專利名稱：用于發(fā)電的水輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種利用被配置成的發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的水輪，所述水輪具有成環(huán)形設(shè)置和橫向延伸的水葉片、翼片或漿片，其被水流或自由下落的供水撞擊，且所述水輪葉片設(shè)置在被形成為外邊界的輪緣之間，并且通過輪輻分別與用作承載支撐件的軸柱相連接，由此各個(gè)水輪葉片由在結(jié)構(gòu)上相同的多個(gè)元件形成，所述多個(gè)元件被實(shí)施為剛性的以免發(fā)生彎曲、且在其外側(cè)部被附連到水輪的側(cè)向輪緣上。
背景技術(shù)：
水輪具有設(shè)置為環(huán)形的水輪葉片，這可以從很多不同的實(shí)施例中得知。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的水輪所掲示，輕便的結(jié)構(gòu)和可高度預(yù)制的模塊式裝置是非常重要的。如所示，已知的水輪由于將水輪葉片設(shè)置成剛性而使其效率急劇降低。如果水輪葉片采用相對(duì)封閉或?qū)嵭牡谋砻?，那么任何故障或操作失誤都會(huì)引起水輪葉片形成堰塞表面，故而存在安全問題。此外，水輪葉片的迎風(fēng)表面也會(huì)相對(duì)較大，使得相應(yīng)的風(fēng)況會(huì)引發(fā)損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水輪，所述水輪屬于上述具有輕巧結(jié)構(gòu)和可自動(dòng)(或自作用)樞轉(zhuǎn)輪葉的類型，這使得所述水輪可以是高度預(yù)制的模塊式裝置，且所述水輪不會(huì)包含空氣且對(duì)風(fēng)不敏感，從而確保能量?jī)?yōu)化的水輪葉片裝置具有較大的浸沒深度。本目的的解決方案通過本發(fā)明的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，其中水輪葉片被設(shè)置在桁架結(jié)構(gòu)上，且祐1架結(jié)構(gòu)形成為由多個(gè)相連接的支桿構(gòu)成的橫向延伸棱柱結(jié)構(gòu)，所述支桿形成多個(gè)橫向支撐件，所述橫向支撐件通過縱桿被連接在節(jié)點(diǎn)部上，且橫向支撐件的至少ー個(gè)支桿與輪緣相連接，進(jìn)而設(shè)置在橫向支撐件上的縱桿是通過安裝接納件而可旋轉(zhuǎn)地支撐著被可樞轉(zhuǎn)地接納的水輪葉片，且縱桿被配置成水輪葉片在工作位置時(shí)的反向支撐件，以及被配置成限制位于湍流區(qū)位置處的鄰近水輪葉片的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，可以以ー種簡(jiǎn)單的方式制造模塊式、輕重量的結(jié)構(gòu)，由此被可樞轉(zhuǎn)地懸掛和支撐的水輪葉片即使具有較大的浸沒深度也會(huì)在湍流區(qū)或流動(dòng)陰影區(qū)域以最佳的方式垂直地浮出水面，且由此以ー種簡(jiǎn)單的方式增加效率。此外，對(duì)于具有同樣浸沒深度的水輪葉片，本發(fā)明的水輪直徑的結(jié)構(gòu)尺寸比具有剛性設(shè)置輪葉的水輪的結(jié)構(gòu)尺寸明顯更小，且因此可以節(jié)約材料，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模發(fā)電的相對(duì)優(yōu)勢(shì)。隨著具有一定水頭的水或驅(qū)動(dòng)水流入水輪內(nèi)，有利地使穿過桁架框架而進(jìn)入水輪內(nèi)部的空氣的逸出成為可能，且由具有一定水頭的水或驅(qū)動(dòng)水對(duì)水輪葉片進(jìn)行有序的撞擊，同時(shí)不夾裹空氣量。此外，通過這種方式，也可以將過多的水自動(dòng)地弓丨導(dǎo)流出，從而減輕整個(gè)結(jié)構(gòu)的載荷。因此，有利的效果通過水輪的所有各個(gè)構(gòu)件的靜態(tài)尺寸設(shè)定而實(shí)現(xiàn)。