專利名稱：軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合了一軸流式水輪機，該輪機具有沿水流方向相互同軸設置的一固定的導向葉片以及一旋轉(zhuǎn)的葉輪。
背景技術(shù)：
通常，液壓系統(tǒng)具有的規(guī)格是各不相同的，例如可具有不同的頂端、流速等等，這些規(guī)格可根據(jù)它們的安裝位置而定。因此，所使用的水輪機是根據(jù)不同安裝位置的不同的條件一個一個生產(chǎn)的。
然而不可避免的是，根據(jù)不同的安裝位置設計與生產(chǎn)不同規(guī)格的水輪機的效率很低，而用于生產(chǎn)輪機的制造車間則需要很高的成本，從經(jīng)濟角度出發(fā)，這是不可行的。為了從經(jīng)濟出發(fā)改善其可行性，可以考慮通過批量生產(chǎn)此種水輪機來提高生產(chǎn)效率。然而，有效地批量生產(chǎn)不同規(guī)格的水輪機存在一定困難。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以使用批量生產(chǎn)的水輪機，也就是說可以使用以高效率生產(chǎn)的水輪機，并且該系統(tǒng)可以安裝在各種不同的地點。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，它包括多個單元軸流式水輪機，這些單元軸流式水輪機沿水流的方向在一流動通道中相互同軸設置，并且具有相應的旋轉(zhuǎn)葉輪；以及一發(fā)電機，該發(fā)電機沿水流方向與多個單元軸流式水輪機平行設置，并且由多個單元軸流式水輪機的軸輸出功率驅(qū)動。
在該系統(tǒng)中，相鄰的若干個單元軸流式水輪機的旋轉(zhuǎn)葉輪可以以相反方向轉(zhuǎn)動。
該系統(tǒng)還包括一齒輪機構(gòu)，該機構(gòu)用于從相鄰的若干個單元軸流式水輪機的軸輸出功率獲得一單向的軸輸出功率。
該系統(tǒng)還包括一固定的導向葉片，該導向葉片設置在位于最下游的一個軸流式水輪機中形成在一流動通道的出口側(cè)。
在該系統(tǒng)中，發(fā)電機可以設置在流動通道外，而單元軸流式水輪機的軸輸出功率可以利用帶有相交軸線的齒輪輸送到發(fā)電機上。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個單元軸流式水輪機，它們沿垂直于水流的方向相互平行地設置在一流動通道中，并且具有相應的旋轉(zhuǎn)葉輪；以及一發(fā)電機，該發(fā)電機由多個單元軸流式水輪機的軸輸出功率驅(qū)動。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個軸流式水輪機，它們沿垂直于水流的方向相互平行地設置在一流動通道中，多個軸流式水輪機中的每一個包括多個單元軸流式水輪機，這些單元軸流式水輪機是同軸設置的并且具有相應的旋轉(zhuǎn)葉輪；以及一發(fā)電機，該發(fā)電機由多個單元軸流式水輪機的軸輸出功率驅(qū)動。
該系統(tǒng)還可包括至少一皮帶輪傳動機構(gòu)以及一齒輪機構(gòu)，它們用于以預定的速度傳輸多個單元軸流式水輪機的軸輸出功率。
在本發(fā)明中，多個單元軸流式水輪機的旋轉(zhuǎn)葉輪可以具有相同的葉片形狀，對于各個軸流式水輪機可以設定一葉片連接角度。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個單元軸流式水輪機，它們沿水流的方向相互同軸地設置在一流動通道中，以及具有相應的旋轉(zhuǎn)葉輪；以及傳動裝置，該裝置用于使多個單元軸流式水輪機的軸輸出功率結(jié)合成至少一股輸出功率，并且將至少一股輸出功率傳輸?shù)揭话l(fā)電機上。
在該系統(tǒng)中，傳動裝置可以包括設置在單元軸流式水輪機的旋轉(zhuǎn)葉輪的圓周部分上的傳動單元，并且該傳動單元是可以互鎖的。
在本系統(tǒng)中，傳動裝置可以包括一主動輪與一從動輪，它們相互同中心地設置在各個單元軸流式水輪機的旋轉(zhuǎn)葉輪的一外圈上；一中間輪，該中間輪具有第一與第二傳動輪，并且設置在一對相鄰的單元軸流式水輪機之間；以及用于將第一傳動輪與相鄰的單元軸流式水輪機中接近第一傳動輪的一個互鎖的裝置，并且也使第二傳動輪與另一個相鄰的單元軸流式水輪機互鎖。
在本系統(tǒng)中，傳動裝置可包括同中心的傳動輪，該傳動輪設置在各個單元軸流式水輪機的旋轉(zhuǎn)葉輪的一外圈上，而每對相鄰單元軸流式水輪機的傳動輪可以通過皮帶或鏈條相互鎖定。
在本系統(tǒng)中，傳動裝置可以包括一傳動齒輪，該傳動齒輪同心地設置在各個單元軸流式水輪機的旋轉(zhuǎn)葉輪的一外圈上，并且相鄰的若干個單元軸流式水輪機的齒輪可以相互鎖定。
該系統(tǒng)還可包括用于使每對相鄰的單元軸流式水輪機的軸相互鎖定的齒輪傳動裝置。
在本系統(tǒng)中，齒輪傳動裝置可包括設置在各個單元軸流式水輪機的軸上設置的第一與第二圓錐齒輪，以及包括傳動軸，傳動軸用于使第一圓錐齒輪與相鄰的幾個單元軸流式水輪機中與第一圓錐齒輪接近的一個互鎖的，以及使第二圓錐齒輪與相鄰的幾個單元軸流式水輪機中的另一個互鎖。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一單元軸流式水輪機，該輪機具有一旋轉(zhuǎn)葉輪；以及一發(fā)電機，該發(fā)電機位于流動通道之外，并且由單元軸流式水輪機的軸輸出功率驅(qū)動；其中，單元軸流式水輪機被設置成它的軸平行于水流方向，而發(fā)電機被設置成它的軸平行于單元軸流式水輪機的軸。
該系統(tǒng)還可包括皮帶和鏈條中的一種，它用于將單元軸流式水輪機的軸輸出功率傳輸?shù)桨l(fā)電機。
