反作用水轮机 本发明一般涉及把流动的水流的能量转换为一根旋转轴上的机械能的水轮机，更具体的说，涉及一种目的在于减小叶片进入水中和离开水的时候作用在水轮机叶片上的液体阻力，提高水轮机的工作效率，叶片轮廓经过改进的水轮机。
与重力式水轮机和脉冲式水轮机不同，反作用水轮机与水的重力头完全无关，而是把流动的水流的能量，例如潮汐或河流中流动的水流的能量转变为一根旋转轴上的机械能。反作用水轮机地安装方式是把它转动部分的下部浸入水中，使转动部分向着水流同样的方向转动。
通常的反作用水轮机，或者由增大旋转轴上的转动力，或者由增加作用在叶片上的水量来提高它的工作效率。此时，可以用增大转动部分的轮缘与旋转轴之间的径向距离，或者用增大叶片的垂直断面积或者转动部分的宽度来增大作用在转动部分上的水量，来增大旋转轴的转动力。通常的水轮机的叶片是沿径向安装在转动部分的轮缘上的。这样，潮汐或河流中的水流与转动部分在水中的最下面的部分成直角，使得水流的能量能更有效地作用在叶片上。然而，对于转动部分中进入和离开水面的那些叶片，却没有水流能量的作用。当叶片进入和离开水面时，叶片与水面平行，所以水反而有很强大的反作用力作用在叶片上。这种作用在上部叶片上的反作用力抵消了转动部分最下面的那一部分叶片所获得的有效的水流的能量。所以，这种普通的水轮机的工作效率很低。
因此，本发明的目的是提供一种反作用水轮机，这种反作用水轮机能解决以上问题，具有结构经过改进的叶片，能有效地降低作用在进入和离开水面的那些叶片上的液体阻力，从而提高反作用水轮机的工作效率。
为了达到上述目的，按照本发明的优选实施例的反作用水轮机包括：一个两端用圆形侧板盖住的密封的长圆筒，在该圆筒的中部设有一块圆环形的辅助板，上述圆筒的半径与上述侧板的半径的比例是4∶5；在上述圆筒的外表面上装有许多沿轴线方向有规律地隔开距离布置的叶片，每一块叶片有一个半圆的弧形内表面，该圆弧的直径等于侧板的半径与圆筒的半径的差，还有一个从各叶片在侧板圆周上的的顶点到上述圆筒的圆周上，距离等于叶片之间的节距的流线形外表面。
阅读下面结合附图对本发明的详细描述，将能更清楚地了解本发明的上述和其他的目的、特点和优点。附图中：
图1表示按照本发明的优选实施例的反作用水轮机的结构的立体图；
图2是图1中的反作用水轮机的断面图；
图3是表示图1中的反作用水轮机的工作状态的断面图。
图1至图3表示按照本发明的优选实施例的反作用水轮机。和以上描述的现有技术一样，本发明的反作用水轮机也是用于将水流的能量，例如潮汐或河流的能量转换成旋转轴的机械能的。
如图1至3所示，本发明的反作用水轮机1包括一个两侧用圆形的侧板1’盖住的密封的长圆筒1a。在该圆筒1a的中部垂直地装了一块圆环形的辅助板1”，并使得这三块板1’和1”互相平行。在上述水轮机1中，通常是把圆筒1a的半径CP与各侧板1’的半径CA定为4∶5到4∶6。在上述圆筒1a的外表面上装有许多沿轴线方向有规律地隔开距离布置的叶片2。各叶片2的受到水的作用的表面或内表面3的横断面是一个由直径PA决定的半圆，该直径等于侧板1’的半径CA与圆筒1a的半径CP的差。叶片2的外表面3’是流线形的弧线，这条弧线在叶片2的节距的距离PP’的范围内，从位于侧板1’的外圆周A上的叶片2的顶点，延伸到圆筒1a所定的圆周上的B点。
附图中，标号4是指水轮机的旋转轴，标号5是指旋转轴的轴承，标号6是指支承立柱，标号7是指平衡重，标号7’是指从平衡重连到轴承的钢丝绳，标号8是指为平衡重导向用的导向柱，标号9是指浮槽，标号10是指锚桩，标号11是指锚桩绳。
下面描述上述反作用水轮机的工作效果。
如图3所示，水轮机1安装在浮槽9上，水轮机1的旋转轴4插入支承在支承立柱6上的轴承内。上述水轮机1沉入水中的深度可以根据水深调节。即，借助于调节平衡重7的重量，能使水轮机1和轴承5一起沿着垂直方向相对于浮槽9的支承立柱6移动。上述浮槽9用锚桩绳11系在锚桩10上，而锚桩则从浮槽9沉入水下，以防止浮槽9跑掉。在上述状态下的水轮机1由水流推动它转动，从而把水流的能量转变为旋转轴4的机械能量。如上所述，各叶片2的内表面3具有半圆形的圆弧，而各叶片2的外表面3’则具有流线形的圆弧。由于上述特殊设计的各叶片的表面3和3’，在RW那一部分上的叶片能以其外表面3’的下部平滑地浸入水中，因为这一部分比外表面3’的上部先浸入水中。因此，当叶片2在RW部分浸入水中时，作用在各叶片2的外表面3’上的液体阻力几乎可以忽略。另一方面，当叶片2从LW部分离开水面时，各叶片2的内表面3是朝下的，外表面3’的下部先于外表面3’上部离开水面。因此，当叶片2在LW部分离开水面时，作用在叶片2上的液体阻力几乎也可以忽略。
此外，水轮机1的圆筒1a是密封的，所以当水流推动水轮机1转动时，水不会进入圆筒1a内。因此，上述水轮机也没有因为水进入圆筒1a内而形成的液体阻力。在水轮机1浸入水中的最下面的那一部分，各叶片2的内表面3与水流成直角，所以水流的能量有效地集中在弧形内表面3上，从而增大了水轮机1转动的力量。
如上所述，本发明提供了一种结构经过改进的反作用水轮机，这种水轮机最适用于将水流，例如潮汐或河流的能量转换为旋转轴的机械能。在上述水轮机中，叶片具有特殊设计的形状，不仅能减小作用在叶片上的液体阻力，还能将水流的能量集中在叶片上。这就是说，各叶片的内表面具有半圆形的弧线断面，当叶片进入或离开水面时，内表面正好朝上或朝下。各叶片的外表面具有流线形的断面，能平滑地进入或离开水面，从而使得叶片在进入或离开水面时几乎没有液体阻力。同时，在水轮机在水中的最下面的部分，水流的能量有效地集中在各叶片的圆弧形内表面上。上述作用在叶片上的可以忽略的液体阻力不会抵消在水轮机最下面部分的叶片所获得的能量。这样，上述水轮机就具有很高的工作效率，非常适于用作有效的能源。上述水轮机的另一个优点在于叶片的结构比以往的叶片坚固，所以这种水轮机的期望寿命大大地延长了。
虽然为了说明起见，上面只公开了本发明的优选实施例，但本技术领域的技术人员能够理解，可以对本发明作出各种改进、增补和替换，而不会脱离权利要求书中所描述的本发明的范围和要点。