水力發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的水力發(fā)電裝置具備安裝于水路的上游側(cè)配管（1）及下游側(cè)配管（2），被夾持地設(shè)置于上游側(cè)配管與下游側(cè)配管之間的葉輪殼體（3），配置于葉輪殼體的軸心方向的輪轂（4a、4b、4c），和以可在所述葉輪殼體的軸心周圍旋轉(zhuǎn)的形式容納于所述葉輪殼體內(nèi)的葉輪（5），輪轂沿著葉輪殼體的軸心方向，分割成固定設(shè)置于上游側(cè)配管及下游側(cè)配管的兩個固定輪轂（4a、4c）與嵌合于葉輪的一個旋轉(zhuǎn)輪轂（4b），一方的固定輪轂（4c）中設(shè)置有電樞（70）的同時設(shè)置有在葉輪殼體的軸心方向上貫通的導(dǎo)水管（40），旋轉(zhuǎn)輪轂中設(shè)置有永久磁石勵磁（80）。
【專利說明】
水力發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安裝并使用于水路(大多數(shù)情況、水管)的水力發(fā)電裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]如專利文獻(xiàn)I所公開的那樣，開發(fā)了一種形成為在水車的外側(cè)環(huán)狀地配置有發(fā)電機(jī)部分的結(jié)構(gòu)，且不建造水壩，而將上下水道、小河川、農(nóng)業(yè)用水路、以及工廠排水水路等用于發(fā)電用途在目前還未被活用的存在高低差的水路上安裝并使用的水力發(fā)電裝置。該水力發(fā)電裝置作為干凈的能源供給源的同時，也作為實現(xiàn)在山間等難以設(shè)置來自已建發(fā)電站的送電線的場所的能源自給自足的手段之一而被注意。
[0003]圖17是示出專利文獻(xiàn)I所公開的水力發(fā)電裝置及其冷卻機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的剖視圖。具備有在電樞鐵心305b上卷繞的電樞繞組305a的圓環(huán)狀的定子306，以包圍將安裝在上游側(cè)水路WTl上的上游側(cè)配管310和安裝在下游側(cè)水路WT2上的下游側(cè)配管312接合的殼體308的外周的方式進(jìn)行設(shè)置。又，以包圍圓環(huán)狀的定子306的外周的方式設(shè)置有冷卻電樞繞組305a和電樞鐵心305b的發(fā)熱的冷卻機(jī)構(gòu)315。
[0004]又，在外周上貼著永久磁鐵304且在內(nèi)周上具備比該內(nèi)周更向徑向內(nèi)側(cè)突出的螺旋槳葉片的圓環(huán)狀的轉(zhuǎn)子(葉輪)303，在定子306的內(nèi)側(cè)以可旋轉(zhuǎn)地方式設(shè)置。又，在接合上游側(cè)配管310和下游側(cè)配管312的殼體308的中心軸上，固定設(shè)置有將水流引導(dǎo)至上游側(cè)配管310內(nèi)壁側(cè)的輪轂302。又，將進(jìn)入轉(zhuǎn)子303的水流向適合轉(zhuǎn)子303的螺旋槳葉片的傾斜度的方向進(jìn)行引導(dǎo)的引導(dǎo)葉片301，設(shè)置于輪轂302的外周面和上游側(cè)配管310的內(nèi)壁之間。又，與向轉(zhuǎn)子303的外周中央部凸起的圓環(huán)的兩方的側(cè)表面相對置地設(shè)置有水潤滑軸承307。
[0005]另外，冷卻機(jī)構(gòu)315具備:多次繞圓環(huán)狀的定子306的外周旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行鋪設(shè)的環(huán)管316a，從上游側(cè)配管310繞行后將水供給至環(huán)管316a的流入部的水流入管316b，和使從環(huán)管316a的排出部排出的水返回至下游側(cè)配管312的水排出管316c。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn):
專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-189014號公報。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問題:
以圖17所示的水力發(fā)電裝置的構(gòu)造謀求發(fā)電容量的增加或發(fā)電機(jī)的高密度化時，電流變大且磁場變強(qiáng)，定子306中的電樞繞組305a的銅損耗或電樞鐵心305b的鐵損耗等產(chǎn)生的發(fā)熱量會增加。因此，上述情況下，需要更強(qiáng)力的冷卻機(jī)構(gòu)315。于是，冷卻機(jī)構(gòu)315是具備以多次環(huán)繞圓環(huán)狀的定子306的外周的形式鋪設(shè)的圈管316a等的水路外設(shè)備的結(jié)構(gòu)，因此會導(dǎo)致由于冷卻結(jié)構(gòu)315的大型化或其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化引起的成本提高。
[0008]本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，因此其目的在于提供一種針對伴隨發(fā)電容量的增加或發(fā)電機(jī)的高密度化等的發(fā)熱量增加而可以有效地冷卻的簡易且低成本的帶有冷卻機(jī)構(gòu)的水力發(fā)電裝置。
[0009]解決問題的手段:
