[實用新型]直接水輪發(fā)電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320504529.8
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN203394678U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 沈家同
• 申請（專利權）人: 重慶同利實業(yè)有限公司
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本實用新型涉及水力發(fā)電機領域，特別涉及一種直接水輪發(fā)電機。

背景技術

在采用新能源的技術中，水力發(fā)電技術受到廣泛的關注，其原理是通過流動的水，對水輪做功來實現(xiàn)水力發(fā)電；一般包括水輪、水力發(fā)電機、抽水泵機、高位水塔、充灌水口和電能管理等組成，結構比較復雜，成本非常高；修建水電站還必須根據(jù)具體的地理條件進行，水力發(fā)電必需建壩及具備水流落差，水力發(fā)電必需依賴、大量水資源，必需改變、影響大量水資源生態(tài)環(huán)境。目前的水輪發(fā)電機通過水輪機來帶動發(fā)電機轉子，結構比較復雜，需要傳動裝置，不但制造成本高，而且發(fā)電效率也比較低。

因此急需一種結構簡單緊湊和發(fā)電效率高的水力發(fā)電機的設備。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單緊湊和發(fā)電效率高的水力發(fā)電機的設備。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：

本實用新型提供的直接水輪發(fā)電機，包括管道、水輪機和定子部件；所述定子部件設置于管道內(nèi)壁上，所述水輪機沿管道軸向設置于管道內(nèi)腔；所述水輪機的軸向線與管道內(nèi)腔的軸向線重合；所述水輪機外圍圓周均勻布置的若干永久磁鐵，使得定子部件在水輪機旋轉時切割永久磁鐵的磁感線。

進一步，所述管道前端設置有敞口形的進水口，所述管道尾部設置有尾水管。

進一步，所述水輪機靠近管道進水端處設置有水輪發(fā)電機轉子前端軸承支架和靠近尾水管端設置有水輪機后端軸承支架，所述水輪發(fā)電機轉子前端軸承支架和水輪機后端軸承支架一端固定于水輪機的軸上，另一端固定于管道壁。

進一步，所述定子部件包括定子端蓋、定子線圈和定子鐵芯；所述定子鐵芯固定于管道壁上，所述定子線圈設置于定子鐵芯上，所述定子端蓋通過定子端蓋螺栓固定于管道壁上。

進一步，所述管道內(nèi)腔側的定子部件設置有隔水環(huán)。

進一步，所述水輪機進水端還設置有進水端導水錐，所述水輪機出水端還設置有泄水錐。

進一步，所述管道的進水端還設置有導水機構，所述導水機構包括環(huán)形安裝座、調(diào)節(jié)控制電機、減速機、主動齒輪、傳動主軸、從動齒輪、環(huán)形齒輪、導水葉和導水錐；所述環(huán)形安裝座的直徑與管道直徑匹配；所述調(diào)節(jié)控制電機設置于環(huán)形安裝座上，所述減速機與調(diào)節(jié)控制電機的軸連接；所述主動齒輪通過傳動主軸與減速機連接；所述環(huán)形齒輪沿環(huán)形安裝座圓周方向設置，所述從動齒輪與環(huán)形齒輪嚙合連接；所述從動齒輪分別與導水葉的軸連接；所述導水錐設置于環(huán)形安裝座中心軸處。

進一步，所述環(huán)形安裝座沿圓周方向設置有環(huán)形齒輪槽，所述環(huán)形齒輪設置于環(huán)形齒輪槽中，所述環(huán)形齒輪槽沿圓周方向設置有環(huán)形齒輪固定蓋板。

進一步，所述導水葉通過導水葉定位軸沿環(huán)形安裝座徑向設置，所述導水葉定位軸一端設置于導水錐上，另一端設置于環(huán)形安裝座上，所述導水葉設置于導水葉定位軸上。

本實用新型的優(yōu)點在于：本實用新型直接將水輪機與發(fā)電機轉子合二為一，結構變得非常緊湊，省掉所有的傳動裝置，不但制造成本可大幅降低，而且可獲得更高的發(fā)電效率；水輪發(fā)電機轉子前后端軸承支架，既有軸承支撐作用，還可將其調(diào)整固定到最佳角度，起到導水板的作用；導水錐避免了水輪機前端軸承機構產(chǎn)生阻力，形成渦流和紊流，保證水流密度穩(wěn)定的沖擊導水葉，泄水錐配合引導從轉輪葉片出口的水流，平順擴散流出尾水管，使水輪機達到較佳的運轉效果。

另外，導水機構結構比較簡單，需要將裝置整體安裝在水中，也就不考慮將整個裝置密封，其結構緊湊。在江河、海洋，平流水環(huán)境中發(fā)電，浮管式水力發(fā)電機，因其整體長期安裝在流水中，為提高發(fā)電效率，滿足綜合使用功能，任然需要一種結構緊湊、安裝密封方便的導水機構。

導水機構改變導葉出口角度使得水輪機槳葉更加協(xié)調(diào)高效，可以根據(jù)電力系統(tǒng)所需功率水輪機流量來控制功率，在平流水流速、電站水頭變化時控制水輪機流量以保證電力穩(wěn)定。本導水機構是通過控制信號控制調(diào)節(jié)控制電機，通過減速機將大扭矩低轉速旋轉方向經(jīng)輸出軸驅動主動齒輪，經(jīng)環(huán)形齒輪帶動安裝在導水機構鋼圈上的全部從動齒輪，全部主動從動齒輪同時按給定的方向和角度轉動，并通過導水葉軸與導水葉一起轉動到指定角度，即完成本次導水控制；而后在流速變化導致發(fā)電機輸出變化的電信號，在自動控制器的作用下，自動經(jīng)由控制電機、減速機等自動調(diào)節(jié)所需角度，保證發(fā)電及電力穩(wěn)定。在發(fā)電機需要關閉時，關閉導葉減少水流量，避免甩負荷時產(chǎn)生飛逸轉速。

附圖說明

為了使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中：