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CN220353978U - 一种水力发电装置 - Google Patents

一种水力发电装置 Download PDF

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CN220353978U CN202322092831.3U CN202322092831U CN220353978U CN 220353978 U CN220353978 U CN 220353978U CN 202322092831 U CN202322092831 U CN 202322092831U CN 220353978 U CN220353978 U CN 220353978U
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Abstract

本实用新型提供的水力发电装置,涉及发电技术领域。该水力发电装置包括:水轮叶片组件,叶片端盖设置于叶片主体的两端,叶片主体具有安装腔体;中空主轴穿设于叶片主体和安装腔体,并与叶片端盖转动连接,中空主轴具有贯通中空主轴的穿线孔以及与穿线孔连通的引线孔;发电机定子组件与中空主轴固定连接,发电机定子组件与引线孔相邻;发电机转子组件安装于安装腔体内,发电机转子组件包括发电机壳体和转子永磁体,发电机壳体与中空主轴转动连接,发电机定子组件安装在发电机壳体内,转子永磁体固定于发电机壳体内。本实用新型可以提高水力利用率,从而有利于提升水力发电装置的发电效率。

Description

一种水力发电装置
技术领域
本实用新型涉及发电技术领域,具体而言,涉及一种水力发电装置。
背景技术
水力发电设备是以水力作为动力的发电设备,在本申请的发明人的持续研究下,发现目前水力发电机大多是由水力驱动水轮机,水轮机通过主轴带动发电机的转子转动产生电能,多次能量传递影响了水力发电机的发电效率。需要说明的是,本申请的发明人长期研究发电设备,如已申请授权的申请号为202120191107.4、名称为一种风力驱动装置和风力发电装置的实用新型专利,旨在改善现有风车高度太高,安装发电机组件时不方便的问题。而在对发电机尤其是水力发电机的持续研究下,发现现有水力发电设备有进一步提升发电效率的可能,而形成了本申请的技术方案。
实用新型内容
本实用新型的目的包括,例如,提供一种水力发电装置,其可以提高水力利用率,从而有利于提升水力发电装置的发电效率。
本实用新型的实施例可以这样实现:
本实用新型实施例提供一种水力发电装置,包括:
水轮叶片组件,所述水轮叶片组件包括叶片主体和叶片端盖,所述叶片端盖设置于所述叶片主体的两端,所述叶片主体具有安装腔体;
中空主轴,所述中空主轴穿设于所述叶片主体和所述安装腔体,并与所述叶片端盖转动连接,所述中空主轴具有贯通所述中空主轴的穿线孔以及与所述穿线孔连通的引线孔;
发电机定子组件,所述发电机定子组件位于所述安装腔体内并与所述中空主轴固定连接,所述发电机定子组件与所述引线孔相邻;
发电机转子组件,所述发电机转子组件安装于所述安装腔体内,且所述发电机转子组件包括发电机壳体和转子永磁体,所述发电机壳体与所述叶片主体固定连接并与所述中空主轴转动连接,所述发电机定子组件安装在发电机壳体内,所述转子永磁体固定于所述发电机壳体内并与所述发电机定子组件相对;
所述叶片主体用于在外部水力的作用下带动所述转子永磁体相对所述发电机定子组件转动。
进一步地,在可选的实施例中,所述发电机壳体包括相互连接的发电机端盖和发电机顶盖,所述发电机端盖和所述发电机顶盖形成容纳所述转子永磁体和所述发电机定子组件的腔体,所述发电机端盖与所述中空主轴转动连接,所述发电机端盖或所述发电机顶盖与所述叶片主体固定连接。
进一步地,在可选的实施例中,所述发电机端盖与所述叶片端盖固定连接。
进一步地,在可选的实施例中,所述发电机端盖设有第一连接孔,所述叶片端盖设有第二连接孔,所述水力发电装置还包括固定件,所述固定件与所述第一连接孔和所述第二连接孔连接。
进一步地,在可选的实施例中,所述第一连接孔和所述第二连接孔为对应设置的多组。
进一步地,在可选的实施例中,所述固定件包括连接螺栓,所述连接螺栓穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔并通过螺母固定。
进一步地,在可选的实施例中,所述发电机定子组件包括定子支架和定子绕组,所述定子绕组通过所述定子支架固定在所述中空主轴上。
进一步地,在可选的实施例中,所述叶片主体包括叶片部和主体壳体,所述叶片部包括多组,且多组所述叶片部相互间隔地设置在所述主体壳体上,所述叶片端盖与所述主体壳体连接,所述叶片部与所述主体壳体和所述叶片端盖围成腔室。
