CN105164404B - 水力发电装置 - Google Patents

Abstract

水力发电装置（10）具备：壳体（5）；具有以水轮机轴（H）为中心排列成环状的多个转轮叶片（31）的转轮（3）；其位置相对于壳体（5）相对固定的固定轮毂（41）；在转轮叶片（31）的上游侧设置于固定轮毂（41）的外周侧的多个引导叶片（42）；设置于与多个引导叶片（42）相比靠近上游侧的位置的多个旋转叶片（44）；设置于转轮（3）的转子（励磁磁体34）；和直接或间接地设置于壳体（5）的定子（电枢2）。

Description

水力发电装置

技术领域

本发明涉及水力发电装置，具体涉及小规模水力发电装置。

背景技术

以往，已知有设置于上下水道、小河流、农业用水路、工厂排水、大坝排放水等的具有高低差的水路，且利用水路的落差进行发电的小规模水力发电装置。在这里，小规模水力发电是指使用至今仍被忽视的未利用的水力能源进行小规模发电（例如1000kW以下）。由于大量存在能够进行小规模水力发电的上下水道或有高低差的河流水等的未利用水力资源，并且由于该水力资源可再生，且可以在现有发电厂的输电线难以设置的区域实现能量的当地生产当地消耗等，近年来小规模水力发电特别受到关注。

作为进行如上述的小规模水力发电的装置的一种形态，本案申请人以往提出了具备嵌插于水路中的圆筒形壳体、安装于壳体内的转轮、和设置于转轮的外周侧的环状发电机的水力发电装置，并且对其进行研究开发（参照专利文献1）。该水力发电装置具备可动地插入于转轮的轮毂、和在转轮的上游侧配置于轮毂的外周和壳体的内壁之间的多个引导叶片（导流叶片），并且形成为借助于轮毂和引导叶片以使转轮高效地旋转的形式引导水流的结构。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2006-189014号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

上述小规模的水力发电装置设置于与室外水源连通的水路中时，流水中同时存在落叶或小树枝等的固体杂物等。这些杂物堆积在引导叶片周围（例如，相邻的引导叶片的间隙或引导叶片与轮毂之间等），阻碍流水，引起发电效率降低的问题。尤其是，在大雨之后或季节变化等时流水中存在着大量杂物，不得不频繁地进行清除堆积在引导叶片周围的杂物的维护作业。另外，为了防止杂物堆积在引导叶片周围，能够容易想到在引导叶片的上游侧通过过滤器分离杂物，但是在该情况下不得不频繁地进行清扫或更换过滤器的维护作业。在进行水力发电装置的维护作业时，必须阻挡来自于上游的水流，或者对装置开设旁通通路而使水流入下游侧，从而伴随着庞大的作业。此外，小规模水力发电装置，也可能设置于山间地区等的人难以站立的地点，因此优选的是减少维护频率。

本发明是鉴于上述问题而形成，提出了能够防止杂物堆积在引导叶片周围、且无需进行维护作业便可以清除堆积在引导叶片周围的杂物的水力发电装置。

解决问题的手段：

发明人等通过经验得知尽管在引导叶片周围（例如相邻的引导叶片之间的间隙或引导叶片与轮毂之间等）可能发生杂物堆积的情况，但是在设置于转轮的转轮叶片周围（例如相邻的转轮叶片的间隙或转轮叶片与轮毂之间等）并不发生堆积杂物的情况。发明人等对该现象的原因的调查结果如下。流水在轴方向上流入壳体内，因此一定方向（与轴方向平行的方向）的水流入固定于壳体的引导叶片。相对于此，因引导叶片的作用而相对于轴方向倾斜的方向的水流作用于转轮叶片，此外，因自身旋转而其周围的水的流动发生改变。由于该原因，作用于固定的引导叶片的水流方向保持一定，因此杂物一旦堆积在引导叶片周围，则无法从此处移动，该堆积的杂物使流路变窄，引起在堆积的杂物上进一步堆积其他杂物的现象。