該系統(tǒng)可還包括一第一齒輪機構(gòu)，該機構(gòu)用于將單元軸流式水輪機的軸輸出功率轉(zhuǎn)換成沿垂直于單元軸流式水輪機的軸的方向施加的軸輸出功率；以及一第二齒輪機構(gòu)，該機構(gòu)用于將轉(zhuǎn)換后的軸輸出功率再轉(zhuǎn)換成沿與發(fā)動機的軸平行的方向施加的輸出功率，以將獲得的輸出功率輸送到發(fā)電機。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一單元軸流式水輪機，該輪機具有一固定導向葉片以及一旋轉(zhuǎn)葉輪；以及一發(fā)電機，該發(fā)電機位于流動通道外，并且由單元軸流式水輪機的軸輸出功率驅(qū)動；其中，固定導向葉片與一外部殼體以及一內(nèi)部殼體構(gòu)成一個單元，固定導向葉片連接于內(nèi)部殼體與外部殼體，該單元與旋轉(zhuǎn)葉輪可從流動通道中取出。
在本系統(tǒng)中，構(gòu)成單元軸流式水輪機的構(gòu)件部分與構(gòu)成電動機的構(gòu)件部分形成一個整體，由此對單元軸流式水輪機與發(fā)動機起到了加固作用。
附圖的簡要說明

圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖2為示出了圖1中的單元軸流式水輪機與一發(fā)電機之間的連接部分的放大圖；圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖5為示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖7為示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的縱向截面圖；圖8為示出了從流動的下流側(cè)看到的圖7裝置的示意圖；圖9為圖8中示出的裝置的改進型式；圖10為示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的縱向截面圖；圖11為示出了從流動的下流側(cè)看到的圖10的裝置的示意圖；圖12為示出了圖11中的裝置的一種改進型式的視圖；圖13為示出了根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的縱向截面圖；圖14為示出了從流動的下流側(cè)看到的圖13的裝置的示意圖；圖15為示出了圖14中的裝置的一種改進型式的視圖；圖16為示出了根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的縱向截面圖；圖17為示出了圖16中的裝置的一種改進型式的視圖；圖18為示出了根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的縱向截面圖；圖19為示出了從下游看到的圖18的部分裝置的截面圖，該部分位于皮帶的附近并且與發(fā)電機的軸垂直；圖20為示出了根據(jù)本發(fā)明的第十一實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖21為示出了從下游看到的圖20的部分裝置的截面圖，該部分位于動力傳動軸的附近并且與發(fā)電的機的軸垂直；以及圖22為根據(jù)本發(fā)明的第十二實施例的一軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的分解圖。
具體實施例方式
接著，將參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
第一實施例圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的截面圖。
在圖1中，標號101表示一水輪機殼體，該殼體包含了同軸設置的第一和第二單元軸流式水輪機102和103。該第一和第二單元軸流式水輪機102和103由一上游側(cè)的固定的導向葉片105支承，該導向葉片105設置在合并入第一單元軸流式水輪機102中的葉輪104的上游，并且固定于輪機殼體101的內(nèi)表面。水輪機102和103還由一下游側(cè)的固定的導向葉片107支承，該導向葉片107設置在合并入第二單元軸流式水輪機103的一葉輪106的下游，并且固定于輪機殼體101的內(nèi)表面。另外，一中間固定導向葉片108固定在殼體101上，且置于第一單元軸流式水輪機102的葉輪104與第二單元軸流式水輪機103的葉輪106之間。
一發(fā)電機殼體109與輪機殼體101的上游端相連。一發(fā)電機111被包含在殼體109內(nèi)，并由一發(fā)電機托架110支承。發(fā)電機111與第一和第二單元軸流式水輪機102與103同軸設置，并且它們之間通過一反向齒輪112以及一加速齒輪113相連，這將在下文中加以描述。
第二單元軸流式水輪機103被設置成與第一單元軸流式水輪機102相對的方向旋轉(zhuǎn)，從而在上游側(cè)的第一單元軸流式水輪機102的出口處吸收水流的旋轉(zhuǎn)部分，以及可增加輪機的效率。第二單元軸流式水輪機103本身具有轉(zhuǎn)軸103a，該轉(zhuǎn)軸插入通過第一單元軸流式水輪機102。
圖2為示出了第一和第二單元軸流式水輪機102和103與一發(fā)電機111之間的連接部分的放大圖。
如圖2所示，一第一中心齒輪114設置在第一單元軸流式水輪機102的轉(zhuǎn)軸102a上，而圍繞著中心齒輪114的圓周的一齒輪115與第一中心齒輪114嚙合。另一方面，一第二中心齒輪116設置在第二單元軸流式水輪機103的轉(zhuǎn)軸103a上，而圍繞著第二中心齒輪116的圓周的一中間齒輪117與第二中心齒輪116嚙合。另外，隨著齒輪115轉(zhuǎn)動的一齒輪118與中間齒輪117嚙合。隨著是間齒輪117轉(zhuǎn)動的一齒輪119與設置在主軸111a上的一齒輪120嚙合。
因此，當?shù)谝缓偷诙卧S流式水輪機102與103的葉輪104與106在輪機殼體101內(nèi)的水流的作用下而轉(zhuǎn)動時，葉輪106的扭矩以及由第一中心齒輪114、齒輪115等反向轉(zhuǎn)動的葉輪104的扭矩被傳送到中間齒輪117上。齒輪117的扭矩通過齒輪119與120被傳送到發(fā)電機主軸111a上，由此使發(fā)電機發(fā)電。