在桁架結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，用于橫向支撐件的支桿被實(shí)施為三角形構(gòu)型，且所配置的水輪葉片在端部區(qū)域由上連接縱桿進(jìn)行支撐。在另ー個(gè)實(shí)施例中，用于橫向支撐件的支桿被設(shè)置為正方形或矩形構(gòu)型，且所配置的水輪葉片在中央表面區(qū)域被支撐，其中附加的縱桿利用橫向支撐件外部的支撐臂被形成為反向支撐件。為了調(diào)整水輪葉片作為折疊葉片在各個(gè)位置中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以及為了獲得受控制的運(yùn)動(dòng)，推薦的是水輪葉片的向內(nèi)伸展區(qū)包括用于接納調(diào)節(jié)配重的延伸部。
可選地，推薦的是水輪葉片在中央表面區(qū)域具有支撐件，且在水輪葉片的向內(nèi)伸展區(qū)包括調(diào)節(jié)配重，所述調(diào)節(jié)配重與樞轉(zhuǎn)軸線有一定間隔距離。在另ー個(gè)可選的實(shí)施例中，影響水輪葉片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方式是，水輪葉片在縱桿上的承載支撐區(qū)包括貫穿的安裝接納件，所述安裝接納件帶有可調(diào)整的調(diào)節(jié)配重，用于限制或阻止水輪葉片的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了形成經(jīng)濟(jì)的模塊式裝置，推薦的是具有輪輻的輪緣由用于接納軸桿的可結(jié)合及裝配的扇形元件形成。此外，為了形成發(fā)電機(jī)，用作轉(zhuǎn)子的輪緣承載著永磁體，且用作定子的利用電繞組形成的對(duì)應(yīng)局部環(huán)件被設(shè)置在用于接納軸柱的支撐結(jié)構(gòu)的區(qū)域中。


視圖示意性地示出了本發(fā)明的示例性的實(shí)施例，由下圖示出圖I是在ー個(gè)側(cè)視圖中示出了具有可樞轉(zhuǎn)葉片的水輪的基本原理或示意圖；圖2示出了不帶有水輪葉片的水輪的ー個(gè)實(shí)施例的透視圖，所述水輪通過桁架結(jié)構(gòu)可樞轉(zhuǎn)地連接著水輪葉片，所述桁架結(jié)構(gòu)具有棱柱結(jié)構(gòu)，其橫向支撐件為三角形構(gòu)型；圖3示出了根據(jù)圖2的、用于接納水輪葉片的三角形構(gòu)型的放大圖，其中水輪葉片的橫向支撐件為三角形構(gòu)型；圖4示出了類似于圖3的、具有相連接的水輪葉片的示意圖；圖5示出了水輪葉片的實(shí)施例，所述水輪葉片設(shè)置有用于接納調(diào)節(jié)配重的延伸部;圖6示出了作為外邊界的輪緣的側(cè)視圖，所述輪緣具有輪輻且接納著作為單個(gè)部件的軸桿。圖7示出了根據(jù)圖6的分解圖；圖8示出了水輪的另一個(gè)實(shí)施例的基本原理和示意圖，其中棱柱結(jié)構(gòu)的安裝接納件具有成正方形或矩形構(gòu)型的橫向支撐件；圖9示出了根據(jù)圖8的透視圖；且圖10示出了用作橫向支撐件的正方形或矩形構(gòu)型的視圖，其具有接納的水輪葉片;圖11示出了類似于圖9的、但是具有組合成的發(fā)電機(jī)的視圖。
具體實(shí)施例方式所示的水輪I包括外側(cè)的輪緣2，所述輪緣2通過輪輻3分別與軸柱或軸桿4相連接，且通過軸柱4可旋轉(zhuǎn)地被設(shè)置在用作支撐結(jié)構(gòu)的基座(或支撐臺(tái)、或支架)上，且沒有對(duì)此進(jìn)行進(jìn)ー步詳細(xì)地說明。作為可動(dòng)元 件的各個(gè)水葉片、槳葉或翼片3被實(shí)施成剛性的以免發(fā)生彎曲，被設(shè)置在多個(gè)輪緣2之間且由桁架框架體6接納。在桁架結(jié)構(gòu)6的外邊界，桁架框架體6與輪緣2剛性連接，且因此形成用于水輪葉片5的輕型支撐結(jié)構(gòu)，從而形成水輪I。桁架框架體6采用棱柱結(jié)構(gòu)，其中數(shù)個(gè)支桿7經(jīng)由節(jié)點(diǎn)部9相連接，且形成橫向支撐件8。橫向支撐件8在根據(jù)圖2至圖5的示例中被實(shí)施為三角形構(gòu)型，且在圖8至圖10中被實(shí)施為正方形或矩形構(gòu)型。