為解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的某個實施形態(tài)的安裝并使用于水路的水力發(fā)電裝置如下所述:具備安裝于所述水路的上游側(cè)配管及下游側(cè)配管，被夾持地設(shè)置于所述上游側(cè)配管和所述下游側(cè)配管之間的葉輪殼體，配置于所述葉輪殼體的軸心方向的輪轂，和以可在所述葉輪殼體的軸心周圍旋轉(zhuǎn)的形式容納于所述葉輪殼體內(nèi)的葉輪，所述輪轂被分割成旋轉(zhuǎn)輪轂和至少一個固定輪轂，所述旋轉(zhuǎn)輪轂嵌合于所述葉輪，所述至少一個固定輪轂相對于所述旋轉(zhuǎn)輪轂隔著規(guī)定間隔地固定配置于所述葉輪殼體的軸心方向上，所述至少一個固定輪轂中設(shè)置有電樞，在所述旋轉(zhuǎn)輪轂中以與所述至少一個固定輪轂的所述電樞相對置的形式設(shè)置有永久磁石勵磁或電磁石勵磁，在所述至少一個固定輪轂中設(shè)置有在軸心方向上貫通的導(dǎo)水管。
[0010]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，例如，由于是使設(shè)置有發(fā)電機(jī)的永久磁石勵磁的旋轉(zhuǎn)輪轂與葉輪嵌合，且在與旋轉(zhuǎn)輪轂獨立的固定輪轂上設(shè)置有發(fā)電機(jī)的電樞的結(jié)構(gòu)，因此可獨立地設(shè)計/制作葉輪和發(fā)電機(jī)部分(旋轉(zhuǎn)輪轂、固定輪轂)。該情況下，可與水路的大小無關(guān)地設(shè)置/制作與水路的流量、流速相應(yīng)的適當(dāng)?shù)陌l(fā)電機(jī)部分。
[0011]又，作為水力發(fā)電裝置的冷卻機(jī)構(gòu)，采用了在設(shè)置有電樞的一個固定輪轂或兩個固定輪轂中的一方的固定輪轂上設(shè)置的導(dǎo)水管。在設(shè)置有電樞的一個固定輪轂或兩個固定輪轂中的一方的固定輪轂所限定的空間內(nèi)設(shè)置電樞(例如卷繞電樞鐵心的電樞繞組)，因此在設(shè)置有電樞的固定輪轂的軸心周圍容易積留熱量。因此如上述那樣在設(shè)置有電樞的固定輪轂內(nèi)在軸心方向上貫通導(dǎo)水管的話，則可以有效地冷卻積留于設(shè)置有電樞的固定輪轂的軸心周圍的熱量。特別是，在希望謀求發(fā)電容量的增加或發(fā)電機(jī)的高密度化的情況下，電流變大且磁場變強(qiáng)，因此電樞的銅損耗或鐵損耗等產(chǎn)生的發(fā)熱量會增加。因此，通過貫通固定輪轂內(nèi)的導(dǎo)水管從而有效地冷卻固定輪轂的軸心周圍的發(fā)熱時，伴隨于此可以提高發(fā)電效率，因此能進(jìn)一步降低根據(jù)本發(fā)明的水力發(fā)電裝置的導(dǎo)入成本。
[0012]另，試圖導(dǎo)入現(xiàn)有的水力發(fā)電裝置的冷卻機(jī)構(gòu)時，有必要在設(shè)置有電樞的固定輪轂內(nèi)進(jìn)行冷卻水配管的鋪設(shè)，從而會導(dǎo)致冷卻機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，和水路外設(shè)備的增加。
[0013]根據(jù)上述，能提供一種針對伴隨發(fā)電容量的增加或發(fā)電機(jī)的高密度化等的發(fā)熱量增加而可以有效地冷卻的簡易且低成本的帶有冷卻機(jī)構(gòu)的水力發(fā)電裝置。
[0014]也可以是在所述水力發(fā)電裝置中，具有固定設(shè)置于所述上游側(cè)配管的內(nèi)壁的引導(dǎo)葉片，所述輪轂沿著所述葉輪殼體的軸心方向分割成固定于所述上游側(cè)配管及所述下游側(cè)配管的兩個固定輪轂與嵌合于所述葉輪的一個旋轉(zhuǎn)輪轂，所述一個旋轉(zhuǎn)輪轂中設(shè)置有所述永久磁石勵磁，所述兩個固定輪轂中的一方的固定輪轂中設(shè)置有所述電樞及所述導(dǎo)水管，所述兩個固定輪轂中具有所述導(dǎo)水管的一方的固定輪轂固定設(shè)置于所述下游側(cè)配管的內(nèi)壁，所述兩個固定輪轂中不具有所述導(dǎo)水管的另一方的固定輪轂固定設(shè)置于位于所述上游側(cè)配管的軸心側(cè)的所述弓I導(dǎo)葉片的表面。
[0015]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，與未在下游側(cè)的固定輪轂上設(shè)置導(dǎo)水管的情況相比，將水流從旋轉(zhuǎn)輪轂的外周引導(dǎo)至下游側(cè)的固定輪轂的導(dǎo)水管時，通過旋轉(zhuǎn)輪轂與下游側(cè)的固定輪轂之間的間隙的水流增加，因此可以有效地冷卻設(shè)置于下游側(cè)的固定輪轂的電樞。又，通過僅在設(shè)置有發(fā)電時會發(fā)熱的電樞的下游側(cè)的固定輪轂中設(shè)置有導(dǎo)水管，以此實現(xiàn)簡單且低成本的冷卻機(jī)構(gòu)。
[0016]也可以是在所述水力發(fā)電裝置中，具有將所述葉輪殼體內(nèi)的所述旋轉(zhuǎn)輪轂的外周側(cè)的水流向所述一方的固定輪轂的前側(cè)導(dǎo)水管引導(dǎo)的取水口，所述取水口形成為所述一方的固定輪轂轉(zhuǎn)輪的上游側(cè)的端面的徑比所述旋轉(zhuǎn)輪轂的下游側(cè)的端面的徑長，且使該一方的固定輪轂的上游側(cè)的端面的外周緣部向上游側(cè)彎曲。