因此，在該實施例中，每一個均包括一固定導向葉片與一旋轉(zhuǎn)葉輪的多個單元軸流式水輪機連成一列，相應的軸輸出功率被輸送到一單個的發(fā)電機，由此產(chǎn)生電能。這就意味著，即使輪機是在相同的設計的基礎(chǔ)上批量生產(chǎn)的，即以高效率生產(chǎn)的，單元軸流式水輪機的各種結(jié)合也可以用于具有諸如不同的水壓、不同的流速等不同規(guī)格的發(fā)電機系統(tǒng)中。這樣，系統(tǒng)的成本效益得到了改善。另外，在一種會在其上游側(cè)的水輪機的出口處引起一旋轉(zhuǎn)部分的具有若干種規(guī)格的發(fā)電機系統(tǒng)中，該系統(tǒng)的水輪機的效率可以通過如前文所述以相反的方向旋轉(zhuǎn)上游側(cè)與下游側(cè)的水輪機得么提高，由此可使下游側(cè)的輪機吸收旋轉(zhuǎn)部分。另外，在處于最下游的一單元輪機的流動通道的出口側(cè)處設置一固定導向葉片能減少由于輪機出口處的旋轉(zhuǎn)部分而產(chǎn)生的振動。這樣，輪機工作時就會比較安靜。另外，適當?shù)卦O定構(gòu)成反向齒輪112的幾個齒輪的齒輪速比使得第一與第二單元軸流式水輪機102與103之間確定了適當?shù)霓D(zhuǎn)速關(guān)系。在該實施例中，齒輪機構(gòu)可以用封裝的連接器單元代替。
在以下將要描述的實施例中，與第一實施例中類似的結(jié)構(gòu)元件以相同的標號標注，并且不再給出這些標號的詳細描述。
第二實施例在第一實施例中，發(fā)電機殼體109設置在軸流式水輪機的上游，而發(fā)電機111位于該殼體內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)可如圖3所示進行更改，其中一彎管121連接在水輪機殼體101的上游，而設置在通道外的發(fā)電機111的發(fā)電機主軸111a插入彎管121內(nèi)，并且與軸流式水輪機相連。
與圖1中所示的結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)不限定發(fā)電機的尺寸，并且可以減小流動的水的阻力。
第三實施例圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的截面圖。
在本實施例中，第一與第二單元軸流式水輪機122與123被配置成以同一個方向旋轉(zhuǎn)。在該結(jié)構(gòu)中，第一與第二單元軸流式水輪機122與123的軸輸出功率可以作為用于驅(qū)動發(fā)電機111的最佳扭矩進行輸送。與第一實施例不同的是，第三實施例適用于這樣一種情況，即，在上游側(cè)的單元軸流式水輪機的出口處的流動中不存在旋轉(zhuǎn)部分。
第四實施例圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。該發(fā)電系統(tǒng)可應用于這樣一種情況，即，其水壓比圖1中的大。
在圖5的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)中，如圖1所示的兩個軸流式水輪機通過一中間軸125沿流動通道的軸線連成一列，以驅(qū)動單個發(fā)電機111。
第五實施例圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。該發(fā)電機適用于大流速的情況。
在本實施例中，如圖1所示的多個軸流式水輪機被設計成與預定的水壓與流速相應，這些軸流式水輪機沿水流方向相互平行地被設置在單個通道中。這些輪機的軸輸出功率通過帶有相交軸的齒輪126被輸送到中間軸127上，并且還被輸送到與軸127相連的發(fā)電機111的主軸111a上。由此，驅(qū)動發(fā)電機111。
如上所述，圖6結(jié)構(gòu)使用了多個如圖1所示的軸流式水輪機，并使它們相互平行設置?；蛘撸部梢韵嗷テ叫性O置如圖5所示的多個軸流式水輪機。這種結(jié)構(gòu)可以被用于大水壓和大流速的規(guī)格的發(fā)電設備中。
在每一個上述的實施例中，每一個葉輪被設計成與預定的水壓與流速相應，而每一個葉片以預定的角度與葉輪相連。每一個單元軸流式水輪機的水力性能可以通過改變每一片葉片的連接角度進行細微地調(diào)節(jié)，從而改變它們的水位差/流速規(guī)格以適應任何安裝位置。
第六實施例圖7為示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。圖8為示出了從流動通道的下流側(cè)看到的圖7裝置的視圖。
橫過一管線201置一水輪機殼體202。該殼體202含有第一到第三單元軸流式水輪機203A、203B與203C，它們沿水流方向相互平行設置。
該第一到第三單元軸流式水輪機203A、203B與203C具有相同的結(jié)構(gòu)與尺寸，每一個均包括一入口導管204、一出口導管205以及一設置在兩導管間的旋轉(zhuǎn)葉輪206。在入口導管204上設有多個固定導向葉片207，用于引導流入旋轉(zhuǎn)葉輪206的水流。在管線201中流動的水由每一個固定導向葉片207引導至葉輪206旋轉(zhuǎn)，由此使葉輪206轉(zhuǎn)動。
一主動輪208與一從動輪209同心地設置在結(jié)合在每一個軸流式水輪機203A、203B與203C的旋轉(zhuǎn)葉輪206中的一外圈206a的圓周上。另外，中間輪210與211分別具有第一傳動輪210a與211a以及第二傳動輪210b與211b，而該中間輪分別被設置在單元軸流式水輪機203A與203B之間以及單元軸流式水輪機203B與203C之間。
皮帶212a繞在設置第一單元軸流式水輪機203A的旋轉(zhuǎn)葉輪206的外圈上的主動輪208上，以及繞在位于第一與第二單元軸流式水輪機203A與203B之間的中間輪210的第一傳動輪210a上。皮帶212b繞在中間輪210的第二傳動輪210b上，以及繞在第二單元軸流式水輪機203B的從動輪209上。類似地，皮帶212c繞在第二單元軸流式水輪機203B的主動輪208上，以及繞在第二中間輪211的第二傳動輪211a上。皮帶212d繞在第二中間輪211的第二傳動輪211b上，以及繞在第三單元軸流式水輪機203c的從動輪209上。
另外，繞在第三單元軸流式水輪機203C的主動輪208上的皮帶212e繞在設置在發(fā)電機軸213上的皮帶輪214上。
