CN200961557Y - 微型轴流式水轮发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微型轴流式水轮发电机，包括进水口、出水口、导叶、转轮、发电机和电力输送线，其特点是：进水口、引水室、导叶、转轮、发电机各部件设置在一个容器内，发电机安装在容器内密封罩里面，电力输送线通过导管穿出密封罩引出至容器外，发电机轴中部安装有轴承，轴承外有轴承套和轴承座，发电机轴下部安装转轮，导叶、转轮安装在机座上，机座下部安装有尾水管，尾水管底部设有水封。该水轮发电机具有一体化结构，发电效率高，稳定性好、轴承不易损坏、方便移动、安装容易、耐用、安全等特点，适合山区小溪山泉安装使用。

Description

微型轴流式水轮发电机

技术领域

本实用新型涉及一种水力发电设备，特别是一种微型轴流式水轮发电机。

技术背景

我国幅员辽阔，河流众多，径流丰沛，落差巨大，水能资源极为丰富，因此，充分利用水能资源，尤其是利用水力发电建设，在我国有着美好的前景。目前，我国的大中型水电工程建设已取得了巨大的成绩，但是，由于我国的特定地理位置，许多分散坐落在边远山区的农村，虽然也有丰富的水源流径，但却对电还是望而却步，所以产生了许多微型水轮发电机，微型轴流式水轮发电机以其能利用低水头发电的优势而受到广大农民的青睐，它可在小河、小水库、小溪、泉水出口，甚至水沟、蓄水池等地方使用，然而，由于目前社会上此种类型的发电机有的结构过于简陋，没有自动调压功能，效率低，而且电机没有保护套，下位轴承长期浸泡在水中，耐久性能差，维修率高，安装困难，所以，对山区分散居住的人来说，虽然水力充足，但是用电难是人们亟待解决的问题。

近年来一些文献公开了一些微型水力发电机或轴流式水轮发电机，如：

1.中国专利<申请号>200420020343<发明名称>微型水力发电机<申请人>周建强<联系地址>浙江省衢州市衢化集团滨三村24幢102室<摘要>本实用新型涉及一种微型水力发电机，包括定子、转子、前座板和后座板，转子中转轴的二端分别与前座板和后座板中心的轴孔转动连接；所述转子为永磁体叶轮；前座板和后座板上均有与叶轮对应的轴向通孔；定子与永磁体叶轮之间设有固定在定子筒内面上的内圆筒；定子外面套有外圆筒；内圆筒和外圆筒前后二端均分别与前座板和后座板对应密封连接；外圆筒或后座板上有导线出口。它可在水压力较低的条件下提供小功率电能。具有结构简单、成本低廉等优点。

2.中国专利<申请号>98226166<发明名称>多叶轮微型水力发电机组<申请人>农业部南京农业机械化研究所<联系地址>江苏省南京市柳营100号钟挺转<摘要>本实用新型公开了一种多叶轮微型水力发电机组，它由水轮机、传动装置、发电机组成。本实用新型的水轮机有两个以上的叶轮，每个叶轮与一个喷水口相对应，在喷水口与叶轮之间有一个可以调节的挡水板。该冲击式微型水力发电机组结构简单、成本较低，能够在10～25米水头条件下获得3～10千瓦的装机容量。适合于广大山区乡村及边远无电网地区使用。

3.中国专利<申请号>200410017888<发明名称>一种轴流式转轮水力发电动力装置<申请人>徐慧玖<联系地址>上海市黄浦区厦门路230弄35号<摘要>本发明公开了一种轴流式转轮水力发电动力装置，包括泄水压力通道，泄水压力管通内沿纵向一侧直线排列复数个水轮机，水轮机由水轮机蜗壳和安装在水轮机蜗壳内的轴流式转轮组成，转轮型式不论，以轴流式转轮为佳。轴流式转轮一部分安装在泄水压力通道内一侧，另一部分则在水轮机蜗壳内，轴流式转轮动力输出轴从水轮机蜗壳中穿出，经连接件与发电机的主轴相连，在泄水压力通道出水口处上方另设置一个悬装的水轮机。本发明具有势能利用率高，能量转换量大等特点，除可应用在一般拦河建库筑坝型水电站外，还可广泛应用在抽水蓄能电站，自来水厂压力输送管道内势能转换发电、污水处理厂污水排放管道内势能转换发电。