基于上述调查，在根据本发明的水力发电装置中配备使作用于引导叶片的水流的方向相对于轴方向倾斜，且改变水流的方向的结构，以此可以防止杂物堆积在引导叶片周围。

也可以是根据本发明的水力发电装置具备：形成为具有以水轮机轴为中心的圆筒形状的流路，且水在该流路中在轴方向上流动的结构的壳体；具有在所述壳体内以所述水轮机轴为中心排列成环状的多个转轮叶片的转轮；设置于所述转轮且与该转轮一体地旋转的转子；设置于所述壳体内且其位置相对于该壳体相对固定的固定轮毂；以与所述转子相向的形式设置于所述壳体或所述固定轮毂的定子；在所述转轮的上游侧设置于所述固定轮毂的外周侧的多个引导叶片；和设置于与所述多个引导叶片相比靠近上游侧的位置的多个旋转叶片。另外，在上述结构中，定子包括直接或间接设置于壳体的定子，例如定子可以直接设置于壳体，定子也可以设置在固定于壳体的固定轮毂等的构件上。

根据上述结构，通过设置于与多个引导叶片相比靠近上游侧的位置的旋转叶片的作用，流入引导叶片的流水的方向相对于轴方向倾斜，又，水流的密度发生改变而改变水流的方向。通过这样的水流的方向的变化，试图堆积在引导叶片周围（例如相邻的引导叶片之间的间隙或引导叶片与轮毂之间）的杂物被排出，可以防止杂物堆积在引导叶片周围。

也可以是上述水力发电装置在所述壳体内的与所述固定轮毂相比靠近上游侧位置上，还具备以所述水轮机轴为中心旋转的旋转轴体；所述多个旋转叶片设置于所述旋转轴体的周围。在这里，优选的是所述旋转轴体具有与所述固定轮毂的上游侧端面在所述轴方向上相向的下游侧端面；在所述旋转轴体的下游侧端面和所述固定轮毂的上游侧端面处设置有由轴以及轴承构成的支承部、和相互排斥的永磁体。

又，也可以是上述水力发电装置在所述壳体内的与所述固定轮毂相比靠近上游侧的位置上，还具备以所述水轮机轴为中心旋转的环状体；所述多个旋转叶片设置于所述环状体。在这里，优选的是上述水力发电装置还具备使所述壳体支持施加于所述环状体的载荷的水润滑式轴承。

也可以是在上述水力发电装置中，所述旋转叶片与所述引导叶片在所述轴方向上的距离为0.1mm以上5mm以下。在这里，优选的是所述旋转叶片具有与所述引导叶片的上游侧端边平行的下游侧端边。

根据上述结构，可以通过旋转叶片扫除堆积在引导叶片的上游部的杂物。因此，无需进行维护作业就可以去除试图堆积在引导叶片的上游部的杂物。

也可以是在上述水力发电装置中，所述旋转叶片具有小于所述转轮叶片的相对所述水轮机轴的倾斜度。另外，在这里，“倾斜度”是指倾斜角度的大小（绝对值）。

根据上述结构，可以抑制因流水与旋转叶片抵接而使旋转叶片旋转所导致的流水的能量损失。

发明效果：

根据本发明，通过设置在与多个引导叶片相比靠近上游侧的位置的旋转叶片的作用，可以改变流入引导叶片的流水的方向。借助于此，可以防止杂物堆积在引导叶片周围（例如相邻的引导叶片之间的间隙或引导叶片与轮毂之间）。

附图说明

图1是根据本发明的一种实施形态的水力发电装置的局部剖切立体图；

图2是水力发电装置的轴方向剖视图；

图3是说明水车和发电机的结构的概念性剖视图；

图4是说明设置于固定轮毂和旋转轴体的支承部的轴方向剖视图；

图5是说明旋转叶片的变形例的水力发电装置的轴方向剖视图。

具体实施方式

接着，参照附图说明本发明的实施形态。图1是根据本发明的一种实施形态的水力发电装置10的局部剖切立体图，图2是水力发电装置10的轴方向剖视图，图3是说明水轮机4和发电机1的结构的概念性剖视图。