[0017]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置取水口，從而可以將葉輪殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)輪轂的外周側(cè)的水流(通過葉輪的水流)更多地引導(dǎo)至下游側(cè)的固定輪轂的導(dǎo)水管，因此進(jìn)一步提高冷卻機(jī)構(gòu)的冷卻性能。
[0018]也可以是在所述水力發(fā)電裝置中，，在具有所述導(dǎo)水管的所述一方的固定輪轂的上游側(cè)的端面上，形成有從該上游側(cè)的端面的外周緣部通過所述電樞之間到達(dá)所述導(dǎo)水管的流入口的給水槽。
[0019]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置給水槽，從而可以增加從葉輪殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)輪轂的外周側(cè)流向下游側(cè)的固定輪轂的導(dǎo)水管的水的流入量。又，通過給水槽可以擴(kuò)大與水接觸的固定輪轂的表面積，因此可以進(jìn)一步提高冷卻機(jī)構(gòu)的冷卻性能。
[0020]也可以是在所述水力發(fā)電裝置中，在所述兩個固定輪轂及所述旋轉(zhuǎn)輪轂中均有所述導(dǎo)水管，所述兩個固定輪轂兩方的導(dǎo)水管與所述旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管以在所述葉輪的軸心方向上同軸的形式配置。
[0021]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，設(shè)置于下游側(cè)的固定輪轂的電樞的周圍除了流有從葉輪殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)輪轂的外周側(cè)繞入的水(通過葉輪的水)之外，還流有通過上游側(cè)的固定輪轂及旋轉(zhuǎn)輪轂的各自的導(dǎo)水管的水，因此能進(jìn)一步提高冷卻機(jī)構(gòu)的冷卻能率。
[0022]也可以是在所述水力發(fā)電裝置中，所述兩個固定輪轂的導(dǎo)水管的徑長于所述旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管的徑。
[0023]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，上游側(cè)的固定輪轂的導(dǎo)水管的徑比旋轉(zhuǎn)輪轂的徑長，借助于此除了從固定輪轂的導(dǎo)水管的排水口流向旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管的流入口的水流之外，還容易產(chǎn)生從固定輪轂的導(dǎo)水管的排水口流向旋轉(zhuǎn)輪轂的外周的葉輪的水流。因此，與葉輪接觸的水流增加，因此可在冷卻機(jī)構(gòu)的冷卻性能的提高的同時謀求發(fā)電效率的提高。
[0024]另一方面，由于下游側(cè)的固定輪轂的導(dǎo)水管的徑比旋轉(zhuǎn)輪轂的徑長，借助于此在下游側(cè)的固定輪轂的導(dǎo)水管中，除了從旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管排出的水流，從旋轉(zhuǎn)輪轂的外周繞入的水流也變得容易被引導(dǎo)。因此，可以增加通過旋轉(zhuǎn)輪轂與下游側(cè)的固定輪轂之間的間隙的水流，并有效地冷卻設(shè)置于下游側(cè)的固定輪轂的電樞。
[0025]也可以是在所述水力發(fā)電裝置中，具有固定設(shè)置于所述上游側(cè)配管的內(nèi)壁的引導(dǎo)葉片，所述輪轂沿著所述葉輪殼體的軸心方向分割成固定于所述上游側(cè)配管的一個固定輪轂與嵌合于所述葉輪的一個旋轉(zhuǎn)輪轂，所述一個旋轉(zhuǎn)輪轂中設(shè)置有所述永久磁石勵磁，所述一個固定輪轂中設(shè)置有所述電樞及所述導(dǎo)水管，所述一個固定輪轂固定設(shè)置于位于所述上游側(cè)配管的軸心側(cè)的所述弓I導(dǎo)葉片的表面。
[0026]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在上游側(cè)配管中通常固定設(shè)置有引導(dǎo)葉片，因此通過引導(dǎo)葉片將設(shè)置有電樞的固定輪轂固定設(shè)置于上游側(cè)配管的結(jié)構(gòu)使水力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)更簡單化。具體而言，通過在引導(dǎo)葉片的內(nèi)部預(yù)先插入電力電纜，可以使設(shè)置于固定輪轂中的電樞所產(chǎn)生的起電力通過所述的電力電纜取出至水路的外部。
[0027]又，通過在固定輪轂與旋轉(zhuǎn)輪轂之間的間隙中產(chǎn)生各輪轂的徑向的水流，借助于此可以擴(kuò)大與水接觸的電樞的表面積，因此進(jìn)一步提高冷卻機(jī)構(gòu)的冷卻性能。
[0028]也可以是在所述水力發(fā)電裝置中，在所述一個固定輪轂及所述一個旋轉(zhuǎn)輪轂中均具有所述導(dǎo)水管，所述一個固定輪轂的導(dǎo)水管與所述一個旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管以在所述葉輪殼體的軸心方向上同軸的形式配置。