4.中国专利<申请号>01277209<发明名称>涡壳轴流水轮发电机<申请人>许文华<联系地址>广西壮族自治区平南县平南镇平安街70号<摘要>一种公开了涡壳轴流水轮发电机，包括由发电机、水轮机、进水管、涡轮壳、真空管，发电机、涡轮壳、水轮机和真空管安装为一体，发电机的下端盖有轴承座，轴承座内腔的上面装有深沟球轴承、下面装圆锥滚子轴承，二轴承之间有套筒顶接内套，轴承座用螺栓固定在涡轮壳上面，涡轮室内安装水轮机，涡轮壳的导水口连接真空管，涡轮壳上固定入水管。优点是结构简单，安装使用方便，主轴比原来短了二倍，延长机组寿命，降低生产成本，水能利用率高。是山区人民开发利用廉价的水力资源解决照明、影视、小型机械加工用电的理想产品。

5.中国专利<申请号>00811858<发明名称>轴流式水轮机发电系统<申请人>东芝综合工程技术公司<联系地址>日本神奈川县<摘要>一种轴流式水轮机发电系统，它包括：多个单元轴流式水轮机，这些单元轴流式水轮机沿水流的方向在一流动通道中相互同轴设置，并且具有相应的旋转叶轮；以及一发电机，该发电机沿水流方向与多个单元轴流式水轮机平行设置，并且由多个单元轴流式水轮机的轴输出功率驱动。该结构使批量生产的水轮机可用在带有诸如各种水压、各种流速等的各种不同规格的轴流式水轮机发电系统中。

上述公开的水轮机也还存在下位轴承长期浸泡在水中，耐久性能差，维修率高，安装困难等缺点，因而，要推广还有一定难度。

发明内容

本实用新型的目的是微型水轮发电机，具有一体化结构，发电效率高、稳定性好、轴承不易损坏、方便移动、安装容易、耐用、安全的诸多特点。

本实用新型是以下面方式实现的：

本实用新型的微型轴流式水轮发电机，包括进水口、出水口、导叶、转轮、发电机和电力输送线，其特征在于：进水口、引水室、导叶、转轮、发电机各部件设置在一个容器内，容器底部有机座，容器内安装有密封罩，发电机安装在密封罩里面，电力输送线通过导管穿出密封罩引出至容器外，发电机轴中部安装有轴承，轴承外有轴承套，并装在轴承座上，发电机轴下部安装转轮，轴承套接有防漏排水管，也接出至容器外，其作用是在长期的运转中，如果轴承套损坏漏水，水将会从防漏排水孔排出，使水不能淹到轴承，设备依然能正常运转，导叶、转轮安装在机座上，机座下部安装有尾水管，尾水管底部设有水封，出水口在水封的上端面。

以上所述的机座是由大法兰、小法兰和中间的短水管构成，导叶内圈与轴承套固定，外圈与底座的大法兰内圈焊接，转轮通过螺钉固定在机座的小法兰上。

以上所述的水封是尾水管底部悬空装在一个比尾水管略大的封底金属管或容器中，尾水管出水是流到封底金属管，使其形成水封作用。因为这种型式的水轮发电机主要是靠转轮以下的真空吸力使水流过转轮时更快、更强，转轮也转得快而有力。所以能达到低落差发电的目的。以往尾水管的安装，底部要淹没一定的深度。这种设计，用户可以安装在岩石、泥沙、斜坡上。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1.设备由进水口、引水室、导叶、转轮、发电机、尾水管、真空出水口等一体化组成的设计型式，采用了容器机壳就是引水室，引水室就是机壳组成设计方法。

2.导叶、转轮、和发电机都安装在容器内，工作时完全被水淹没。发电机5安装在密封罩里面是一个很好防水外壳。

3.该机工作时，尾水管自行静力真空。利用反向出水口设计方案。从而达到利用转轮出口的水流动能，将其转换成为转轮出口处的动力真空。

4.先进的导叶和转轮，使水轮机效率高，稳定性好。

5.发电机效率高，并有高压功能。

6.设计有防漏排水管的保护，轴承套接有防漏排水管，作用是在长期的运转中，如果水封损坏漏水，水将会从防漏排水孔排出，使水不能淹到轴承的位置，以免损坏轴承和其它部件，设备依然能正常运转。