如图1～图3所示，根据本发明的实施形态的水力发电装置10具备：将流水的能量转换为机械能的水轮机4；将机械能转换为电能的发电机1；和容纳水轮机4和发电机1的壳体5。水力发电装置10具有假想的水轮机轴H，以下将与水轮机轴H平行的方向称为轴方向，将与水轮机轴H正交的方向称为径方向。

首先，说明壳体5。壳体5具备上游壳体5a、下游壳体5c、和设置于上游壳体5a和下游壳体5c之间的定子壳体5b。将上游壳体5a与定子壳体5b通过紧固件进行紧固，将定子壳体5b与下游壳体5c通过紧固件进行紧固，以此形成一体的壳体5。壳体5形成为如下结构：具有以水轮机轴H为中心的圆筒形状的流路，水在该流路中沿着轴方向流动。上游壳体5a与形成水力发电装置10的上游侧的水路的配管连接，将来自于水路的流水导入至壳体5内的水轮机4。又，下游壳体5c与形成水力发电装置10下游侧的水路的配管连接，使转动水轮机4并发电后的流水回到下游侧的水路。像这样，水力发电装置10介入于由配管等形成的水路中进行使用。

接着，说明发电机1。发电机1具备电枢2和励磁磁体34。在根据本实施形态的发电机1中，电枢2为定子（stator），励磁磁体34为转子（rotor）。电枢2具备电枢铁心（层叠芯）21、和卷绕在电枢铁心21上的电枢绕组22。电枢铁心21由轴方向上层叠的多个圆环薄板状的芯构件构成。该电枢2以在电流流入电枢绕组22时使由电枢铁心21产生的磁通的方向与径方向正交的形式容纳于定子壳体5b内。定子壳体5b是具有圆环形状的中空构件，并且具有内部容纳电枢2的环状空间13。在定子壳体5b的与励磁磁体34相向的内周面上设置有环状开口13a。该环状开口13a由环状密封构件（密封外壳）15密封。根据本实施形态的密封构件15是由具有绝缘性和耐水性且涡电流损失非常小的材料制成的、带凸缘的圆环状薄壁带。密封构件15借助于该凸缘夹持电枢铁心21的内周侧，并且借助于O型圈等的密封部件水密性地固定于环状开口13a。像这样，定子壳体5b的环状空间13是具有水密性的密闭空间。

励磁磁体34设置于因水流的作用而旋转的转轮3的周围，并且与转轮3一体地以水轮机轴H为中心旋转。在本实施形态中，励磁磁体34是永磁体，并且使用磁体强度较强的稀土类磁体等。转轮3由以水轮机轴H为中心的环状转轮基座37、和多个转轮叶片（转轮翼）31构成。转轮基座37具有与上游壳体5a或下游壳体5c等的内径大致相等的内径，并且具有小于上游壳体5a与下游壳体5c之间的距离的宽度（轴方向长度）。在转轮基座37的外周侧形成有作为励磁磁体34的保持部371的突条。保持部371保持多个励磁磁体34，多个励磁磁体34配置于以水轮机轴H为中心的相同圆周上。在多个励磁磁体34的内周侧形成有作为磁通的通路的磁轭33。又，在多个励磁磁体34的外周侧嵌入薄壁的合成树脂环状件35以防止励磁磁体34的飞散和淋湿。设置于励磁磁体34的外周侧的合成树脂环状件35与设置于电枢铁心21的内周侧的密封构件15隔着规定的微小间隙（gap）相向。另外，为了提高磁通密度，优选的是配置为减小合成树脂35和密封构件15的壁厚，使两者的间隙变窄，以此使励磁磁体34与电枢铁心21尽可能相靠近。

