[發明專利]水力發電裝置

有效

• 申請號: 201380011111.6
• 申請日: 2013-04-01
• 公開（公告）號: CN104136766B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 林織部;武田健治;富永知幸;德田則昭
• 申請（專利權）人: 川崎重工業株式會社
• 主分類號: F03B11/00
• 分類號: F03B11/00;F03B3/04;F03B11/02;F03B17/06;H02K7/18;H02K21/24
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙)31261
• 代理人: 曹芳玲

技術領域

本發明涉及安裝并使用于水路（大多數情況、水管）的水力發電裝置。

背景技術

如專利文獻1所公開的那樣，開發了一種形成為在水車的外側環狀地配置有發電機部分的結構，且不建造水壩，而將上下水道、小河川、農業用水路、以及工廠排水水路等用于發電用途在目前還未被活用的存在高低差的水路上安裝并使用的水力發電裝置。該水力發電裝置作為干凈的能源供給源的同時，也作為實現在山間等難以設置來自已建發電站的送電線的場所的能源自給自足的手段之一而被注意。

圖17是示出專利文獻1所公開的水力發電裝置及其冷卻機構的結構的剖視圖。具備有在電樞鐵心305b上卷繞的電樞繞組305a的圓環狀的定子306，以包圍將安裝在上游側水路WT1上的上游側配管310和安裝在下游側水路WT2上的下游側配管312接合的殼體308的外周的方式進行設置。又，以包圍圓環狀的定子306的外周的方式設置有冷卻電樞繞組305a和電樞鐵心305b的發熱的冷卻機構315。

又，在外周上貼著永久磁鐵304且在內周上具備比該內周更向徑向內側突出的螺旋槳葉片的圓環狀的轉子（葉輪）303，在定子306的內側以可旋轉地方式設置。又，在接合上游側配管310和下游側配管312的殼體308的中心軸上，固定設置有將水流引導至上游側配管310內壁側的輪轂302。又，將進入轉子303的水流向適合轉子303的螺旋槳葉片的傾斜度的方向進行引導的引導葉片301，設置于輪轂302的外周面和上游側配管310的內壁之間。又，與向轉子303的外周中央部凸起的圓環的兩方的側表面相對置地設置有水潤滑軸承307。

另外，冷卻機構315具備：多次繞圓環狀的定子306的外周旋轉地進行鋪設的環管316a，從上游側配管310繞行后將水供給至環管316a的流入部的水流入管316b，和使從環管316a的排出部排出的水返回至下游側配管312的水排出管316c。

現有技術文獻：

專利文獻1：日本特開2006-189014號公報。

發明內容

發明要解決的問題：

以圖17所示的水力發電裝置的構造謀求發電容量的增加或發電機的高密度化時，電流變大且磁場變強，定子306中的電樞繞組305a的銅損耗或電樞鐵心305b的鐵損耗等產生的發熱量會增加。因此，上述情況下，需要更強力的冷卻機構315。于是，冷卻機構315是具備以多次環繞圓環狀的定子306的外周的形式鋪設的圈管316a等的水路外設備的結構，因此會導致由于冷卻結構315的大型化或其結構的復雜化引起的成本提高。

本發明是為了解決上述問題而提出的，因此其目的在于提供一種針對伴隨發電容量的增加或發電機的高密度化等的發熱量增加而可以有效地冷卻的簡易且低成本的帶有冷卻機構的水力發電裝置。

解決問題的手段：

為解決上述問題，根據本發明的某個實施形態的安裝并使用于水路的水力發電裝置如下所述：具備安裝于所述水路的上游側配管及下游側配管，被夾持地設置于所述上游側配管和所述下游側配管之間的葉輪殼體，配置于所述葉輪殼體的軸心方向的輪轂，和以可在所述葉輪殼體的軸心周圍旋轉的形式容納于所述葉輪殼體內的葉輪，所述輪轂被分割成旋轉輪轂和至少一個固定輪轂，所述旋轉輪轂嵌合于所述葉輪，所述至少一個固定輪轂相對于所述旋轉輪轂隔著規定間隔地固定配置于所述葉輪殼體的軸心方向上，所述至少一個固定輪轂中設置有電樞，在所述旋轉輪轂中以與所述至少一個固定輪轂的所述電樞相對置的形式設置有永久磁石勵磁或電磁石勵磁，在所述至少一個固定輪轂中設置有在軸心方向上貫通的導水管。

根據所述結構，例如，由于是使設置有發電機的永久磁石勵磁的旋轉輪轂與葉輪嵌合，且在與旋轉輪轂獨立的固定輪轂上設置有發電機的電樞的結構，因此可獨立地設計/制作葉輪和發電機部分（旋轉輪轂、固定輪轂）。該情況下，可與水路的大小無關地設置/制作與水路的流量、流速相應的適當的發電機部分。