[0029]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過位于上游側(cè)的固定輪轂內(nèi)的導(dǎo)水管的水被平穩(wěn)地引導(dǎo)至位于下游側(cè)的旋轉(zhuǎn)輪轂內(nèi)的導(dǎo)水管，因此可以增加設(shè)置于固定輪轂的電樞的周圍流動的水量，并可以有效地冷卻該電樞。
[0030]也可以是在所述水力發(fā)電裝置中，所述一個固定輪轂的導(dǎo)水管的徑長于所述旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管的徑。
[0031]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過使位于上游側(cè)的固定輪轂的導(dǎo)水管的徑比位于下游側(cè)的旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管的徑長，以此除了從固定輪轂的導(dǎo)水管的排水口流向旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管的流入口的水流之外，還易產(chǎn)生從固定輪轂的導(dǎo)水管的排水口流向旋轉(zhuǎn)輪轂的外周的葉輪的水流。因此，與葉輪接觸的水流增加，因此可在冷卻機(jī)構(gòu)的冷卻性能的提高的同時謀求發(fā)電效率的提聞。
[0032]也可以是在所述水力發(fā)電裝置中，具有將從所述一個固定輪轂的導(dǎo)水管排出的水流向所述旋轉(zhuǎn)輪轂的外周側(cè)的所述葉輪引導(dǎo)的排水口，所述排水口形成為使所述一個固定輪轂的下游側(cè)的端面的外周緣部向下游側(cè)彎曲，并使所述旋轉(zhuǎn)輪轂的上游側(cè)的端面的外周緣部向下游側(cè)彎曲。
[0033]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置有排水口以使與葉輪內(nèi)周的螺旋槳葉片接觸的水流不被擾動。即，可以實現(xiàn)不損失水力發(fā)電裝置的發(fā)電特性的簡單且低成本的冷卻機(jī)構(gòu)。
[0034]也可以是在所述水力發(fā)電裝置中，所述輪轂沿著所述葉輪殼體的軸心方向分割成固定于所述上游側(cè)配管及所述下游側(cè)配管的兩個固定輪轂與嵌合于所述葉輪的一個旋轉(zhuǎn)輪轂，所述一個旋轉(zhuǎn)輪轂中設(shè)置有所述永久磁石勵磁，所述兩個固定輪轂的兩方中設(shè)置有所述電樞，所述兩個固定輪轂的兩方與所述旋轉(zhuǎn)輪轂具有在軸心方向上貫通的導(dǎo)水管，所述兩個固定輪轂兩方的導(dǎo)水管與所述旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管以在所述葉輪殼體的軸心方向上同軸的形式配置。
[0035]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，在分別固定設(shè)置于上游側(cè)配管及下游側(cè)配管的兩個固定輪轂的兩方中設(shè)置電樞，因此可以使發(fā)電容量變得更大。此外，由于兩個固定輪轂的導(dǎo)水管及旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管配置于同軸上，從而可以將通過上游側(cè)的固定輪轂內(nèi)的導(dǎo)水管的水平穩(wěn)地引導(dǎo)至旋轉(zhuǎn)輪轂及下游側(cè)的固定輪轂內(nèi)的各自的導(dǎo)水管中，因此可以增加在設(shè)置于上游側(cè)的固定輪轂的電樞及設(shè)置于下游側(cè)的固定輪轂的電樞的周圍流動的水量，并可以有效地冷卻這些電樞。
[0036]在所述水力發(fā)電裝置中，所述輪轂沿著所述葉輪殼體的軸心方向分割成固定于所述上游側(cè)配管及所述下游側(cè)配管的兩個固定輪轂與嵌合于所述葉輪的一個旋轉(zhuǎn)輪轂，所述兩個固定輪轂中的一方的固定輪轂中設(shè)置有勵磁調(diào)整器和將從所述勵磁調(diào)整器輸出的交流電力進(jìn)行送電的送電繞組，所述一個旋轉(zhuǎn)輪轂中設(shè)置有與所述送電繞組對置設(shè)置的受電繞組，在所述受電繞組中整流受電的交流電力的整流器，和通過從所述整流器輸出的直流電力進(jìn)行勵磁的電磁石勵磁，所述兩個固定輪轂中的另一方的固定輪轂中設(shè)置有與所述電磁石勵磁對置配置的電樞，所述兩個固定輪轂兩方與所述旋轉(zhuǎn)輪轂具有在軸心方向上貫通的導(dǎo)水管，所述兩個固定輪轂的兩方的導(dǎo)水管與所述旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管以在所述葉輪殼體的軸心方向上同軸的形式配置。
[0037]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，形成為電磁石勵磁式的同期發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)而不是永久磁石勵磁式，因此在增加發(fā)電容量的情況下，可以不使用與電磁石勵磁相比較高價的永久磁石勵磁。又，通過勵磁調(diào)整可以對應(yīng)任意的發(fā)電容量，可以不必設(shè)計/制作對應(yīng)各個發(fā)電容量的水力發(fā)電裝置。又，上游側(cè)的固定輪轂、旋轉(zhuǎn)輪轂、及下游側(cè)的固定輪轂中設(shè)置有熱源(送電繞組、受電繞組、電磁石勵磁、電樞)，因此通過將貫通各輪轂內(nèi)的導(dǎo)水管配置于同軸上，以此可以有效地冷卻積留在各輪轂的軸心周圍的熱量。
[0038]發(fā)明效果:
