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把水的位能与压能，通过喷嘴转换为射流的动能，高速射向转轮使之旋转的水轮机（参见彩图Ⅵ—51）。冲击式水轮机根据水流冲击的方式，又可分成水斗式、斜击式和双击式，见图1。水斗式水轮机喷嘴射流的轴线与转轮水斗旋转面成切向，其射流与转轮相切的圆称节圆，这是1880年美国的培尔顿（Pelton）首先提出的，故称培尔顿水轮机。斜击式水轮机的射流与转轮进口面以某一角度成斜交。双击式水轮机的射流向心地进入叶片后，穿过转轮进入另一面的叶片流道第二次做功。大中型水斗式水轮机通常用于300～1 700m水头，斜击式与双击式主要用于200m水头以下的小型水电站。
Ⅵ—51 冲击式水轮机 窦以松供稿
图1 冲击式水轮机类型图 （a）水斗式；（b）斜击式；（c）双击式
冲击式水轮机的转轮被水淹没时，会引起能量损失和振动，因此一般都装在高于下游水面1.0～1.5倍转轮直径的位置上。当下游水位变幅过大时，可利用压缩空气把机壳内的水面压低，从而可以把转轮装在下游最高水位以下。 图2为水斗式水轮机的主要结构示意图。由喷嘴、喷针、折向器、转轮和机壳等组成。喷嘴装在引水管末端，主要作用是把压力水能全部转换为速度能射向转轮。喷针又称针阀，头部呈圆弧形，由调速器控制折向器操作，以改变喷嘴出口的环形断面的过流面积，调节射向水斗的流量。折向器位于喷嘴的出口，在机组甩负荷时，它就动作，将喷向水斗的射流岔开。水斗式水轮机的转轮是一个带有若干水斗的圆盘，水斗形似水勺，中间有分水刃。
图2 水斗式水轮机结构图
冲击式水轮机的比转速较低，大型水斗式水轮机为了提高比转速，向多喷嘴、多转轮方向发展，最多的喷嘴为6个。 世界上出力最大的水斗式水轮机是挪威的西西马（Sy-Sima）水电站，单机额定出力315mW。使用水头最高的是奥地利的莱塞克（Rerssec）水电站，额定出力24mW，最大水头1 771m。中国容量最大的冲击式水轮机是以礼河3、4级的水斗式水轮机，水轮机额定出力37.5mW，最大水头629m，转轮直径1.7m。水头最高的是天湖水电站，水轮机为立轴双喷嘴型，转轮直径1.7m，额定出力15mW， 最大水头1 022m。
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