进一步地,在可选的实施例中,所述发电机定子组件和所述发电机转子组件的数量为多个,且相互间隔地固定在中空主轴上,所述引线孔的数量与所述发电机定子组件的数量对应。
进一步地,在可选的实施例中,多个所述发电机定子组件和所述发电机转子组件共用一个所述发电机壳体。
本实用新型提供的水力发电装置具有以下有益效果:本实施例提供的水力发电装置:水轮叶片组件用于在水力作用下绕中空主轴旋转,水轮叶片组件包括叶片主体和叶片端盖,叶片主体具有安装腔室,发电机转子组件和发电机定子组件均位于该安装空间内,其中,发电机转子组件与叶片主体固定并与中空主轴转动连接,发电机定子组件与发电机转子组件相对并与中空主轴固定连接。发电机转子组件包括发电机壳体和转子永磁体,发电机壳体与叶片主体固定,转子永磁体固定在发电机壳体上并与发电机定子组件相对。在叶片主体受到外部水力作用时,叶片主体和叶片端盖相对中心主轴旋转,由于发电机转子组件的发电机壳体与叶片主体固定,转子永磁体跟随叶片主体旋转,而发电机定子组件固定在中空转轴上。中空主轴为中空结构,其具有穿线孔以及与之连通的引线孔,穿线孔大体沿中空主轴的轴向延伸,引线孔开设在中空主轴的侧壁上并贯穿该侧壁,引线孔与发电机定子组件相邻,穿线孔用于穿设导线,引线孔用于将该导线引向发电机定子组件,以使该导线电连接发电机定子组件和储能设备或用电设备电连接。本实施例提供的水力发电装置可以提高水力利用率,从而有利于提升水力发电装置的发电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型具体实施例所述的水力发电装置的结构示意图;
图2为本实用新型具体实施例所述的水力发电装置的剖视结构示意图。
图标:100、水力发电装置;110、水轮叶片组件;112、叶片主体;1121、叶片部;1123、主体壳体;114、叶片端盖;116、安装腔体;120、中空主轴;121、穿线孔;123、引线孔;130、发电机定子组件;132、定子支架;134、定子绕组;140、发电机转子组件;141、发电机壳体;1411、发电机端盖;1413、发电机顶盖;142、转子永磁体;150、固定件。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
下面结合附图,对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
请参阅图1和图2,本实施例提供了一种水力发电装置100,其可以提高水力利用率,从而有利于提升水力发电装置100的发电效率。
在本实用新型实施例中,该水力发电装置100包括水轮叶片组件110、中空主轴120、发电机定子组件130以及发电机转子组件140。水轮叶片组件110包括叶片主体112和叶片端盖114,叶片端盖114设置于叶片主体112的两端,叶片主体112具有安装腔体116;中空主轴120穿设于叶片主体112和安装腔体116,并与叶片端盖114转动连接,中空主轴120具有贯通中空主轴120的穿线孔121以及与穿线孔121连通的引线孔123;发电机定子组件130位于安装腔体116内并与中空主轴120固定连接,发电机定子组件130与引线孔123相邻;发电机转子组件140安装于安装腔体116内,且发电机转子组件140包括发电机壳体141和转子永磁体142,发电机壳体141与叶片主体112固定连接并与中空主轴120转动连接,发电机定子组件130安装在发电机壳体141内,转子永磁体142固定于发电机壳体141内并与发电机定子组件130相对;叶片主体112用于在外部水力的作用下带动转子永磁体142相对发电机定子组件130转动。
需要指出的是,在本实用新型实施例中,水轮叶片组件110用于在水力作用下绕中空主轴120旋转,水轮叶片组件110包括叶片主体112和叶片端盖114,叶片主体112具有安装腔室,发电机转子组件140和发电机定子组件130均位于该安装空间内,其中,发电机转子组件140与叶片主体112固定并与中空主轴120转动连接,发电机定子组件130与发电机转子组件140相对并与中空主轴120固定连接。发电机转子组件140包括发电机壳体141和转子永磁体142,发电机壳体141与叶片主体112固定,转子永磁体142固定在发电机壳体141上并与发电机定子组件130相对。在叶片主体112受到外部水力作用时,叶片主体112和叶片端盖114相对中心主轴旋转,由于发电机转子组件140的发电机壳体141与叶片主体112固定,转子永磁体142跟随叶片主体112旋转,而发电机定子组件130固定在中空转轴上,即此时,转子永磁体142绕发电机定子组件130转动而产生电能。中空主轴120为中空结构,其具有穿线孔121以及与之连通的引线孔123,穿线孔121大体沿中空主轴120的轴向延伸,引线孔123开设在中空主轴120的侧壁上并贯穿该侧壁,引线孔123与发电机定子组件130相邻,穿线孔121用于穿设导线,引线孔123用于将该导线引向发电机定子组件130,以使该导线电连接发电机定子组件130和储能设备(蓄电池等)或用电设备(比如白炽灯、电机等)电连接,从而使产生的电能通过储能设备进行存储或者用于向用电设备供电。