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種針對伴隨發(fā)電容量的增加與發(fā)電機(jī)的高密度化等的發(fā)熱量增加而可以有效地冷卻的簡易且低成本的帶有冷卻機(jī)構(gòu)的水力發(fā)電裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)I的安裝并使用于水路的水力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)例的剖視圖；
圖2是示出設(shè)置于圖1所示的水力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子的永久磁石勵磁的設(shè)置例及設(shè)置于圖1所示的水力發(fā)電裝置的定子的電樞的設(shè)置例的圖；
圖3是示意地示出水力發(fā)電裝置的定子內(nèi)的熱分布的圖；
圖4是示出向設(shè)定于圖1所示的水力發(fā)電裝置的定子的導(dǎo)水管進(jìn)行引導(dǎo)的水流的圖； 圖5是示出本發(fā)明的實施形體I中的取水口的設(shè)置例的圖；
圖6是示出本發(fā)明的實施形態(tài)I中的給水槽的設(shè)置例的圖；
圖7A是示出本發(fā)明的實施形態(tài)I中的給水槽的其他的設(shè)置例的圖；
圖7B是示出在設(shè)置有圖7A所示的給水槽的固定輪轂的導(dǎo)水管內(nèi)流入水的狀態(tài)的圖； 圖8是示出本發(fā)明的實施形態(tài)I中的所有輪轂通過導(dǎo)水管貫通的設(shè)置例的圖；
圖9是示出本發(fā)明的實施形態(tài)I中的所有輪轂通過導(dǎo)水管貫通的其他設(shè)置例的圖；
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)2的安裝并使用于水路的水力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)例的剖視圖；
圖11是示出本發(fā)明的實施形態(tài)2中的所有輪轂通過導(dǎo)水管貫通的設(shè)置例的圖；
圖12是示出本發(fā)明的實施形態(tài)2的所有輪轂通過導(dǎo)水管貫通的其他設(shè)置例的圖；
圖13是示出本發(fā)明的實施形態(tài)2中的排水口的設(shè)置例的圖；
圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)3的安裝并使用于水路的水力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)例的剖視圖；
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)4的安裝并使用于水路的水力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)例的剖視圖；
圖16是示出圖15所示的水力發(fā)電裝置的兩個固定輪轂及一個旋轉(zhuǎn)輪轂內(nèi)的結(jié)構(gòu)例的框圖；
圖17是示出現(xiàn)有的水力發(fā)電裝置及其冷卻結(jié)構(gòu)的剖視圖。

【具體實施方式】
[0040]以下，對照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施形態(tài)進(jìn)行說明。另，以下所有附圖中相同或相當(dāng)?shù)囊貥?biāo)以相同的符號，并且省略其重復(fù)的說明。
[0041](實施形態(tài)I)
[水力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)例]
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)I的安裝并使用于水路的水力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。圖2是示出設(shè)置于圖1所示水力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子(下述的旋轉(zhuǎn)輪轂4b)的永久磁石勵磁的設(shè)置例及設(shè)置于圖1所示水力發(fā)電裝置的定子(下述的固定輪轂4c)的電樞的設(shè)置例的圖。圖3是示意地示出水力發(fā)電裝置的定子內(nèi)的熱分布的圖。圖4是示出向設(shè)定于圖1所示的水力發(fā)電裝置的定子的導(dǎo)水管進(jìn)行引導(dǎo)的水流的圖。
[0042]圖1所示的水力發(fā)電裝置100具備有:安裝(連接)于上游側(cè)水路WTl的上游側(cè)配管1，安裝(連接)于下游側(cè)水路WT2的下游側(cè)配管2，夾裝于上游側(cè)配管I與下游側(cè)配管2之間的圓環(huán)形狀的葉輪殼體3，配置于葉輪殼體3的軸心方向且在上游側(cè)配管I的內(nèi)壁方向上引導(dǎo)水流并增加流速的流線形狀的輪轂(4a、4b、4c)，以可在葉輪殼體3的軸心周圍旋轉(zhuǎn)的形式收容于葉輪殼體3內(nèi)的圓環(huán)形狀的葉輪5，固定設(shè)置于上游側(cè)配管I的內(nèi)壁的引導(dǎo)葉片6a、和固定設(shè)置于下游側(cè)配管2的內(nèi)壁的輪轂固定構(gòu)件6b。另，配設(shè)有從葉輪5的徑向內(nèi)側(cè)突出的多個螺旋槳葉片，引導(dǎo)葉片6a起到將水流向適合葉輪5的多個螺旋槳葉片的傾斜度的方向進(jìn)行引導(dǎo)的作用。