在此結(jié)構(gòu)中，第一單元軸流式水輪機203A的軸輸出功率通過皮帶212a與212b被輸送到與輪機203A相鄰的第二第三單元軸流式水輪機203B的從動輪209上，并且與第二單元軸流式水輪機203B的軸輸出功率相結(jié)合。第一與第二單元軸流式水輪機203A與204B的結(jié)合的軸輸出功率通過皮帶212c與212d與第三單元軸流式水輪機203C結(jié)合在一起。第三單元軸流式水輪機203C的軸輸出功率為它本身的軸輸出功率以及第一與第二單元軸流式水輪機203A與203B的輸出功率的總和，該軸輸出功率被輸送到發(fā)電機軸213上，由此驅(qū)動一發(fā)電機(未圖示)。
因此，相鄰的單元軸流式水輪機的軸輸出功率順序地相互連續(xù)結(jié)合在一起。這樣，多個單元軸流式水輪機的軸輸出功率結(jié)合成用于旋轉(zhuǎn)發(fā)電機而產(chǎn)生電能的一輸出功率。
雖然，在上述實施例中，有三個單元軸流式水輪機相互平行設置，但如圖9所示，也可以將更多個單元軸流式水輪機相鄰設置。
在圖9的情況中，七個單元軸流式水輪機203A、203B、……、203G相互相鄰設置，使得六個單元軸流式水輪機圍繞單元軸流式水輪機203A設置。第一與第二單元軸流式水輪機203A與203B通過皮帶212a與212b以與圖8類似的方式互鎖，而第二與第三單元軸流式水輪機203B與203C通過皮帶212c與212d互鎖。類似地，相鄰軸流式水輪機相互間互鎖。第七單元軸流式水輪機203G的軸輸出功率通過皮帶輪214被輸送到發(fā)電機軸213上。
在第六實施例中，多個單元軸流式水輪機的軸輸出功率結(jié)合成一輸出功率，該功率被輸送到一單個發(fā)電機上。這也可以改為，將單元軸流式水輪機的軸輸出功率結(jié)合成若干組，這若干組軸輸出功率被輸送到若干個發(fā)電機上。
在下述的實施例中，與第六實施例中類似的結(jié)構(gòu)元件以相應的標號標注，并且不再給出詳細的描述。
第七實施例圖10與圖11示出了根據(jù)本發(fā)明第七實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而這兩幅圖分別與圖7與圖8相應。
在圖10與圖11中，一傳動輪215設置在結(jié)合在每一個軸流式水輪機203A、203B和203C的旋轉(zhuǎn)葉輪206的一外圈206a的圓周上。另外，如圖11所示，均具有一傳動輪216a的一對中間輪216設置在單元軸流式水輪機203A與203B之間以及單元軸流式水輪機203B與203C之間，以及在第三單元軸流式水輪機203C與皮帶輪214之間。
一單根皮帶217繞在設置在第一到第三單元軸流式水輪機203A、203C與203C中的每一個的旋轉(zhuǎn)葉輪206的外圈206a上設置的傳動輪215上，以及也繞在設置在發(fā)電機軸213上設置的傳動輪214上。處于每一對相鄰的水輪機之間的那此部分的皮帶217通過相應的一對中間輪216的傳動輪216a相互朝對方被推動。
這樣，單元軸流式水輪機203A至203C的軸輸出功率通過單根皮帶217與皮帶輪214被輸送到發(fā)電機軸213上。換而言之，還是在這種情況中，若干單元軸流式水輪機的軸輸出功率結(jié)合成一輸出功率，而被輸送到單根發(fā)電機軸上。
圖12示出了圖11中結(jié)構(gòu)的一種改進形式。在這種改進形式中，相互鄰接設置了七個單元軸流式水輪機。如圖10與圖11所示的情況類似，一單根皮帶217繞在設置在七個單元軸流式水輪機上的諸皮帶輪215上，以及還繞在設置在發(fā)電機軸213上的皮帶輪214上。因此，七個單元軸流式水輪機203A到203G的軸輸出功率通過單根皮帶217結(jié)合成一輸出功率，以輸送到發(fā)電機213上。這樣，圖12所示的結(jié)構(gòu)具有與例如圖10中的結(jié)構(gòu)相同的優(yōu)點。
雖然，在上述每一個實施例中，將若干個皮帶輪與一根皮帶用作傳動裝置，但也可用鏈輪與輪條來代替。
第八實施例圖13與圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，這兩幅圖分別與圖7與圖8相對應。
一齒輪218設置在與每一個軸流式水輪機203A、203B和203C相結(jié)合的旋轉(zhuǎn)葉輪206的一外圈206a的圓周上。第一單元軸流式水輪機203A的齒輪218通過一第一中間齒輪219a與第二單元軸流式水輪機203B的齒輪218嚙合。類似地，第二單元軸流式水輪機203B的齒輪218通過一第二中間齒輪219b與第三單元軸流式水輪機203C的齒輪218嚙合。換而言之，相鄰的單元軸流式水輪機203A與203B的齒輪218，或者相鄰的單元軸流式水輪機203B與203C的齒輪218，通過中間齒輪219a或219b互鎖。第三單元軸流式水輪機203C的齒輪218與設置在發(fā)電機軸213處的一從動輪220嚙合。
還是在這種情況中，單元軸流式水輪機203A到203C的軸輸出功率結(jié)合成一軸輸出功率，該功率通過從動齒輪220被輸送到發(fā)電機軸213上。這樣，本實施例具有與上述第一個實施例相同的優(yōu)點。
圖15示出了圖14中的結(jié)構(gòu)的一種改進形式。在這種改進形式中，相互相鄰設置了七個單元軸流式水輪機203A到203G。還是在這種情況下，相鄰的單元軸流式水輪機的齒輪218通過中間齒輪219a、219b、……相互嚙合。這樣，七個單元軸流式水輪機的軸輸出功率結(jié)合成一軸輸出功率，該功率被輸送到發(fā)電機軸213上。
第九實施例圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的一軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
在沿水流方向相互平行設置的每一個單元軸流式水輪機203A、203B和203C的軸221上設置了第一與第二圓錐齒輪222a與222b。另外，一傳動軸223a設置在第一與第二單元軸流式水輪機203A與203B之間，從而使該軸223a與這些輪機相連。類似地，一傳動軸223b設置在第二與第三單元軸流式水輪機203B與203C之間，從而使該軸223b與這些輪機相連。傳動軸223a具有一圓錐齒輪224a，它設置在該軸的一端處并與設置在第一單元軸流式水輪機203A的傳動軸221上的第一圓錐齒輪222a嚙合。傳動軸223a還具有一圓錐齒輪224b，它設置在該軸的一端處并與設置在第二單元軸流式水輪機203B的傳動軸221上的第一圓錐齒輪222a嚙合。