壳体5借助于水润滑式轴承11支承转轮基座37，以励磁磁体34与电枢铁心21相向的状态使转轮基座37以水轮机轴H为中心旋转。水润滑式轴承11由从上游侧支持转轮基座37的第一轴承构件11a、从下游侧支持转轮基座37的第二轴承构件11b、和向轴承构件11a、11b与转轮基座37之间的间隙供给作为润滑剂的水的水供给机构16构成。第一轴承构件11a和第二轴承构件11b均为以水轮机轴H为中心的环状体。第一轴承构件11a借助于未图示的弹性构件弹性支持于上游壳体5a的下游侧的凸缘和定子壳体5b的内周面。又，第二轴承构件11b借助于未图示的弹性构件弹性支持于下游壳体5c的上游侧的凸缘和定子壳体5b的内周面。轴承构件11a、11b的内周面上施以陶瓷涂布，轴承构件11a、11b发挥作为隔着水膜支持转轮基座37的外周面的径向轴承的功能。此外，轴承构件11a、11b的相互对置的面上也施以陶瓷涂布，轴承构件11a、11b发挥作为隔着水膜支持转轮基座37的保持部371的轴向轴承的功能。水供给机构16由设置于上游壳体5a的分叉喷嘴16a、设置于第二轴承构件11b附近的供水喷嘴16b、和连接分叉喷嘴16a与供水喷嘴16b之间的未图示配管构成。在水供给机构16中，上游壳体5a的流水流入分叉喷嘴16a，该水从供水喷嘴16b排出至第二轴承构件11b附近，从而形成对轴承构件11a、11b与转轮基座37的界面进行润滑的水膜。

多个转轮叶片31在转轮基座37的内周侧以水轮机轴H为中心排列成环状，从而形成环状翼片列。各转轮叶片31的外周侧固定于转轮基座37的内周面。转轮叶片31是轴流式，当转轮叶片31受到流水的力时在周方向上产生分力，从而使转轮3旋转。当转轮3旋转时，励磁磁体34形成的磁场旋转而使电枢铁心21发生磁通变化。与此同时产生于电枢绕组22的感应电流通过与电枢绕组22连接的未图示的导线输出至外部。

接着，说明水轮机4。水轮机4具备：上述转轮3；在轴方向上通过转轮叶片31的内周侧的轮毂41（固定轮毂）；在转轮3的上游侧设置于轮毂41的周围的多个引导叶片42；和设置于与多个引导叶片42相比靠近上游侧的位置的多个旋转叶片44。转轮3是水轮机4的旋转部分的要素，将流水的能量转换为机械能。轮毂41将壳体5内的流水向壳体5的内壁方向集中，从而使流速增加。多个引导叶片42调节与转轮叶片31接触的流水的流量、或者以适应转轮叶片31的倾斜的形式引导水流的方向，从而使转轮3高效地旋转。多个旋转叶片44使作用于引导叶片42的水流的方向相对轴方向倾斜、且使水流的方向发生改变。

轮毂41插通转轮3的内周侧（多个转轮叶片31的内周侧）。在多个转轮叶片31的内周侧端31a与轮毂41的外周面之间设置有规定的间隙以避免相互接触。轮毂41具有从上游壳体5a横跨至下游壳体5c的轴方向长度，并且以水轮机轴H通过轮毂41的径向中心的形式位置相对于壳体5被固定。

在轮毂41的外周和壳体5的内壁之间、且与转轮3（多个转轮叶片31）相比靠近上游侧的位置上设置有多个引导叶片（导流叶片）42。多个引导叶片42在以水轮机轴H为中心的同一圆周上以规定间隔配置。在本实施形态中，6～8枚引导叶片42在轮毂41的外周侧（径向外侧）形成等间隔的环状翼片列。各引导叶片42的内周侧靠近轮毂41的外周面，同样地外周侧靠近壳体5的内壁面。引导叶片42以水轮机轴H为基准朝向转轮叶片31的倾斜方向的反方向倾斜。引导叶片42是倾斜度可变化的可动叶片，其形成为通过未图示的引导叶片操作机构联动地改变多个引导叶片42的开度的结构。另外，引导叶片操作机构形成为连续地或阶梯性地改变引导叶片42的倾斜度的结构。根据本实施形态的引导叶片42能够以如下形式调节倾斜度：在超过规定流量的大流量时相对水轮机轴H倾斜－5度，在规定流量以下的小流量时相对水轮机轴H倾斜－26度。