[0043]如圖1所示，流線形狀的輪轂(4a、4b、4c)在葉輪殼體3的軸心方向上三段分割為固定于上游側(cè)配管I的一個輪轂(以下，稱為固定輪轂)4a、嵌合于葉輪5的圓形狀的開口部的一個輪轂(以下稱為旋轉(zhuǎn)輪轂)4b、以及固定于下游側(cè)配管2的一個輪轂(以下，稱為固定輪轂)4c。而且，固定輪轂4c中設(shè)置有電樞70，旋轉(zhuǎn)輪轂4b中設(shè)置有與電樞70對置配置的具有多個磁極的永久磁石勵磁80。具體而言，固定輪轂4a固定設(shè)置于位于上游側(cè)配管I的軸心側(cè)的引導(dǎo)葉片6a的表面，借助于此，固定輪轂4a形成為通過引導(dǎo)葉片6a固定于上游側(cè)配管I的內(nèi)壁的狀態(tài)。又，旋轉(zhuǎn)輪轂4b通過嵌合于葉輪5的圓形狀的開口部，以此形成為可與葉輪5 —體地旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。又，固定輪轂4c固定設(shè)置于位于下游側(cè)配管2的軸心側(cè)的輪轂固定構(gòu)件6b的表面，借助于此，固定輪轂4c形成為通過輪轂固定構(gòu)件6b固定于下游側(cè)配管2的內(nèi)壁的狀態(tài)。
[0044]圖2中示出構(gòu)成旋轉(zhuǎn)輪轂4b中的永久磁石勵磁80的永久磁石8及層疊電磁鋼板9的設(shè)置例，以及構(gòu)成固定輪轂4c中的電樞70的電樞繞組7a及電樞鐵心7b的設(shè)置例。
[0045]圖2中作為永久磁石8及層疊電磁鋼板9的設(shè)置例，從圓柱形狀的旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外軸側(cè)面觀察的配置與從旋轉(zhuǎn)輪轂4b的圓形狀的截面觀察的配置通過虛線映射(mapping)ο從旋轉(zhuǎn)輪轂4b的圓形狀的截面觀察,旋轉(zhuǎn)輪轂4b的內(nèi)部埋設(shè)有形成了多個磁極的永久磁石8。另，從旋轉(zhuǎn)輪轂4b的截面觀察，位于內(nèi)側(cè)的永久磁石8的兩平面上貼付有多個圓形狀的電磁鋼板層疊形成的層疊電磁鋼板9。永久磁石8的磁極的類型是在每個磁極中設(shè)有空隙地分離配置兩組的N極/S極的四極型。其他也可以采用設(shè)有空隙地分離配置一組的N極/S極的兩極型，在每個磁極中設(shè)有空隙地分離配置四組的N極/S極的八極型，或在每個磁極中不設(shè)有空隙地環(huán)狀地連續(xù)配置四組的N極/S極的環(huán)型形狀的永久磁石，圓狀的層疊電磁鋼板9的情況下，也可以采用在每個磁極中不設(shè)有空隙地沿著層疊電磁鋼板9的圓周方向連續(xù)配置四組的扇狀的N極/S極的的圓柱型形狀的永久磁石。另，極數(shù)由規(guī)格決定，因此不限于如上述那樣示例的極數(shù)。
[0046]又，圖2中，作為電樞繞組7a及電樞鐵心7b的設(shè)置例，從圓頂形狀的固定輪轂4c的外周側(cè)面觀察的配置與從固定輪轂4c的圓形狀的截面觀察的配置通過虛線映射。固定輪轂4c的圓形狀的截面上，沿著該圓形狀的截面的圓周方向等間隔(例如60度的間隔)地分離設(shè)置有多個(六個)電樞繞組7a。又，卷繞有電樞繞組7a的電樞鐵心7b的平面形狀為圓形狀。其他也可以采用形成為扇形或長方形的平面形狀的電樞鐵心。另，電樞繞組7a及電樞鐵心7b的個數(shù)由規(guī)格決定，因此不限于如上述那樣示例的個數(shù)。又，電樞70不限于在電樞鐵心7b的外周卷繞電樞繞組7a的形態(tài)，也可以是沒有電樞鐵心7b的空心的電樞繞組7a的形態(tài)。
[0047]又，圖1所示水力發(fā)電裝置100在葉輪5的外周部具備有水潤滑軸承30a、30b。水輪滑軸承30a、30b是利用在水路中流動的水進(jìn)行潤滑的軸承，并具備葉輪5的完全不接觸，振動及噪音的抑制，以及無需油等的特征。另，與葉輪5的外周曲面的滑動面上熱噴涂有陶瓷。另外也可以是水潤滑軸承30a、30b由陶瓷固體形成。
[0048]此外，圖1所示的水力發(fā)電裝置，在設(shè)置有電樞70的固定輪轂4c內(nèi)具備有在固定輪轂4c的軸心方向上貫通的導(dǎo)水管40。如圖2所示，在固定輪轂4c的圓形狀的截面的有限空間內(nèi)高密度地設(shè)置有構(gòu)成電樞70的電樞繞組7a及電樞鐵心7b，因此在固定輪轂4c的軸心周圍容易積留熱量。圖3是示意地示出水力發(fā)電裝置的固定輪轂4c內(nèi)的熱分布的圖。具體而言，陰影越深表示溫度越高。因此，為了有效地冷卻在設(shè)置有電樞70的固定輪轂4c的軸心周圍積留的熱量，在設(shè)置有電樞70的固定輪轂4c內(nèi)具備有在軸心方向上貫通的導(dǎo)水管40。
[0049]另，如圖4所示，通過位于旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周的葉輪的水流通過旋轉(zhuǎn)輪轂4b與固定輪轂4c之間的間隙，進(jìn)而被弓I導(dǎo)向固定輪轂4c的導(dǎo)水管40的流入口。因此，與未設(shè)置有導(dǎo)水管40的情況相比，設(shè)置于固定輪轂4c的電樞70與水流接觸的面積增加了與導(dǎo)水管40相接的面積的量。
[0050]具備以上說明的結(jié)構(gòu)的水力發(fā)電裝置100是將設(shè)置有發(fā)電機(jī)的永久磁石勵磁80的旋轉(zhuǎn)輪轂4b嵌合于葉輪5，且是在與旋轉(zhuǎn)輪轂4b相獨立的固定輪轂4c中設(shè)置有發(fā)電機(jī)的電樞70的結(jié)構(gòu)，可以獨立地設(shè)計/制造葉輪5與發(fā)電機(jī)部分(旋轉(zhuǎn)輪轂4b、固定輪轂4c )。因此，可與水路的大小無關(guān)地設(shè)置/制作與水路的流量、流速相應(yīng)的適當(dāng)?shù)陌l(fā)電機(jī)部分。
