多做点实事吧。
请你帮我联系一下西华大学流体机械水轮机专业的教授--宋文武先生。我想向他多讨教一下，具体地研究一下这种水轮机的技术问题。
另外说明一下，你们现在所看到的图片，都还不是我理想中的图片，只是我想突破现有技术的一种探索，一种向大家表达立体结构的示意图。只要有厂家准备开发产品，我们就会将这些设计与现有技术结合，得出一种新叶轮结构图片用于样机生产。
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