在与多个引导叶片42相比靠近上游侧位置上配置有以水轮机轴H为中心旋转的多个旋转叶片44。多个旋转叶片44的倾斜方向可以与转轮叶片31和引导叶片42中任意一个的倾斜方向相同。多个旋转叶片44固定于以水轮机轴H为中心旋转的旋转轴体46的周围。旋转轴体46的上游侧形成为半球状以使水流顺利地向壳体5的内壁移动。另一方面，旋转轴体46的下游侧端面46a与轮毂41的上游侧端面41a相向。旋转轴体46的下游侧端面46a的外径与轮毂41的上游侧端面41a的外径大致相等，不存在会使杂物夹入于旋转轴体46的外周面与轮毂41的外周面之间的径向段差。

图4是说明设置于固定轮毂41和旋转轴体46的支承部14的轴方向剖视图。如图4所示，在固定轮毂41的上游侧端面41a和旋转轴体46的下游侧端面46a处设置有由轴（支持轴14b）以及轴承（轴承部14a）构成的支承部14。在旋转轴体46的下游侧端面46a处，在与水轮机轴H重叠的位置上设置有圆形孔状的轴承部14a。另一方面，在轮毂41的上游侧端面41a处，在与水轮机轴H重叠的位置上突出设置有支持轴14b。该支持轴14b可动地插入于旋转轴体46的轴承部14a。在支持轴14b与轴承部14a的滑动面上，为了减轻它们之间产生的摩擦而形成有摩擦较小的树脂材料或陶瓷材料等的涂膜。此外，利用水润滑轴承部14a与支持轴14b之间。支持轴14b构成了注水管52的一部分，在注水管52的内部设置有润滑水的供给通路51。根据本实施形态的注水管52由位于比轮毂41靠近下游侧的位置的基部52b、和与水轮机轴H重叠地贯通轮毂41的内部的轴部52a构成。该轴部52a和基部52b连接为一体，在内部设置有连续的供给通路51。该供给通路51的入口51a与上述水供给机构16的供水喷嘴16b连接（参照图2），通过水供给机构16向供给通路51供给水。另一方面，供给通路51的出口51b面向轴承部14a内开口，润滑水从该出口51b注入于轴承部14a和支持轴14b之间。通过上述结构的支承部14，旋转轴体46以水轮机轴H为中心可转动地保持于上游壳体5a内。另外，在本实施形态中，将轴承部14a设置于旋转轴体46，将支持轴14b设置于轮毂41，但是也可以将轴承部14a设置于轮毂41，将支持轴14b设置于旋转轴体46。

此外，在旋转轴体46的下游侧端面46a处埋设有以水轮机轴H为中心配置为环状的多个永磁体47。另一方面，在轮毂41的上游侧端面41a处埋设有多个永磁体49，该多个永磁体49配置为与设置于旋转轴体46的永磁体47相对应。永磁体47和永磁体49具有不同的磁极。而且，永磁体47与永磁体49相互排斥的结果是，旋转轴体46的下游侧端面46a与轮毂41的上游侧端面41a维持充分靠近且分开的状态。在这里，永磁体47和永磁体49的磁力强度被规定为：使旋转轴体46的下游侧端面46a与轮毂41的上游侧端面41a之间的间隙具有尽管彼此不接触但是杂物（例如落叶）也不堆积于彼此之间的大小（例如5mm以下）。

旋转叶片44的下游侧端边44a形成为与引导叶片42的上游侧端边42a大致平行的结构，在旋转叶片44的下游侧端边44a和引导叶片42的上游侧端边42a之间设置有规定间隙t。间隙t的大小为大于0的值以防止旋转叶片44与引导叶片42接触，如果考虑安全性，则应当是0.1mm以上的值。又，间隙t的大小优选的是5mm以下，以能够扫除试图夹在相邻的引导叶片42之间或轮毂41与引导叶片42之间等的杂物（例如落叶）。像这样，旋转叶片44的下游侧端边44a与引导叶片42的上游侧端边42a充分靠近。