形成的橫向支撐件8在形成的節(jié)點(diǎn)部9中由縱桿10連接，其中在其端部區(qū)域被設(shè)在縱桿10上的支桿7 (或保持元件)與輪緣2剛性連接，且因此形成穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu)。每個(gè)水輪葉片5通過縱桿10以自動(dòng)(或自作用)樞轉(zhuǎn)的形式被安裝接納件11所保持，所述縱桿10由橫向支撐件8保持。因此，本實(shí)施例中使用的一個(gè)縱桿10將用作反向支撐件，以用于在工作位置時(shí)的可樞轉(zhuǎn)的水輪葉片5。另ー方面，用作反向支撐件的縱桿10同時(shí)用于限制鄰近的水輪葉片5的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述水輪葉片5在水輪I旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)位于湍流區(qū)或流動(dòng)陰影區(qū)12。通過可樞轉(zhuǎn)的水輪葉片5的這種構(gòu)型，可減少水輪葉片5在湍流區(qū)或流動(dòng)陰影區(qū)12中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的阻力，且可在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中將水輪葉片5收回或準(zhǔn)垂直地展開。根據(jù)圖8至圖10的結(jié)構(gòu)，橫向支撐件8采用正方形或矩形構(gòu)型，水輪葉片5通過安裝接納件11被可樞轉(zhuǎn)地支撐在中央表面區(qū)域；進(jìn)而，附加的縱桿10通過橫向支撐件8外側(cè)的支撐臂13而形成為在工作位置以及在湍流區(qū)或流動(dòng)陰影區(qū)域12的位置時(shí)的反向支撐件。水輪葉片5通過安裝接納件11被可樞轉(zhuǎn)地設(shè)置在縱桿12上，所述安裝接納件11成襯套的形式。為了使樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在可控方式下進(jìn)行，作為襯套的安裝接納件11包括可調(diào)整的調(diào)整元件。由此避免對(duì)縱桿12的限定或限制造成嚴(yán)重的影響。本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例中，影響樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方式是，在向內(nèi)伸展區(qū)中，水輪葉片5包括用于接納可調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)配重15的延伸部14。由于在水輪葉片5的中央表面區(qū)域設(shè)置有承載支撐件，因此調(diào)節(jié)配重15可被設(shè)置在與樞轉(zhuǎn)軸線成一定間隔距離的向內(nèi)伸展區(qū)域，所述調(diào)節(jié)配重也可以被實(shí)施為在水輪葉片5上的加厚的珠狀物。為了改進(jìn)模塊式結(jié)構(gòu)，具有輪輻3的輪緣2可以由扇形元件17建造或構(gòu)造，以形成各個(gè)的模塊。為了形成集成或一體的發(fā)電機(jī)，輪緣2配備有永磁體18以用作轉(zhuǎn)子；并且，用作定子的相應(yīng)局部環(huán)件19是利用或通過電繞組被布置在用于接納軸柱4的支撐結(jié)構(gòu)區(qū)域中，并且原則上被附連到其上面。
權(quán)利要求