設置在第二單元軸流式水輪機203B的軸221上的第二圓錐齒輪222b與設置在傳動軸223b的一端上的一圓錐齒輪225a嚙合。設置在傳動軸223b的另一端上的一圓錐齒輪225b與設置在第三單元軸流式水輪機203C的軸221上的第二齒輪222b嚙合。另外，設置在第三單元軸流式水輪機203C的軸221上的第一圓錐齒輪222a與設置在發(fā)電機軸213上的圓錐齒輪226嚙合。
在這種結(jié)構(gòu)中，第一單元軸流式水輪機203A的軸輸出功率通過圓錐齒輪222a與224a、傳動軸223a以及圓錐齒輪224b與222a與第二單元軸流式水輪機203B的軸輸出功率相結(jié)合。第一與第二單元軸流式水輪機203A與204B的結(jié)合的軸輸出功率，通過第二單元軸流式水輪機203B的圓錐齒輪222b、傳動軸223b的圓錐齒輪225a、傳動軸223b、軸223b的圓錐齒輪225b以及與圓錐齒輪225b嚙合的圓錐齒輪222b與第三單元軸流式水輪機203C的軸輸出功率相結(jié)合。第一至第三軸流式水輪機203A到203C的結(jié)合的軸輸出功率通過第三單元軸流式水輪機203C的圓錐齒輪222a以及與之嚙合的圓錐齒輪226而輸送到發(fā)電機軸213上。
這樣，相鄰的單元軸流式水輪機203A到203C的軸輸出功率結(jié)合成一輸出功率，該輸出功率被用來驅(qū)動發(fā)電機上。
圖17示出了圖16中的結(jié)構(gòu)的一種改進形式。在這種改進形式中，七個單元軸流式水輪機203A到203G被包括在發(fā)電機內(nèi)。還是在這種情況下，與圖16類似的一圓錐齒輪傳動機構(gòu)被用于使這七個單元軸流式水輪機203A到203G的軸輸出功率結(jié)合。因此，這種改進形式具有與上述實施例相同的優(yōu)點。
在第六到第九實施例中，在一發(fā)電機中包括了三個或七個單元軸流式水輪機。然而，被包括在發(fā)電機內(nèi)的單元軸流式水輪機的數(shù)量顯然不限于三或七。另外，在每一個單元軸流式水輪機中可以包括多個主動輪208與從動輪209。
在發(fā)電機位于各個軸流式水輪機的流動通道之外的情況中，各個軸流式水輪機的軸輸出功率藉助插入通過位于一相應的葉輪的上游或下游的一彎管的各輪機的旋轉(zhuǎn)軸被輸送到發(fā)電機，該發(fā)電機位于流動通道之外，并且具有與各個輪機的旋轉(zhuǎn)軸同軸線的旋轉(zhuǎn)軸。在這種情況中，各個輪機軸插入通過相應的旋轉(zhuǎn)葉輪，而軸承設置在各個旋轉(zhuǎn)葉輪的上游與下游以及支承一相應的輪機軸。各輪機與發(fā)電機的結(jié)構(gòu)是不同的。
當使用一彎管來將一發(fā)電機安裝在流動通道外時，必須有一復雜的管子，用于將從軸流式水輪機輸出的被彎管彎曲的水流轉(zhuǎn)變?yōu)橐还P直的水流。這就需要有一大塊安裝區(qū)域用于這種復雜的管道。另外不可避免的是，水流的彎曲會增加液體能量的損失。另外，由于輪機軸延伸通過各旋轉(zhuǎn)葉輪，當更換旋轉(zhuǎn)葉輪時，就必須拆下軸承，以將輪機軸推出各旋轉(zhuǎn)葉輪。當將各個旋轉(zhuǎn)葉輪從流動通道的內(nèi)部分開時，還必須拆下各個軸流式水輪機的前后導管。另外，由于彎管置于水輪機與發(fā)電機之間，水輪機與發(fā)電機必須被隔開。為了安裝這些部件，就需要有復雜的工作來調(diào)節(jié)它們的軸的位置的關(guān)系。接著，將描述解決這些問題的實施例。
第十實施例圖18為示出了根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。
在一上游導管324與一下游導管325之間設有一第一單元軸流式水輪機300A，該輪機包括一入口輪機外部殼體301、一入口固定翼(固定導向葉片)307、一入口輪機內(nèi)部殼體332，一主輪機外部殼體302、一輪機軸309、一旋轉(zhuǎn)葉輪308以及一出口固定翼310；一第二單元軸流式水輪機300B，該輪機包括一入口輪機外部殼體303、一入口固定翼(固定導向葉片)313、一入口輪機內(nèi)部殼體334，一主輪機外部殼體304、一輪機軸315、一旋轉(zhuǎn)葉輪308以及一出口固定翼316。第一與第二單元軸流式水輪機300A與300B沿水流方向排成一列，而輪機軸309與315相連，其中置有一中間軸311。這些單元軸流式水輪機的軸輸出功率結(jié)合成一軸輸出功率，該功率通過設置在輪機軸315與一皮帶(或鏈條)322的下游端處的一輪機皮帶輪317輸送到發(fā)電機皮帶輪320，由此驅(qū)動發(fā)電機323，其中發(fā)電機的皮帶輪320與平行于輪機軸309與315的一發(fā)電機軸319的一端相連。此時，輪機軸315與發(fā)電機軸319之間的相對位置關(guān)系由一動力傳動箱305保持。當將本發(fā)明的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)安裝在上游導管324與下游導管325之間時，這種結(jié)構(gòu)可以使單元軸流式水輪機300A與300B以及發(fā)電機323作為一個整體進行操作。
圖19為示出了從下游看到的圖18的部分裝置的截面圖，該部分位于皮帶的附近并且與發(fā)電機的軸垂直。通過一皮帶插入孔321到位于流動通道外側(cè)的發(fā)電機皮帶輪320的皮帶322輸送位于流動通道內(nèi)的一輪機出口內(nèi)部殼體336中的輪機軸317的軸輸出功率。從而使得發(fā)電機被驅(qū)動。
在該實施例中，無需彎曲其中含有軸流式水輪機的導管，便可通過發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)軸與輪機軸平行設置(不是同軸地設置)而安裝發(fā)電機。這使得軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的安裝在一相當小的區(qū)域中。另外，筆直的流動通道可減少液體能量的損失。