多个旋转叶片44通过流水的作用在多个引导叶片42的上游侧旋转。借助于此，作用于引导叶片42的水流的方向相对轴方向倾斜，此外，水流的密度在改变，因此水流的方向或速度发生改变。因这样的水流方向的改变，试图堆积在引导叶片42的上游部周围（例如相邻的引导叶片42的间隙或引导叶片42与轮毂41之间等）的杂物通过水流排出。又，即便杂物堆积在引导叶片42的上游部周围，杂物也由旋转的多个旋转叶片44扫出而排出至流水中。像这样，通过引导叶片42的上游部并排出至下游侧的杂物由旋转的转轮叶片31粉碎，或者在水润滑式轴承11的轴承构件11a、11b与转轮基座37之间被粉碎，从而随着水流向下游侧排出。如上所述，通过多个旋转叶片44的作用，可以防止杂物堆积在引导叶片42周围。此外，即便杂物堆积在引导叶片42周围，也可以通过多个旋转叶片44的作用解决杂物堵塞，无需进行特别的维护作业。

另外，多个旋转叶片44与转轮3相比，以极低的速度旋转。因此，旋转叶片44相对于水轮机轴H的倾斜度（翼片角度）小于转轮叶片31相对于水轮机轴H的倾斜度。在这里，“倾斜度”是指倾斜角度的大小（绝对值）。旋转叶片44和转轮叶片31存在相对于水轮机轴H倾斜的方向互不相同的情况，因此相对于水轮机轴H的旋转叶片44的倾斜度与转轮叶片31的倾斜度是以各自的绝对值进行比较。旋转叶片44的旋转速度是只要艰难地旋转的程度就足够，因此旋转叶片44相对于水轮机轴H的倾斜度只要大于0、且能够获得使旋转叶片44旋转的启动转矩的程度的大小就足够。像这样，多个旋转叶片44在尽可能范围内以低速旋转，以此可以抑制流水能量的损失。以同样的观点，优选的是旋转叶片44的数量为2以上4以下。

（变形例1）

在上述实施形态中，多个旋转叶片44设置于在轮毂41的上游侧上设置的旋转轴体46的周围。通过形成为这样的结构，可以以更少的部件数量、更简单的结构、且更小的占用空间使水力发电装置10配备多个旋转叶片44。然而，多个旋转叶片44例如可以以如下说明的形态设置于水力发电装置10。

图5是说明旋转叶片44的变形例的水力发电装置10的轴方向剖视图。另外，在本变形例的说明中，对于与上述实施形态相同或类似的构件在附图中标以相同符号，并且省略说明。如图5所示，在壳体5内，在多个引导叶片42的上游侧设置有多个旋转叶片44。多个旋转叶片44的倾斜方向可以与转轮叶片31和引导叶片42中的任意一个的倾斜方向相同。

多个旋转叶片44固定于以水轮机轴H为中心旋转的环状体63的内周侧。壳体5（上游壳体5a）通过水润滑式轴承61支承环状体63。水润滑式轴承61用于使壳体5支持施加于环状体63的轴方向（轴向）以及径方向（径向）的载荷。水润滑式轴承61由从上游侧支持环状体63的第一轴承构件61a、从下游侧支持环状体63的第二轴承构件61b、向轴承构件61a、61b与环状体63之间的间隙供给作为润滑剂的水的水供给机构16构成。第一轴承构件61a和第二轴承构件61b均为以水轮机轴H为中心的环状体。第一轴承构件61a和第二轴承构件61b借助于弹性构件弹性支持于形成在上游壳体5a内的轴承容纳部62。轴承构件61a、61b的内周面施以陶瓷涂布，轴承构件61a、61b发挥隔着水膜支持环状体63的外周面的径向轴承的功能。此外，在轴承构件61a、61b的相互对置的面上也施以陶瓷涂布，轴承构件61a、61b发挥隔着水膜支持环状体63的轴向轴承的功能。水供给机构16由设置于上游壳体5a的分叉喷嘴16a、设置于第二轴承构件61b附近的供水喷嘴16c、和在分叉喷嘴16a与供水喷嘴16c之间进行连接的未图示配管构成。在水供给机构16中，上游壳体5a的流水流入分叉喷嘴16a，该水从供水喷嘴16c排出至第二轴承构件61b附近，形成润滑轴承构件61a、61b与环状体63的界面的水膜。