[0051]又，作為水力發(fā)電裝置100的冷卻機(jī)構(gòu)，采用了在設(shè)置有電樞70的固定輪轂4c內(nèi)在固定輪轂4c的軸心方向上貫通的導(dǎo)水管40。借助于此，可以有效地冷卻在設(shè)置有電樞70的固定輪轂4c的軸心周圍積留的熱量。特別是，在希望謀求發(fā)電容量的增加或發(fā)電機(jī)的高度密度化的情況下，電流大且勵磁強(qiáng)，所以會增加因電樞繞組7a的銅損耗或電樞鐵心7b的鐵損耗等引起的發(fā)熱量。因此通過貫通固定輪轂4c內(nèi)的導(dǎo)水管40可以有效地冷卻固定輪轂4c的軸心周圍的發(fā)熱，同時可以增加發(fā)電效率，所以可以進(jìn)一步降低根據(jù)本發(fā)明的水力發(fā)電裝置的導(dǎo)入成本。
[0052]又，水力發(fā)電裝置100與在固定輪轂4c內(nèi)不設(shè)置導(dǎo)水管40的情況相比，從旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周向固定輪轂4c的引導(dǎo)管40引導(dǎo)水流時，會增加通過旋轉(zhuǎn)輪轂4b與固定輪轂4c之間的間隙的水流，可以更有效地冷卻設(shè)置于固定輪轂4c的電樞繞組7a及電樞鐵心7b的表面。
[0053]又，通過僅在設(shè)置有發(fā)電時發(fā)熱的電樞70的固定輪轂4c中設(shè)置導(dǎo)水管，以此可以實現(xiàn)簡單且低成本的冷卻機(jī)構(gòu)。
[0054]根據(jù)以上，可以實現(xiàn)針對伴隨發(fā)電容量的增加或發(fā)電機(jī)的高密度化等的發(fā)熱量增加而可以有效地冷卻的簡易卻低成本的帶有冷卻機(jī)構(gòu)的水力發(fā)電裝置。
[0055][取水口的設(shè)置例]
圖5是示出本發(fā)明的實施形態(tài)I中的取水口的設(shè)置例的圖。如圖5所示，圖1所示的水力發(fā)電裝置100中，設(shè)有將葉輪殼體3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周側(cè)的水流向固定輪轂4c的導(dǎo)水管40進(jìn)行引導(dǎo)的取水口 50。另，取水口 50形成為固定輪轂4c的上游側(cè)(設(shè)置有電樞70側(cè))的端面的徑r2比旋轉(zhuǎn)輪轂4b的下游側(cè)(設(shè)置有永久磁石勵磁80側(cè))的端面的徑rl長，且固定輪轂4c的上游側(cè)的端面的外周緣部向上游側(cè)彎曲。另，取水口 50的形狀不限于圖5所示的形狀，只要是容易地將葉輪殼體3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周側(cè)的水流向固定輪轂4c的導(dǎo)水管40進(jìn)行引導(dǎo)的形狀即可。
[0056]通過設(shè)置像上述那樣的向固定輪轂4c的導(dǎo)水管40引導(dǎo)水流的取水口 50，以此可以通過固定輪轂4c的導(dǎo)水管40更多地引導(dǎo)葉輪殼體3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周側(cè)的水流(通過葉輪5的水流)，因此可以進(jìn)一步提高水力發(fā)電裝置100的冷卻性能。
[0057][給水槽的設(shè)置例]
圖6是示出本發(fā)明的實施形態(tài)I中的給水槽的設(shè)置例的圖。
[0058]如圖6所示，圖1所示水力發(fā)電裝置100中，在具有導(dǎo)水管40的固定輪轂4c的上游側(cè)的端面中形成有從其外周緣部通過電樞70之間到達(dá)導(dǎo)水管40的流入口的給水管60。另，圖6所示的給水槽60的長度方向的形狀(軌跡)為直線狀。換而言之，圖6所示的給水槽60，從固定輪轂4c的上游側(cè)的端面觀察時，從導(dǎo)水管40的流入口以放射線狀且筆直地形成。又，圖6所示的給水槽60形成為，為了向?qū)?0的流入口平穩(wěn)地且大量地引導(dǎo)水流，而從固定輪轂4c的上游側(cè)的端面的外周緣側(cè)向?qū)?0的流入口漸漸加深槽的深度，并使導(dǎo)水管40的流入口附近的槽的深度為最大。
[0059]圖7A是示出本發(fā)明的實施形態(tài)I中的給水槽的其他設(shè)置例的圖。圖6所示的給水槽60的長度方向的形狀為直線狀，但圖7A所示的給水槽62的長度方向的形狀(軌跡)為螺旋狀。換而言之，圖7A所示的給水槽62，從固定輪轂4c的上游側(cè)的端面觀察時，從導(dǎo)水管40的流入口以放射線狀且彎曲地形成。又，與圖6所示的給水槽60同樣地形成為，為了向?qū)?0的流入口平穩(wěn)地且大量地引導(dǎo)水流，而從固定輪轂4c的上游側(cè)的端面的外周緣側(cè)向?qū)?0的流入口漸漸加深槽的深度，并使導(dǎo)水管40的流入口附近的槽的深度為最大。圖7B是示出向設(shè)置有圖7A所示的給水槽的固定輪轂的導(dǎo)水管內(nèi)流入水的狀態(tài)的圖。
[0060]另，不限制圖6、圖7A所示的給水槽60、62的長度方向的形狀(軌跡)或挖掘方法(使槽的深度變化的方法)，只要是向?qū)?0的流入口平穩(wěn)地且大量地引導(dǎo)水流，則可以采用各種各樣的長度方向的形狀及挖掘方法。
