專利名稱：新型水輪機結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)應(yīng)用技術(shù)，尤其涉及一種用于水力發(fā)電的新型水輪機結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，高效環(huán)保的能源利用是當今世界的重要課題。自然界中，河流流動和海洋洋流運動攜帶有巨大能量，且取之不竭。因此，水輪機這一水力發(fā)電設(shè)備應(yīng)運而生。隨著科技的逐步發(fā)展，水力發(fā)電技術(shù)不斷改進，以期越來越高效、便捷。現(xiàn)有大型水力發(fā)電站采用的水力發(fā)電機，無論混流式、軸流式、沖擊式結(jié)構(gòu)，通常 是水流驅(qū)動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)輪中心的轉(zhuǎn)軸帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸需要較大尺寸的托架支撐水流推力。所以，水力發(fā)電設(shè)備的制作變得復(fù)雜，成本變大，不利于水力技術(shù)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種新型水輪機結(jié)構(gòu)。該新型水輪機結(jié)構(gòu)包括，發(fā)電機定子，所述發(fā)電機定子包括定子支架和設(shè)置在定子支架上的定子繞組；在所述發(fā)電機定子內(nèi)側(cè)設(shè)置有能相對旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子支架和設(shè)置在轉(zhuǎn)子支架上的轉(zhuǎn)子繞組，所述定子繞組和所述轉(zhuǎn)子繞組相對設(shè)置；所述轉(zhuǎn)子支架上還設(shè)置有多個槳葉，所述槳葉一端固定在所述轉(zhuǎn)子支架上，另一端朝向所述轉(zhuǎn)子的圓心并懸空設(shè)置；如上所述的新型水輪機結(jié)構(gòu)，在所述轉(zhuǎn)子支架的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置軸承，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)動。如上所述的新型水輪機結(jié)構(gòu)，在所述轉(zhuǎn)子支架與所述定子支架之間設(shè)置軸承或滾子，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)動。如上所述的新型水輪機結(jié)構(gòu)，所述槳葉為金屬或復(fù)合材料的曲面實體或曲面殼體。如上所述的新型水輪機結(jié)構(gòu)，所述槳葉為2個、3個或5個，且均勻分布。本發(fā)明提供的新型水輪機結(jié)構(gòu)，無轉(zhuǎn)軸，槳葉固定在過流水體的圓形斷面的圓周上，整個水力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、部件少，且槳葉為金屬或復(fù)合材料的曲面實體或曲面殼體，可獲得較大的有效驅(qū)動力。


圖I是本發(fā)明實施例的新型水輪機結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖2是圖I沿AOB線切開的剖面圖；圖3是圖I沿AOC線切開的剖面圖；圖4是本發(fā)明又一實施例提供的新型水輪機結(jié)構(gòu)剖面圖；圖5是圖4中a處連接結(jié)構(gòu)放大的示意圖6是本發(fā)明水力發(fā)電應(yīng)用的示意圖；圖7是本發(fā)明水力發(fā)電應(yīng)用沿MN方向視角的示意圖。附圖標記說明10:發(fā)電機定子；20:發(fā)電機轉(zhuǎn)子；30 :槳葉；40 :軸承；

101 :定子支架；102 :定子繞組；201 :轉(zhuǎn)子支架；202 :轉(zhuǎn)子繞組；01 :底座；02:發(fā)電機；03 :槳葉；04 :槳葉托架；05 :軸承；021 :發(fā)電機輸入齒輪軸；041 :槳葉托架齒圈；50 :升壓站；60:電網(wǎng)設(shè)備。
具體實施例方式圖I是本發(fā)明實施例的新型水輪機結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖2是圖I沿AOB線切開的剖面圖。參考圖I和圖2，本發(fā)明提供一種新型水輪機結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括，發(fā)電機定子10，所述發(fā)電機定子10包括定子支架101和設(shè)置在定子支架上的定子繞組102 ；在所述發(fā)電機定子內(nèi)側(cè)設(shè)置有發(fā)電機轉(zhuǎn)子20，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子20包括轉(zhuǎn)子支架201和設(shè)置在轉(zhuǎn)子支架上的轉(zhuǎn)子繞組202，所述定子繞組102和所述轉(zhuǎn)子繞組202相對設(shè)置； 所述轉(zhuǎn)子支架201上還設(shè)置有多個槳葉30，所述槳葉30 —端固定在所述轉(zhuǎn)子支架201上，另一端朝向所述轉(zhuǎn)子20的圓心并懸空設(shè)置；所述轉(zhuǎn)子支架201的一側(cè)還連接有一軸承40。圖I是本發(fā)明實施例的新型水輪機結(jié)構(gòu)的俯視圖，水流垂直流過發(fā)電機定子10和發(fā)電機轉(zhuǎn)子20構(gòu)成的圓環(huán)面，其中槳葉30承受水流的沖力，推動槳葉30轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子20轉(zhuǎn)動，切割磁場產(chǎn)生電能，從而將水能轉(zhuǎn)化為電能。本發(fā)明的新型水輪機結(jié)構(gòu)與常規(guī)水力發(fā)電機結(jié)構(gòu)不同。常規(guī)水力發(fā)電機有轉(zhuǎn)輪，槳葉固定在過流水體圓形斷面的圓心的轉(zhuǎn)軸上，本發(fā)明無轉(zhuǎn)軸，槳葉固定在過流水體圓形斷面的圓周上，整個水力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、部件少。圖3是圖I沿AOC線切開的剖面圖。