另外，在本實施例中，設置在下游側(cè)水輪機的旋轉(zhuǎn)葉輪的旋轉(zhuǎn)軸的下游水壓上的皮帶輪通過一皮帶或一鏈條與設置在發(fā)電機軸的水壓上的皮帶輪相連，其中的皮帶或鏈條插入位于下游側(cè)水輪機的內(nèi)部與外部殼體之間的流動通道中的管子內(nèi)。無需將下游側(cè)水輪機的內(nèi)部與外部殼體之間的流動通道制得非常窄，便可將水輪機旋轉(zhuǎn)葉輪的軸輸出功率傳送到發(fā)電機。
第十一實施例圖20為示出了根據(jù)本發(fā)明的第十一實施例的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的截面圖。
在上游導管324與下游導管325之間設有一第一單元軸流式水輪機300A，該輪機包括一入口輪機外部殼體301、一入口固定翼307、一入口輪機內(nèi)部殼體332，一主輪機外部殼體302、一輪機軸309、一旋轉(zhuǎn)葉輪308以及一出口固定翼310；以及一第二單元軸流式水輪機300B，該輪機包括一入口輪機外部殼體303、一入口固定翼(固定導向葉片)313、一入口輪機內(nèi)部殼體334，一主輪機外部殼體304、一輪機軸315、一旋轉(zhuǎn)葉輪308以及一出口固定翼316。第一與第二單元軸流式水輪機300A與300B沿水流方向排成一列，輪機軸309與315相連，其中間置有一中間軸311。這些單元軸流式水輪機的軸輸出功率結(jié)合成一輸出功率，該功率通過具有與輪機軸315垂直的一旋轉(zhuǎn)軸的輪機齒輪328、一能量傳動軸329與一發(fā)電機齒輪330從設置在輪機軸315的下游端的輪機齒輪327輸送到與輪機軸315平行的發(fā)電機軸319的水壓相連的一發(fā)電機齒輪331，由此驅(qū)動一發(fā)電機323。
圖21為示出了從下游看到的圖20的部分裝置的截面圖，該部分位于動力傳動軸的附近并且與發(fā)電機的軸垂直。輪機軸315與發(fā)電機軸319之間的相對位置關(guān)系由一動力傳動箱326保持。當將本發(fā)明的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)安裝在上游導管324與下游導管325之間時，這種結(jié)構(gòu)可以使單元軸流式水輪機300A與300B以及發(fā)電機323作為一個整體進行操作。
在該實施例中，無需彎曲其中含有軸流式水輪機的導管，便可通過發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)軸與輪機軸平行設置(不是同軸地設置)而安裝發(fā)電機。這使得軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的安裝在一相當小的區(qū)域中。另外，筆直的流動通道可減少液體能量的損失。
另外，在本實施例中，下游側(cè)水輪機的旋轉(zhuǎn)葉輪的旋轉(zhuǎn)軸可以通過一齒輪軸與設置在發(fā)電機軸的一端上的正交的齒輪傳動裝置相連，其中齒輪軸與旋轉(zhuǎn)葉輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直，并且插入位于下游側(cè)的軸流式水輪機的內(nèi)部與外部殼體之間的流動通道內(nèi)的管道中。無需將下游側(cè)水輪機的內(nèi)部與外部殼體之間的流動通道制得非常窄，便可將水輪機的旋轉(zhuǎn)葉輪的軸輸出功率傳送到發(fā)電機。
另外，在第十與第十一實施例中，構(gòu)成水輪機的構(gòu)件的部分與構(gòu)成發(fā)電機的構(gòu)件部分是作為一個整體形成的，從而對結(jié)構(gòu)起到加固作用。這樣當將包括軸流式水輪機與發(fā)電機的單元軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)安裝到導管中時，可以將它們作為一個整體進行處理。這樣，在輪機軸與發(fā)電機軸之間就可以穩(wěn)定的保持精確的位置關(guān)系，例如在系統(tǒng)的工作中能夠抑制軸的振動的產(chǎn)生。另外，由于輪機軸與發(fā)電機軸之間的距離保持較短，包括軸流式水輪機與發(fā)電機的發(fā)電機系統(tǒng)所需的安裝區(qū)域可以做得比發(fā)電機與水輪機作為單獨組件形成的情況小。
第十二實施例圖22示出了圖18的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)的分解狀態(tài)。如圖22所示，例如當旋轉(zhuǎn)葉輪308或314使用壽命已滿而需要更換新的一個，或者要從流動通道的內(nèi)部移位到它的外部時，可以將系統(tǒng)拆開。
當將單元軸流式水輪機300A的旋轉(zhuǎn)葉輪從流動通道內(nèi)取出時，在取出葉輪之前，構(gòu)成入口輪機外部殼體301、入口輪機內(nèi)部殼體332、入口固定翼(固定導向葉片)307以及一入口罩306的單元在圓周方向被劃分為兩部分。隨后，該單元從軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)上拆除，以保證旋轉(zhuǎn)葉輪308從流動通道通過的空間。在旋轉(zhuǎn)葉輪308從輪機軸309上拆去后，該葉輪便可從流動通道中取出了。
當將單元軸流式水輪機300B的旋轉(zhuǎn)葉輪314從流動通道內(nèi)取出時，在取出葉輪之前，構(gòu)成入口輪機外部殼體303、入口輪機內(nèi)部殼體334、入口固定翼(固定導向葉片)313的單元在圓周方向被劃分為兩部分。隨后，該單元以及中間內(nèi)部殼體312與中間軸311從軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)上拆除，以保證旋轉(zhuǎn)葉輪314從流動通道通過的空間。在旋轉(zhuǎn)葉輪314從輪機軸315上拆去后，該葉輪便可從流動通道中取出了。