1.一種利用被配置成的發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的水輪，所述水輪具有成環(huán)形設(shè)置和橫向延伸的水輪葉片，所述水輪葉片被水流或自由下落的供水撞擊，且所述水輪葉片設(shè)置在被形成為外邊界的輪緣之間，并且通過輪輻分別與用作承載支撐件的軸柱相連接，由此各個(gè)水輪葉片由在結(jié)構(gòu)上相同的多個(gè)元件形成，所述多個(gè)元件被實(shí)施為剛性的以免發(fā)生彎曲、且在其外側(cè)部被附連到水輪的側(cè)向輪緣上，其特征在于水輪葉片(5)被設(shè)置在桁架結(jié)構(gòu)(6)上，且祐1架結(jié)構(gòu)(6)形成為由多個(gè)相連接的支桿(7)構(gòu)成的橫向延伸棱柱結(jié)構(gòu),所述支桿(7)形成多個(gè)橫向支撐件(8)，所述橫向支撐件(8)通過縱桿(10)被連接在節(jié)點(diǎn)部(9)上，且橫向支撐件(8)的至少一個(gè)支桿(7)與輪緣(2)相連接，進(jìn)而設(shè)置在橫向支撐件(8)上的縱桿(IO )是通過安裝接納件而可旋轉(zhuǎn)地支撐著被可樞轉(zhuǎn)地接納的水輪葉片(5 )，且縱桿(10 )被配置成水輪葉片(12)在工作位置時(shí)的反向支撐件，以及被配置成限制位于湍流區(qū)(18)位置處的鄰近水輪葉片(12)的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的水輪，其特征在于用于橫向支撐件(8)的支桿(7)被實(shí)施為三角形構(gòu)型，且被配置的水輪葉片(5)在端部區(qū)域由上部連接的縱桿(12)支撐。
3.如權(quán)利要求I所述的水輪，其特征在于用于橫向支撐件(8)的支桿被設(shè)置為正方形或矩形構(gòu)型，且所配置的水輪葉片(5)在中央表面區(qū)域上被支撐，進(jìn)而附加的縱桿(12)通過橫向支撐件外側(cè)的支撐臂被形成為反向支撐件。
4.如權(quán)利要求I至3之一所述的水輪，其特征在于水輪葉片(5)的向內(nèi)伸展區(qū)包括用于接納調(diào)節(jié)配重(15)的延伸部(14)。
5.如權(quán)利要求I至3之一所述的水輪，其特征在于水輪葉片(5)在中央表面區(qū)域中具有承載支撐件，且包括調(diào)節(jié)配重(16)，所述調(diào)節(jié)配重(16)在水輪葉片(5)的向內(nèi)伸展區(qū)內(nèi)與樞轉(zhuǎn)軸線有一定的間隔距離。
6.如權(quán)利要求I至3之一所述的水輪，其特征在于水輪葉片(5)在縱桿上的承載支撐區(qū)包括貫穿的安裝接納件(11)，其具有用于限制或阻止水輪葉(5)進(jìn)行樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的可調(diào)整的調(diào)整元件。
7.如權(quán)利要求I至6之一所述的水輪，其特征在于具有輪輻(3)的輪緣(2 )由用于接納軸柱(4)的可結(jié)合及組裝的扇形元件(17)形成。
8.如權(quán)利要求I至7之一所述的水輪，其特征在于用作轉(zhuǎn)子的輪緣(2)承載有永磁體(18)，并且用作定子的利用電繞組形成的對(duì)應(yīng)局部環(huán)件(19)被設(shè)置在用于接納軸柱(4)的支撐結(jié)構(gòu)的區(qū)域中，以便形成發(fā)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的水輪，即一種模塊式的結(jié)構(gòu)裝置，所述水輪具有環(huán)形設(shè)置和橫向延伸的水輪葉片，所述水輪葉片是鉸接式或折疊式的輪葉。為此，所述水輪葉片被設(shè)置在桁架結(jié)構(gòu)上。用于每個(gè)水輪葉片的桁架結(jié)構(gòu)被設(shè)置在桁架結(jié)構(gòu)上，且桁架結(jié)構(gòu)形成為由多個(gè)相連接的支桿構(gòu)成的、用作橫向支撐件的橫向延伸棱柱結(jié)構(gòu)，由此所述多個(gè)支桿通過縱桿被連接在節(jié)點(diǎn)部上，且橫向支撐件的至少一個(gè)支桿與輪緣相連接。為此，位于頂部且設(shè)置在橫向支撐件上的縱桿是通過安裝接納件而可旋轉(zhuǎn)地支撐著被可樞轉(zhuǎn)地接納的水輪葉片，且縱桿被配置成水輪葉片在工作位置時(shí)的反向支撐件。同時(shí)，所述縱桿被配置成在湍流區(qū)的位置時(shí)限制鄰近水輪葉片的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)F03B7/00GK102713255SQ201180005512
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者H·德魯茲 申請(qǐng)人:H·德魯茲