在以上说明的本发明的实施形态以及根据其变形例的水力发电装置10中，由电枢2与励磁磁体34构成的发电机1可以采用其他形态。例如，也可以是将励磁磁体34设置于水轮机4的上游侧表面，并且以与该励磁磁体34相向的形式将电枢2设置于轮毂41，从而构成发电机1。

符号说明：

1 发电机；

2 电枢（定子）；

21 电枢铁心；

22 电枢绕组；

3 转轮；

4 水轮机；

5 壳体；

10 水力发电装置；

11 水润滑式轴承；

13 环状空间；

13a 环状开口；

14 支承部；

15 密封构件；

16 水供给机构；

16a 分叉喷嘴；

16b、16c 供水喷嘴；

31 转轮叶片；

33 磁轭；

34 励磁磁体（转子）；

35 合成树脂环形件；

37 转轮基座；

41 轮毂（固定轮毂）；

42 引导叶片；

44 旋转叶片；

46 旋转轴体；

47、49 永磁体；

51 供给通路；

52 注水管；

61 水润滑式轴承；

62 轴承容纳部；

63 环状体。

Claims (8)

1.一种水力发电装置，具备：

形成为具有以水轮机轴为中心的圆筒形状的流路且水在该流路中在所述水轮机轴的轴方向上流动的结构的壳体；

具有在所述壳体内以所述水轮机轴为中心排列成环状的多个转轮叶片的转轮；

设置于所述转轮且与该转轮一体地旋转的转子；

设置于所述壳体内且其位置相对于该壳体相对固定的固定轮毂；

以与所述转子相向的形式设置于所述壳体或所述固定轮毂的定子；

在所述转轮的上游侧设置于所述固定轮毂的外周侧的多个引导叶片；和

设置于与所述多个引导叶片相比靠近上游侧的位置的多个旋转叶片。

2.根据权利要求1所述的水力发电装置，其特征在于，

在所述壳体内的与所述固定轮毂相比靠近上游侧位置上，还具备以所述水轮机轴为中心旋转的旋转轴体；

所述多个旋转叶片设置于所述旋转轴体的周围。

3.根据权利要求2所述的水力发电装置，其特征在于，

所述旋转轴体具有与所述固定轮毂的上游侧端面在所述轴方向上相向的下游侧端面；

在所述旋转轴体的下游侧端面设置有轴以及轴承中的一方，所述固定轮毂的上游侧端面处设置有所述轴以及轴承中的另一方，由所述轴以及轴承构成支承部；

所述旋转轴体的下游侧端面设置有永磁体，所述固定轮毂的上游侧端面设置有永磁体，这些永磁体相互排斥。

4.根据权利要求1所述的水力发电装置，其特征在于，

在所述壳体内的与所述固定轮毂相比靠近上游侧的位置上，还具备以所述水轮机轴为中心旋转的环状体；

所述多个旋转叶片设置于所述环状体。

5.根据权利要求4所述的水力发电装置，其特征在于，

还具备使所述壳体支持施加于所述环状体的载荷的水润滑式轴承。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的水力发电装置，其特征在于，

所述旋转叶片与所述引导叶片在所述轴方向上的距离为0.1mm以上5mm以下。

7.根据权利要求6所述的水力发电装置，其特征在于，

所述旋转叶片具有与所述引导叶片的上游侧端边平行的下游侧端边。

8.根据权利要求1所述的水力发电装置，其特征在于，

所述旋转叶片具有小于所述转轮叶片的相对所述水轮机轴的倾斜度。