CN213175916U - 一种空心轴管道式水利发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种空心轴管道式水利发电装置，包括进水管道、出水管道、与所述进水管道和所述出水管道同轴，且转动连接在所述进水管道和所述出水管道之间的空心转子，以及套设在所述空心转子外部的定子；所述空心转子内壁上轴向间隔固定安装有多组轴流式叶片，相邻两组所述轴流式叶片周向错位布置：本实用新型通过将相邻两组轴流式叶片周向错位布置，使得流体冲过一组轴流式叶片后，可以继续冲击下一组轴流式叶片，从而更充分利用流体的动能。

Description

一种空心轴管道式水利发电装置

技术领域

本实用新型涉及水利发电领域，特别是涉及一种空心轴管道式水利发电装置。

背景技术

现有的水力发电机组主要包括水轮机和与其通过传动轴连接的发电机，能够利用具有一定水头及流量的流体进行发电。但在具有一定水头及流量的密闭管道中，采用水轮机及发电机装配而成的水力发电机组，结构复杂，占地空间大，特别在多条管道集中的位置无法应用。

并且，在管道中设置的水轮机，其一般对于管道中的水流阻力较大以能够充分利用管道中的水流的冲击能量，但同时，又必须设置流体的通道以正常通过水轮机的叶片，因此，水流流通过水轮机的叶片后仍会保持部分的涡流动能，不能被很好的利用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种空心轴管道式水利发电装置，以解决上述现有技术存在的问题，通过将相邻两组轴流式叶片周向错位布置，使得流体冲过一组轴流式叶片后，可以继续冲击下一组轴流式叶片，从而更充分利用流体的动能。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种空心轴管道式水利发电装置，包括进水管道、出水管道、与所述进水管道和所述出水管道同轴，且转动连接在所述进水管道和所述出水管道之间的空心转子，以及套设在所述空心转子外部的定子；所述空心转子内壁上轴向间隔固定安装有多组轴流式叶片，相邻两组所述轴流式叶片周向错位布置。

优选地，每组所述轴流式叶片中心对称。

优选地，所述空心转子与所述进水管道和所述出水管道之间分别设置有滚动轴承，所述滚动轴承的内圈与所述空心转子过盈配合，所述滚动轴承的外圈分别与所述进水管道和所述出水管道过盈配合。

优选地，所述滚动轴承处采用密封圈密封或毡圈密封。

优选地，所述定子固定于地面上或高压注水管道上。

优选地，所述轴流式叶片数量为2片-20片。

优选地，所述轴流式叶片的偏转角度为16°。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

(1)本实用新型将传统的水轮机与传动轴设计为一体，共同作为发电机的转子，并将其设计成为空心管道式，从而形成可直接安装于压力流体管道上的管道式水力发电机，结构简单、使用方便、成本低廉、实用性强；

(2)本实用新型空心转子内壁上轴向间隔固定安装有多组轴流式叶片，相邻两组轴流式叶片周向错位布置，当流体冲过一组轴流式叶片后，可以继续冲击下一组轴流式叶片，从而更充分利用流体的动能；

(3)本实用新型通过周向错位布置轴流式叶片的形式，能够大幅降低冲击过轴流式叶片的流体的动能压力，显著提高能量的利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为空心轴管道式水利发电装置整体结构示意图；

图2为相邻两组轴流式叶片错位布置示意图；

图3为轴流式叶片偏转角度示意图；

其中，1、出水管道；2、空心转子；3、轴流式叶片；31、加强筋；4、定子；5、滚动轴承；6、进水管道；α、偏转角度。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种空心轴管道式水利发电装置，以解决现有技术存在的问题，通过将相邻两组轴流式叶片周向错位布置，使得流体冲过一组轴流式叶片后，可以继续冲击下一组轴流式叶片，从而更充分利用流体的动能。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供一种空心轴管道式水利发电装置，包括进水管道6、出水管道1、与进水管道6和出水管道1同轴，且转动连接在进水管道6和出水管道1之间的空心转子2，以及套设在空心转子2外部的定子4；需要说明的是，空心转子2为发电机的转子，只是将中心轴替换成了空心结构，利用空心转子2两端设置的进水管道6和出水管道1对其两端进行旋转支撑，然后在空心转子2的外周上设置其所需的转子铁芯等结构，具体设置方式为本领域的技术人员根据本领域的公知常识能够得出；定子4为发电机的定子，其设置在空心转子2的外围，与现有技术一致，定子4设置有定子绕组等结构；另外，其他发电机的附属结构进行相应的设置，以能够实现发电，具体结构在此不再赘述；