參考圖3，所述槳葉30不是薄薄的一片，而是金屬或復(fù)合材料的曲面實體或曲面殼體。這樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)可以通過設(shè)計翼型，提供槳葉的升阻比，當獲得較大的有效驅(qū)動力時，而槳葉只承受較小的軸向推力。本發(fā)明實施例的槳葉結(jié)構(gòu)如圖I所示，本實施例中所述槳葉30以3個為例，但可根據(jù)實際需要設(shè)置槳葉個數(shù)；槳葉均勻分布，從而受力均勻。圖4是本發(fā)明又一實施例提供的新型水輪機結(jié)構(gòu)剖面圖。參考圖4，圖4視角與圖2相同，該新型水輪機結(jié)構(gòu)包括一底座01、軸承05、槳葉03和槳葉托架04。其中槳葉托架04與發(fā)電機02在a處的連接結(jié)構(gòu)如圖5所示。圖5是圖4中a處連接結(jié)構(gòu)放大的示意圖。 參考圖4和圖5，槳葉托架04包括一槳葉托架齒圈041，該新型水輪機結(jié)構(gòu)中，底座01內(nèi)側(cè)安置一軸承05，軸承05上安置槳葉托架04，槳葉03安置在槳葉托架04上。槳葉托架齒圈041外側(cè)與發(fā)電機輸入齒輪軸021咬合，發(fā)電機輸入齒輪軸021連接發(fā)電機02。當槳葉03轉(zhuǎn)動，槳葉托架齒圈041帶動發(fā)電機輸入齒輪軸021轉(zhuǎn)動，發(fā)電機輸入齒輪軸021切割磁場獲得電能，從而將水能轉(zhuǎn)化為電能。根據(jù)實際需要，可在槳葉托架齒圈041外側(cè)咬合多個發(fā)電機輸入齒輪軸021，帶動多個發(fā)電機02。通過該結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)一個轉(zhuǎn)輪拖動多個發(fā)電機，從而可減小發(fā)電機的尺寸、容量，減小了制造難度。圖6是本發(fā)明水力發(fā)電應(yīng)用的示意圖，圖7是本發(fā)明水力發(fā)電應(yīng)用沿麗方向視角的示意圖。參考圖6和圖7，在實際應(yīng)用中，江河湖海的過水量大，所以多個新型水輪機結(jié)構(gòu)聯(lián)合工作，將水能轉(zhuǎn)化為大量電力，通過升壓站50升壓，再傳遞給電網(wǎng)設(shè)備60，供人們生產(chǎn)生活使用。需要指出的是，上述實施例中僅示出了在轉(zhuǎn)子支架一側(cè)設(shè)置軸承從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)動的方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然能夠明白，也可以在轉(zhuǎn)子支架的兩側(cè)均設(shè)置軸承來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)動，或者也可以在轉(zhuǎn)子支架和定子支架之間設(shè)置軸承或滾子，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)動，具體的軸承或滾子可以選用符合水輪機工況的市售常規(guī)機械零部件。在采用滾子的具體方案中，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然也明白可以設(shè)置相應(yīng)的導(dǎo)軌、槽和/或滾子支架。最后應(yīng)說明的是以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種新型水輪機結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括 發(fā)電機定子，所述發(fā)電機定子包括定子支架和設(shè)置在定子支架上的定子繞組； 在所述發(fā)電機定子內(nèi)側(cè)設(shè)置有能相對旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子支架和設(shè)置在轉(zhuǎn)子支架上的轉(zhuǎn)子繞組，所述定子繞組和所述轉(zhuǎn)子繞組相對設(shè)置； 所述轉(zhuǎn)子支架上還設(shè)置有多個槳葉，所述槳葉一端固定在所述轉(zhuǎn)子支架上，另一端朝向所述轉(zhuǎn)子的圓心并懸空設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型水輪機結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)子支架的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置軸承，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新型水輪機結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)子支架與所述定子支架之間設(shè)置軸承或滾子，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的相對轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I一 3中任一項所述的新型水輪機結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述槳葉為金屬或復(fù)合材料的曲面實體或曲面殼體。
5.根據(jù)權(quán)利要求I一 4中任一項所述的新型水輪機結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述槳葉為2個、3個或5個，且均勻分布。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型水輪機結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括發(fā)電機定子，所述發(fā)電機定子包括定子支架和設(shè)置在定子支架上的定子繞組；在所述發(fā)電機定子內(nèi)側(cè)設(shè)置有發(fā)電機轉(zhuǎn)子，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子支架和設(shè)置在轉(zhuǎn)子支架上的轉(zhuǎn)子繞組，所述定子繞組和所述轉(zhuǎn)子繞組相對設(shè)置；所述轉(zhuǎn)子支架上還設(shè)置有多個槳葉，所述槳葉一端固定在所述轉(zhuǎn)子支架上，另一端朝向所述轉(zhuǎn)子的圓心并懸空設(shè)置；所述轉(zhuǎn)子支架的一側(cè)還連接有一軸承。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，部件少，有效地利用水能發(fā)電。
文檔編號F03B13/00GK102767459SQ20121024064
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者于建軍, 焦立盈, 黎焱 申請人:華銳風(fēng)電科技(集團)股份有限公司