在該實施例中，一單個的軸承支承各個軸流式水輪機的軸，該軸承設置在相應的旋轉(zhuǎn)葉輪的上游或下游，而不具有用于支承輪機軸的軸承的各個內(nèi)部殼體位于旋轉(zhuǎn)葉輪的上游或下游，該軸承通過相應的固定的導向葉片與一相應的外部殼體形成為一整體。這種結(jié)構(gòu)可使得無需拆開位于固定導向葉片附近的流動通道的上游部分或下游部分，便可將具有固定導向葉片且位于各個旋轉(zhuǎn)葉輪的下游或上游的流動通道徑向拆開，由此確保，在各個旋轉(zhuǎn)葉輪的上游或下游，用于將各旋轉(zhuǎn)葉輪取出流動通道的空間，無需拆開相應的軸承便可將各個旋轉(zhuǎn)葉輪從相應的輪機軸上拆開，以及無需拆開位于相應的軸流式水輪機的下游與下游的導管便可將各個旋轉(zhuǎn)葉輪從流動通道中取出。
工業(yè)應用綜上所述，在本發(fā)明的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)中，多個同樣規(guī)格的單元軸流式水輪機，例如同樣流速、同樣的水壓等的單元軸流式水輪機，結(jié)合在一起，以安排各種規(guī)格。這樣，在系統(tǒng)中就可以使用批量生產(chǎn)的水輪機，由此系統(tǒng)就可以高效率地進行生產(chǎn)。這使得這種系統(tǒng)可以安裝在目前出于經(jīng)濟方面的考慮而不能安裝的地方。另外，相互平行設置的單元軸流式水輪機的軸輸出功率可以通過一相對較簡單的機構(gòu)結(jié)合成一輸出功率。另外，在軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)中可以設置一筆直的流動通道，而不再使用彎管。這樣，就可以簡化流動通道，減少系統(tǒng)所要求的安裝面積，并且系統(tǒng)不會由于彎管而損失液體能量。另外，無需拆開上游與下游的導管，便可以對結(jié)合在系統(tǒng)中的各個旋轉(zhuǎn)葉輪進行更換。
本技術(shù)領(lǐng)域訓練有素的人員還可以很容易地發(fā)現(xiàn)附加的優(yōu)點與改進形式。因此，從廣義上說，本發(fā)明并不限于此處所示出的和所述的具有代表性的實施例與特定的細節(jié)。因此，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，還可以有各種改變形式，而本發(fā)明的精神與范圍將由所附的權(quán)利要求書以及它們的同等物限定。例如，在各個實施例中，各個發(fā)電機可以改為位于與相應的單元軸流式水輪機相對的一側(cè)上，圍繞與水流方向垂直的一平面對稱。
權(quán)利要求
1.一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，它包括多個單元軸流式水輪機(102，103)，這些單元軸流式水輪機沿水流的方向在一流動通道中相互同軸地設置，并且具有相應的旋轉(zhuǎn)葉輪(104，106)；以及一發(fā)電機(111)，該發(fā)電機沿水流方向與多個單元軸流式水輪機(102，103)平行設置，并且由多個單元軸流式水輪機的軸輸出動力驅(qū)動。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，相鄰的若干個單元軸流式水輪機(102，103)的旋轉(zhuǎn)葉輪(104，106)以相反方向轉(zhuǎn)動。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括一齒輪機構(gòu)(112)，該機構(gòu)用于從相鄰的若干個單元軸流式水輪機(102，103)的軸輸出功率獲得一單向的軸輸出功率。
4.如權(quán)利要求1到3中的任何一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括一固定的導向葉片(107)，該導向葉片設置在位于最下游的一個軸流式水輪機形成在一流動通道中的出口側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)電機(111)設置在流動通道外，而單元軸流式水輪機(102，103)的軸輸出功率利用帶有相交軸(126)的齒輪輸送到發(fā)電機(111)上。
6.一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，它包括多個單元軸流式水輪機(102，103)，它們沿垂直于水流的方向相互平行地設置在一流動通道中，并且具有相應的旋轉(zhuǎn)葉輪(104，106)；以及一發(fā)電機(111)，該發(fā)電機由多個單元軸流式水輪機的軸輸出功率驅(qū)動。
7.一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，它包括多個軸流式水輪機，它們沿垂直于水流的方向相互平行地設置在一流動通道中，多個軸流式水輪機中的每一個包括多個單元軸流式水輪機(102，103)，它們是同軸設置的并且具有相應的旋轉(zhuǎn)葉輪(104，106)；以及一發(fā)電機(111)，該發(fā)電機由多個單元軸流式水輪機(102，103)的軸輸出功率驅(qū)動。
8.如權(quán)利要求1、6和7中的任何一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括至少一皮帶輪傳動機構(gòu)以及一齒輪機構(gòu)(112)，用于以預定的速度傳輸多個單元軸流式水輪機(102，103)的軸輸出功率。
9.如權(quán)利要求1到8中任何一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，多個單元軸流式水輪機(102，103)的旋轉(zhuǎn)葉輪(104，106)具有相同的葉片形狀，對于各個軸流式水輪機設定一葉片連接角度。