同时,还需要指出的是,本实用新型实施例提供的水力发电装置100直接通过水轮叶片组件110带动发电机转子组件140的转子永磁体142相对中心转轴旋转,且发电机转子组件140和发电机定子组件130均位于叶片主体112的安装腔室内,可以减小现有技术中水力驱动水轮机、主轴以及发电机定子产生的力矩,从而提高发电效率。在本实用新型实施例中,产生的力矩大体仅包括叶片端盖114、发电机壳体141与中空主轴120之间的转动力矩(若采用轴承连接,那仅产生轴承的摩擦力矩),也就是说,相对于现有技术来说,本实用新型实施例具有更高的发电效率。
可选地,请参阅图1,在本实施例中,水轮叶片组件110大体成转筒形状,且在转筒的侧表面设置有叶片。叶片端盖114用于将叶片主体112安装在中空主轴120上,叶片端盖114与中空主轴120可以通过轴承转动连接。同时,对于发电机壳体141来说,其用于安装在中空主轴120上,安装方式可以为轴承连接,实现发电机壳体141与中空主轴120之间的转动连接。
在可选的实施例中,发电机壳体141可以包括相互连接的发电机端盖1411和发电机顶盖1413,发电机端盖1411和发电机顶盖1413形成容纳转子永磁体142和发电机定子组件130的腔体,发电机端盖1411与中空主轴120转动连接,发电机端盖1411或发电机顶盖1413与叶片主体112固定连接。
可选地,在本实施例中,发电机端盖1411与叶片端盖114固定连接,转子永磁体142与发电机顶盖1413连接。
在可选的实施例中,发电机端盖1411设有第一连接孔,叶片端盖114设有第二连接孔,水力发电装置100还包括固定件150,固定件150与第一连接孔和第二连接孔连接。也就是说,可以通过固定件150将叶片端盖114和发电机端盖1411连接,从而确保了转子永磁体142与叶片主体112同步转动。可选地,第一连接孔和第二连接孔为对应设置的多组,固定件150与第一连接孔和第二连接孔对应地连接。固定件150包括连接螺栓,连接螺栓穿过第一连接孔和第二连接孔并通过螺母固定。
在可选的实施例中,发电机定子组件130可以包括定子支架132和定子绕组134,定子绕组134通过定子支架132固定在中空主轴120上。定子支架132主要用于将定子绕组134固定在中空转轴上
应当理解的是,转子永磁体142可以为圆环状结构,定子绕组134也可以设计成圆环状,并位于转子永磁体142的内环,大体位置可以参阅附图。
在本实施例中,叶片主体112包括叶片部1121和主体壳体1123,叶片部1121包括多组,且多组叶片部1121相互间隔地设置在主体壳体1123上,叶片端盖114与主体壳体1123连接,叶片部1121与主体壳体1123和叶片端盖114围成腔室。
在本实施例中,发电机定子组件130和发电机转子组件140的数量为多个,且相互间隔地固定在中空主轴120上,引线孔123的数量与发电机定子组件130的数量对应。
可选地,多个发电机定子组件130和发电机转子组件140共用一个发电机壳体141。
需要说明的是,在本实用新型实施例中,发电机可以为直驱外转子永磁发电机。
本实施例提供的水力发电装置100:水轮叶片组件110用于在水力作用下绕中空主轴120旋转,水轮叶片组件110包括叶片主体112和叶片端盖114,叶片主体112具有安装腔室,发电机转子组件140和发电机定子组件130均位于该安装空间内,其中,发电机转子组件140与叶片主体112固定并与中空主轴120转动连接,发电机定子组件130与发电机转子组件140相对并与中空主轴120固定连接。发电机转子组件140包括发电机壳体141和转子永磁体142,发电机壳体141与叶片主体112固定,转子永磁体142固定在发电机壳体141上并与发电机定子组件130相对。在叶片主体112受到外部水力作用时,叶片主体112和叶片端盖114相对中心主轴旋转,由于发电机转子组件140的发电机壳体141与叶片主体112固定,转子永磁体142跟随叶片主体112旋转,而发电机定子组件130固定在中空转轴上。中空主轴120为中空结构,其具有穿线孔121以及与之连通的引线孔123,穿线孔121大体沿中空主轴120的轴向延伸,引线孔123开设在中空主轴120的侧壁上并贯穿该侧壁,引线孔123与发电机定子组件130相邻,穿线孔121用于穿设导线,引线孔123用于将该导线引向发电机定子组件130,以使该导线电连接发电机定子组件130和储能设备(蓄电池等)或用电设备(比如白炽灯、电机等)电连接。本实施例提供的水力发电装置100可以提高水力利用率,从而有利于提升水力发电装置100的发电效率。