在空心转子2的内壁上轴向间隔固定安装有多组轴流式叶片3，每组轴流式叶片3包括多个周向分布的叶片，如图2所示，相邻两组轴流式叶片3的叶片周向错位布置，也就是说，当流体冲过一组轴流式叶片3后，可以继续冲击下一组轴流式叶片3，从而更充分利用流体的动能，大幅降低冲击过轴流式叶片3的流体的动能压力，显著提高能量的利用效率；需要说明的是，轴流式叶片3的外径端连接在空心转子2的内壁上，内径端与轴流式叶片3的中心之间留有流体通过的间隙，该间隙根据实际需求进行设置，如当只需要利用流体的一小部分能量时，可以将间距设置的大一些，降低对流体的阻力，使流体顺利通过；当需要利用流体流体的较多能量时，可以将间距设置的小一些，提高对流体的阻力。

进一步的，如图2所示，每组轴流式叶片3中心对称，流体冲击到轴流式叶片3能够保证受力均匀，从而降低轴流式叶片3在转动时的颤动，提高运行的稳定性。

结合图1所示，空心转子2与进水管道6和出水管道1之间分别设置有滚动轴承5，滚动轴承5的内圈与空心转子2过盈配合，空心转子2两端的滚动轴承5的外圈分别与进水管道6和出水管道1过盈配合，从而使得空心转子2能够相对于进水管道6和出水管道1相对转动。

进一步的，滚动轴承5处密封可以采用接触密封方式，如密封圈密封、毡圈密封等，以阻止水和其它杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失。

定子4可以固定于地面上或其两端的进水管道6和出水管道1 上，固定时可以通过法兰、焊接、由壬、丝扣等多种方式与管道连接，或者通过支架直接固定在地面的混凝土基础上。

每一组轴流式叶片3的叶片数量可以设置为2片-20片，均匀环形布置在轴流式叶片3的周圈，沿中心轴向对称布置。

如图3所示，轴流式叶片3的偏转角度α为16°，轴流式叶片3 的内部还可以设置加强筋31，以提高轴流式叶片3的整体强度。

本实用新型空心转子2设计为内壁安装有轴流式叶片3的空心管道，用于流体流通，并在流体冲击轴流式叶片3时在轴流式叶片3的带动下同步转动，使得空心转子2同时发挥水轮机及传动轴的作用，空心转子2与进水管道6和出水管道1之间通过密封及滚动轴承5连接，保持管道的密闭性和转动连接，定子4置于空心转子2之外，固定于地面或管道上，从而形成可直接安装于管道上的管道式水力发电机。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种空心轴管道式水利发电装置，其特征在于：包括进水管道、出水管道、与所述进水管道和所述出水管道同轴，且转动连接在所述进水管道和所述出水管道之间的空心转子，以及套设在所述空心转子外部的定子；所述空心转子内壁上轴向间隔固定安装有多组轴流式叶片，相邻两组所述轴流式叶片周向错位布置。

2.根据权利要求1所述的空心轴管道式水利发电装置，其特征在于：每组所述轴流式叶片中心对称。

3.根据权利要求1所述的空心轴管道式水利发电装置，其特征在于：所述空心转子与所述进水管道和所述出水管道之间分别设置有滚动轴承，所述滚动轴承的内圈与所述空心转子过盈配合，所述滚动轴承的外圈分别与所述进水管道和所述出水管道过盈配合。

4.根据权利要求3所述的空心轴管道式水利发电装置，其特征在于：所述滚动轴承处采用密封圈密封或毡圈密封。

5.根据权利要求1-4任一项所述的空心轴管道式水利发电装置，其特征在于：所述定子固定于地面上或高压注水管道上。

6.根据权利要求5所述的空心轴管道式水利发电装置，其特征在于：所述轴流式叶片数量为2片-20片。

7.根据权利要求5所述的空心轴管道式水利发电装置，其特征在于：所述轴流式叶片的偏转角度为16°。

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