10.一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，它包括多個單元軸流式水輪機(203A到103C)，它們沿水流的方向相互同軸地設置在一流動通道中，以及具有相應的旋轉(zhuǎn)葉輪(206)；以及傳動裝置(208到210)，該裝置用于使多個軸流式水輪機(203A到203C)的軸輸出功率結(jié)合成至少一輸出功率，并且將至少一輸出功率傳輸?shù)揭话l(fā)電機上。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，傳動裝置(208到210)包括設置在單元軸流式水輪機(203A到203C)的旋轉(zhuǎn)葉輪(206)的圓周部分上的傳動單元(208到210)，并且該諸傳動單元是互鎖的。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，傳動裝置(208到210)包括一主動輪(208)與一從動輪(209)，它們相互同中心地設置在各個單元軸流式水輪機(203A到203C)的旋轉(zhuǎn)葉輪的一外圈上；一中間輪(210，211)，該中間輪具有第一與第二傳動輪，并且設置在一對相鄰的單元軸流式水輪機(203A到203C)之間；以及用于將第一傳動輪與相鄰的單元軸流式水輪機之一互鎖的裝置(212)，該裝置接近第一傳動輪，并且也使第二傳動輪與另一個相鄰的軸流式水輪機互鎖。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，傳動裝置(208到210)包括同中心的傳動輪(208，209)，該傳動輪設置在各個單元軸流式水輪機(203A到203C)的旋轉(zhuǎn)葉輪的一外圈上，而每對相鄰單元軸流式水輪機的傳動輪通過皮帶或鏈條相互鎖定。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，傳動裝置(208到210)包括一傳動齒輪(218)，該傳動齒輪同中心地設置在各個單元軸流式水輪機(203A到203C)的旋轉(zhuǎn)葉輪的一外圈上，并且相鄰的若干個單元軸流式水輪機的齒輪(218)相互鎖定。
15.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括用于使每對相鄰的單元軸流式水輪機的軸相互鎖定的齒輪傳動裝置(222到226)。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，齒輪傳動裝置(222到226)包括設置在各個單元軸流式水輪機的軸上的第一與第二圓錐齒輪(222a，222b)，以及包括傳動軸(223a，223b)，傳動軸用于使第一圓錐齒輪與相鄰的幾個單元軸流式水輪機中與第一圓錐齒輪接近的一個互鎖的，以及使第二圓錐齒輪與相鄰的幾個單元軸流式水輪機中的另一個互鎖。
17.一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，它包括一單元軸流式水輪機(300A或300B)，該輪機具有一旋轉(zhuǎn)葉輪(308或314)；以及一發(fā)電機(323)，該發(fā)電機位于流動通道之外，并且由單元軸流式水輪機(300A或300B)的軸輸出功率驅(qū)動；其中，單元軸流式水輪機(300A或300B)被設置成其中的軸(309或315)平行于水流方向，而發(fā)電機(323)被設置成其中的軸(319)平行于單元軸流式水輪機的軸(309或315)。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括皮帶和鏈條之一，用于將單元軸流式水輪機(300A或300B)的軸輸出功率傳輸?shù)桨l(fā)電機(323)。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括一第一齒輪機構(gòu)(326，328)，該機構(gòu)用于將單元軸流式水輪機(300A或300B)的軸輸出功率轉(zhuǎn)換成以與單元軸流式水輪機的軸垂直的方向施加的軸輸出功率；以及一第二齒輪機構(gòu)(330，331)，該機構(gòu)用于將轉(zhuǎn)換后的軸輸出功率轉(zhuǎn)換成沿與發(fā)動機(323)的軸(319)平行的方向施加的輸出功率，以將獲得的輸出功率輸送到發(fā)電機。
20.一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，它包括一單元軸流式水輪機(300A或300B)，該輪機具有一固定導向葉片(307或303)以及一旋轉(zhuǎn)葉輪(308或314)；以及一發(fā)電機(323)，該發(fā)電機位于流動通道外，并且由單元軸流式水輪機(300A或300B)的軸輸出功率驅(qū)動；其中，固定導向葉片(307或313)與一外部殼體(301或303)以及一內(nèi)部殼體(332或334)構(gòu)成一個單元，固定導向葉片連接于內(nèi)部殼體與外部殼體，該單元與旋轉(zhuǎn)葉輪(308或314)可從流動通道中取出。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于，構(gòu)成單元軸流式水輪機(300A或300B)的構(gòu)件部分與構(gòu)成電動機的構(gòu)件部分形成一個整體，由此對單元軸流式水輪機與發(fā)動機起到了加固作用。
全文摘要
一種軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng),它包括:多個單元軸流式水輪機(102,103),這些單元軸流式水輪機沿水流的方向在一流動通道中相互同軸設置,并且具有相應的旋轉(zhuǎn)葉輪(104,106);以及一發(fā)電機(111),該發(fā)電機沿水流方向與多個單元軸流式水輪機(102,103)平行設置,并且由多個單元軸流式水輪機的軸輸出功率驅(qū)動。該結(jié)構(gòu)使批量生產(chǎn)的水輪機可用在帶有諸如各種水壓、各種流速等的各種不同規(guī)格的軸流式水輪機發(fā)電系統(tǒng)中。
文檔編號F03B17/06GK1370257SQ00811858
公開日2002年9月18日 申請日期2000年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月20日
發(fā)明者山形一郎, 本間啟, 清水光一郎, 赤松弘隆, 篠原朗, 中薗昌彥, 木崎康巳, 稻葉裕磨 申請人:東芝綜合工程技術(shù)公司