把水的位能與壓能，通過噴嘴轉(zhuǎn)換為射流的動能，高速射向轉(zhuǎn)輪使之旋轉(zhuǎn)的水輪機（參見彩圖Ⅵ—51）。沖擊式水輪機根據(jù)水流沖擊的方式，又可分成水斗式、斜擊式和雙擊式，見圖1。水斗式水輪機噴嘴射流的軸線與轉(zhuǎn)輪水斗旋轉(zhuǎn)面成切向，其射流與轉(zhuǎn)輪相切的圓稱節(jié)圓，這是1880年美國的培爾頓（Pelton）首先提出的，故稱培爾頓水輪機。斜擊式水輪機的射流與轉(zhuǎn)輪進口面以某一角度成斜交。雙擊式水輪機的射流向心地進入葉片后，穿過轉(zhuǎn)輪進入另一面的葉片流道第二次做功。大中型水斗式水輪機通常用于300～1 700m水頭，斜擊式與雙擊式主要用于200m水頭以下的小型水電站。

Ⅵ—51 沖擊式水輪機

圖1 沖擊式水輪機類型圖

（a）水斗式；（b）斜擊式；（c）雙擊式

沖擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪被水淹沒時，會引起能量損失和振動，因此一般都裝在高于下游水面1.0～1.5倍轉(zhuǎn)輪直徑的位置上。當(dāng)下游水位變幅過大時，可利用壓縮空氣把機殼內(nèi)的水面壓低，從而可以把轉(zhuǎn)輪裝在下游最高水位以下。

圖2為水斗式水輪機的主要結(jié)構(gòu)示意圖。由噴嘴、噴針、折向器、轉(zhuǎn)輪和機殼等組成。噴嘴裝在引水管末端，主要作用是把壓力水能全部轉(zhuǎn)換為速度能射向轉(zhuǎn)輪。噴針又稱針閥，頭部呈圓弧形，由調(diào)速器控制折向器操作，以改變噴嘴出口的環(huán)形斷面的過流面積，調(diào)節(jié)射向水斗的流量。折向器位于噴嘴的出口，在機組甩負(fù)荷時，它就動作，將噴向水斗的射流岔開。水斗式水輪機的轉(zhuǎn)輪是一個帶有若干水斗的圓盤，水斗形似水勺，中間有分水刃。

圖2 水斗式水輪機結(jié)構(gòu)圖

沖擊式水輪機的比轉(zhuǎn)速較低，大型水斗式水輪機為了提高比轉(zhuǎn)速，向多噴嘴、多轉(zhuǎn)輪方向發(fā)展，最多的噴嘴為6個。

世界上出力最大的水斗式水輪機是挪威的西西馬（Sy-Sima）水電站，單機額定出力315mW。使用水頭最高的是奧地利的萊塞克（Rerssec）水電站，額定出力24mW，最大水頭1 771m。中國容量最大的沖擊式水輪機是以禮河3、4級的水斗式水輪機，水輪機額定出力37.5mW，最大水頭629m，轉(zhuǎn)輪直徑1.7m。水頭最高的是天湖水電站，水輪機為立軸雙噴嘴型，轉(zhuǎn)輪直徑1.7m，額定出力15mW， 最大水頭1 022m。