7.尾水管的反向出水口设计保护。反向出水口安装在尾水管的底部位。作用是该机工作时使尾水管真空。因为这种型式的水轮发电机主要是靠转轮以下的真空吸力使水流过转轮时更快、更强，转轮也转得快而有力。所以能达到低落差发电的目的。以往尾水管的安装，底部要淹没一定的深度。反向出水口的设计，用户可以安装在岩石、泥沙、斜坡上，不是专业人员也可安装使用。

8.本设备设计新颖、实用、发电量比起目前的微型水轮发电机效率更高、成本低、方便移动、安装容易、耐用度高、安全、环保。

附图说明

图1是本实用新型的微型轴流式水轮发电机整体结构图。

图2是图1的A-A视图。

图3是导叶的结构示意图(放大)。

图4是转轮的结构示意图(放大)。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的微型轴流式水轮发电机上部的进水口1、引水室2、导叶10、转轮12、发电机5各部件设置在一个钟罩形状的容器内，容器底部有机座，机座是由大法兰19、小法兰20和中间的短水管11构成，容器内安装有密封罩4，发电机5安装在密封罩4里面，电力输送线通过导管17穿出密封罩4引出至容器外，发电机轴中部安装有轴承7，轴承7外有轴承套6，并装在轴承座8上，发电机轴下部安装转轮12和密封件9，导叶10内圈与轴承套6固定，外圈与底座大法兰内圈焊接，轴承套6接有防漏排水管18，也接出至容器外；导叶10下方是转轮12，转轮12通过螺钉13固定在机座的小法兰20上，机座下部安装有尾水管14，尾水管底部设有水封16，出水口15在水封16的上端面。

从图1和图2看到：微型轴流式水轮发电机的下部由尾水管14和水封16构成，尾水管14是一个筒体，下部安放在悬空装在一个比尾水管略大的封底金属管或容器(如封底的陶瓷、金属或塑料管)中，并用支杆21固定。水从容器的上部的出水口15上端面流出，这样尾水管14就与容器形成了水封作用。

图3和图4是导叶和转轮的结构示意图，水从进水口1进入后，经过导叶10，由于导叶10设有倾角的叶片22，改变水流方向，水流由直流变成漩流，冲击转轮12的转叶23，使转轮12旋转，由于转轮12与发电机5同轴连接，发电机5就随着转轮12转动。并发出电能。

用户在设计安装时根据具体情况，也可以对导叶、转轮或其它一些部件进行适当改进，但是其基本结构依然是本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1、一种微型轴流式水轮发电机，包括进水口、出水口、导叶、转轮、发电机和电力输送线，其特征在于：进水口(1)、引水室(2)、导叶(10)、转轮(12)、发电机(5)各部件设置在一个容器内，容器底部有机座，容器内安装有密封罩(4)，发电机(5)安装在密封罩(4)里面，电力输送线通过导管(17)穿出密封罩(4)引出至容器外，发电机轴中部安装有轴承(7)，轴承(7)外有轴承套(6)，并装在轴承座(8)上，轴承套(6)接有防漏排水管(18)，防漏排水管(18)也接出至容器外，发电机轴下部安装转轮(12)，导叶(10)、转轮(12)安装在机座上，机座下部安装有尾水管(14)，尾水管底部设有水封(16)，出水口(15)在水封(16)的上端面。

2、根据权利要求1所述的微型轴流式水轮发电机，其特征在于：机座是由大法兰(19)、小法兰(20)和中间的短水管(11)构成，导叶(10)内圈与轴承套(6)固定，外圈与底座的大法兰(19)内圈焊接，转轮(12)通过螺钉(13)固定在机座的小法兰(20)上。

3、根据权利要求1所述的微型轴流式水轮发电机，其特征在于：所述的水封(16)是尾水管(14)底部悬空装在一个比尾水管略大的封底金属管或容器中。

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