第一種,斗葉式水輪機(jī)。它是沖擊式中常用的一種機(jī)型。它是由轉(zhuǎn)輪、噴嘴、針閥和機(jī)殼等主要部件組成,水流從壓力水管引來(lái),流經(jīng)針閥后從噴嘴射出,形成一股高速射流沖擊輪葉,推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),然后跌落在尾水渠中排往下游。小型斗葉式水輪機(jī)多為一個(gè)轉(zhuǎn)輪和一個(gè)噴嘴,轉(zhuǎn)輪的輪葉像一個(gè)杓斗(水斗),也是最重要的部件。輪葉中間有一個(gè)凸起的,將輪葉分成對(duì)稱的兩半,使射流被均勻地分開(kāi),并且平順地流出輪葉,這樣,水流撞擊損失較小,運(yùn)轉(zhuǎn)也比較穩(wěn)定。
輪葉的頂端開(kāi)有一個(gè)缺口,以免上一個(gè)輪葉妨礙切向射流對(duì)下一個(gè)輪葉的沖擊。在水輪機(jī)的噴嘴內(nèi)裝有圓錐形頭的針閥,轉(zhuǎn)動(dòng)手輪可以使針閥沿水流方向前后移動(dòng),以控制噴嘴出口斷面的大小,從而調(diào)節(jié)水輪機(jī)的流量和出力。沖擊式水輪機(jī)只利用水流的動(dòng)能,水輪機(jī)中水流壓力等于大氣壓力,因此這類水輪機(jī)要安裝在下游水位以上。和反擊式相比較,沖擊式水輪機(jī)(斗葉式以及斜擊式、雙擊式)不需要設(shè)尾水管,也沒(méi)有復(fù)雜的導(dǎo)水機(jī)構(gòu)和引水蝸殼,調(diào)速也方便,因此結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,但要在一定的水力條件下(水頭較高,流量較?。┎拍苁褂?。
第二種,斜擊式水輪機(jī)。這種水輪機(jī)與斗葉式水輪機(jī)的區(qū)別是噴嘴的裝置位置,以及轉(zhuǎn)輪型式不同。在斗葉式中,噴嘴位于轉(zhuǎn)輪平面內(nèi),射流是切向沖擊輪葉,在斜擊式中噴嘴與轉(zhuǎn)輪平面成某一角度,射流從側(cè)面沖擊輪葉,所以叫斜擊式。為了適應(yīng)小型水電站的需要,一些工廠制造了幾種簡(jiǎn)易微型斜擊式水輪機(jī),這種機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝方便,耗水量很小,山溝、小溪截流引水即能建站。
第三種是雙擊式水輪機(jī)。雙擊式水輪機(jī)是由圓筒形轉(zhuǎn)輪、噴嘴、調(diào)速裝置和機(jī)殼等主要部件所組成,水流由壓力水管引來(lái),從噴嘴射出,沖擊輪葉一次,然后穿過(guò)轉(zhuǎn)輪內(nèi)部空間再次沖擊輪葉,最后以很低的流速流出轉(zhuǎn)輪。因?yàn)樗鲀纱螞_擊輪葉,所以稱為雙擊式。這種水輪機(jī)的噴嘴內(nèi)設(shè)有閘板或單導(dǎo)葉等調(diào)速設(shè)備,轉(zhuǎn)動(dòng)手輪可以改變閘板或?qū)~的位置,控制噴嘴出口斷面的大小,從而調(diào)節(jié)水輪機(jī)的流量和出力。
雙擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪呈圓筒的形狀,是由若干片曲線形輪葉固定在兩個(gè)圓壁上而成的。輪葉形狀一般采用漸開(kāi)線和圓弧線(單圓弧或雙圓?。﹥煞N,漸開(kāi)線轉(zhuǎn)輪效率高,但制造比較麻煩。輪葉數(shù)多少對(duì)效率也有一定影響,輪葉數(shù)越少,效率變化越大,一般采用24~36片。雙擊式水輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,效率雖低但受水頭變化的影響較小。在流量一定時(shí),可以將轉(zhuǎn)輪寬度做得較大而直徑做得較小,制造成小直徑高轉(zhuǎn)速的水輪機(jī),便于直接傳動(dòng)。如果使用的水頭不是很高,還可以以木代鋼,這樣不僅造價(jià)低,而且制造容易。因此,雙擊式水輪機(jī)對(duì)流量較小的山區(qū)河道非常適用。