需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
还需要说明的是,在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,“设置”、“连接”等术语应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
虽然本实用新型披露如上,但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种水力发电装置,其特征在于,包括:
水轮叶片组件(110),所述水轮叶片组件(110)包括叶片主体(112)和叶片端盖(114),所述叶片端盖(114)设置于所述叶片主体(112)的两端,所述叶片主体(112)具有安装腔体(116);
中空主轴(120),所述中空主轴(120)穿设于所述叶片主体(112)和所述安装腔体(116),并与所述叶片端盖(114)转动连接,所述中空主轴(120)具有贯通所述中空主轴(120)的穿线孔(121)并开设有与所述穿线孔(121)连通的引线孔(123);
发电机定子组件(130),所述发电机定子组件(130)位于所述安装腔体(116)内并与所述中空主轴(120)固定连接,所述发电机定子组件(130)与所述引线孔(123)相邻;
发电机转子组件(140),所述发电机转子组件(140)安装于所述安装腔体(116)内,且所述发电机转子组件(140)包括发电机壳体(141)和转子永磁体(142),所述发电机壳体(141)与所述叶片主体(112)固定连接并与所述中空主轴(120)转动连接,所述发电机定子组件(130)安装在发电机壳体(141)内,所述转子永磁体(142)固定于所述发电机壳体(141)内并与所述发电机定子组件(130)相对;
所述叶片主体(112)用于在外部水力的作用下带动所述转子永磁体(142)相对所述发电机定子组件(130)转动。
2.根据权利要求1所述的水力发电装置,其特征在于,所述发电机壳体(141)包括相互连接的发电机端盖(1411)和发电机顶盖(1413),所述发电机端盖(1411)和所述发电机顶盖(1413)形成容纳所述转子永磁体(142)和所述发电机定子组件(130)的腔体,所述发电机端盖(1411)与所述中空主轴(120)转动连接,所述发电机端盖(1411)或所述发电机顶盖(1413)与所述叶片主体(112)固定连接。
3.根据权利要求2所述的水力发电装置,其特征在于,所述发电机端盖(1411)与所述叶片端盖(114)固定连接。
4.根据权利要求3所述的水力发电装置,其特征在于,所述发电机端盖(1411)设有第一连接孔,所述叶片端盖(114)设有第二连接孔,所述水力发电装置(100)还包括固定件(150),所述固定件(150)与所述第一连接孔和所述第二连接孔连接。
5.根据权利要求4所述的水力发电装置,其特征在于,所述第一连接孔和所述第二连接孔为对应设置的多组。
6.根据权利要求4所述的水力发电装置,其特征在于,所述固定件(150)包括连接螺栓,所述连接螺栓穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔并通过螺母固定。
7.根据权利要求1-6任一项所述的水力发电装置,其特征在于,所述发电机定子组件(130)包括定子支架(132)和定子绕组(134),所述定子绕组(134)通过所述定子支架(132)固定在所述中空主轴(120)上。
8.根据权利要求1-6任一项所述的水力发电装置,其特征在于,所述叶片主体(112)包括叶片部(1121)和主体壳体(1123),所述叶片部(1121)包括多组,且多组所述叶片部(1121)相互间隔地设置在所述主体壳体(1123)上,所述叶片端盖(114)与所述主体壳体(1123)连接,所述叶片部(1121)与所述主体壳体(1123)和所述叶片端盖(114)围成腔室。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的水力发电装置,其特征在于,所述发电机定子组件(130)和所述发电机转子组件(140)的数量为多个,且相互间隔地固定在中空主轴(120)上,所述引线孔(123)的数量与所述发电机定子组件(130)的数量对应。
10.根据权利要求9所述的水力发电装置,其特征在于,多个所述发电机定子组件(130)和所述发电机转子组件(140)共用一个所述发电机壳体(141)。
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