[0061]通過設(shè)置如上述那樣的直線狀或螺旋狀的給水槽(60、62)，以此與不設(shè)置給水槽(60、62)的情況相比，可以增加從葉輪殼體3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周側(cè)流向固定輪轂4c的導(dǎo)水管40的水的流入量。又，通過給水槽(60、62)可以增加與水接觸的固定輪轂4c的表面積。因此，可以進(jìn)一步提高水力發(fā)電裝置100的冷卻性能。
[0062]又，通過設(shè)置給水槽(60、62 )，即使旋轉(zhuǎn)輪轂4b與固定輪轂4c之間的間隙狹小，也可以容易地得到流向固定輪轂4c的導(dǎo)水管40的充足的水的流入量。因此，縮短旋轉(zhuǎn)輪轂4b的永久磁石勵磁80與固定輪轂4c的電樞70的對置距離即可，因此泄露的磁通量隨之減少，可以進(jìn)一步提高水力發(fā)電裝置100的發(fā)電效率。
[0063]另，圖1所示的水力發(fā)電裝置100中，如果兼具如圖5所示那樣的取水口(50)與如圖6、7A所示那樣的給水槽(60、62)，則與僅具備取水口(50)與給水槽(60、62)中任意一方的情況相比，可以進(jìn)一步增加從葉輪殼體3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周側(cè)流向固定輪轂4c的導(dǎo)水管40的水的流入量。借助于此，可以進(jìn)一步提高水力發(fā)電裝置100的冷卻性能。
[0064][所有輪轂被導(dǎo)水管貫通的設(shè)置例]
圖8是示出本發(fā)明的實施形態(tài)I中的所有輪轂被導(dǎo)水管貫通的設(shè)置例的圖。
[0065]如圖8所示，圖1所示的水力發(fā)電裝置100中，不限于設(shè)置有電樞70的固定輪轂4c，固定輪轂4a及旋轉(zhuǎn)輪轂4b內(nèi)也可以具備在各自的軸心方向上貫通的導(dǎo)水管41、42。又，固定輪轂4a的導(dǎo)水管41、旋轉(zhuǎn)輪轂4b的導(dǎo)水管42及固定輪轂4c的導(dǎo)水管40以在葉輪殼體3的軸心方向上同軸的形式配置。另，圖8所示水力發(fā)電裝置100的其他的結(jié)構(gòu)與圖1所示的水力發(fā)電裝置100的結(jié)構(gòu)相同。
[0066]如上所述，如果所有輪轂(4a、4b、4c)被導(dǎo)水管(41、42、40)貫通，則在設(shè)置于固定輪轂4c的電樞70中，除了從葉輪殼體3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周側(cè)繞入的水(通過葉輪5的水)之外，還容易與通過固定輪轂4a及旋轉(zhuǎn)輪轂4b的各自的導(dǎo)水管41、42的水接觸，因此能進(jìn)一步提高水力發(fā)電裝置100的冷卻性能。另，從上游側(cè)配管I通過固定輪轂4a的外周的水流，使葉輪5旋轉(zhuǎn)后，向著下游側(cè)配管2的固定輪轂4c的外周通過。此時，根據(jù)伯努利原理，下游側(cè)配管2中流動的水流的壓力比上游側(cè)配管I中流動的水流的壓力低，因此即使不設(shè)置特別的循環(huán)機(jī)構(gòu)，也可以將水從上游側(cè)配管I向下游側(cè)配管2壓送至所有的輪轂(4a、4b、4c)的導(dǎo)水管(41、42、40)。
[0067]圖9是示出本發(fā)明的實施形態(tài)I中的所有輪轂通過導(dǎo)水管貫通的其他設(shè)置例的圖。
[0068]如圖9所示，圖1所示的水力發(fā)電裝置100中，固定輪轂4a的導(dǎo)水管41的徑設(shè)置得比旋轉(zhuǎn)輪轂4b的導(dǎo)水管42的徑長。借助于此，除了從固定輪轂4a的導(dǎo)水管41的排水口流向旋轉(zhuǎn)輪轂4b的導(dǎo)水管42的流入口的水流之外，還容易產(chǎn)生從固定輪轂4a的導(dǎo)水管41的排水口流向旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周的葉輪5的水流。因此，作為接觸葉輪5的水流，除了從上游向下游通過固定輪轂4a的外周的通常水流之外，還增加有通過固定輪轂4a與旋轉(zhuǎn)輪轂4b之間的間隙的水流，因此如在圖14、圖15中后述的那樣，在固定輪轂4a與旋轉(zhuǎn)輪轂4b之間設(shè)置有電樞等時，可以同時謀求冷卻性能的提聞與發(fā)電效率的提聞。
[0069]另一方面，將固定輪轂4c的導(dǎo)水管40的徑設(shè)定得比旋轉(zhuǎn)輪轂4b的導(dǎo)水管42的徑長。借助于此，固定輪轂4c的導(dǎo)水管40中除了從旋轉(zhuǎn)輪轂4b的導(dǎo)水管42排出的水流之外，也容易引導(dǎo)從旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周繞入的水流。因此，可以增加通過旋轉(zhuǎn)輪轂4b與固定輪轂4c間的間隙的水流，可以有效地冷卻設(shè)置于固定輪轂4c的電樞70。
[0070]另，作為如圖8及圖9所示的水力發(fā)電裝置100的變形例，通過至少具備如圖5所示那樣的取水口(50)與如圖6、圖7A所示那樣的給水槽(60、62)中的任意一方，以此可以進(jìn)一步增加從葉輪殼體3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周側(cè)流向固定輪轂4c的導(dǎo)水管40的水的流入量。借助于此，可以進(jìn)一步提高水力發(fā)電裝置100的冷卻性能。
[0071]又，作為圖9所示水力發(fā)電裝置100的變形例，雖然詳情后述，但也可以設(shè)置圖13所示的排水口 90。借助于此，可以增加與葉輪5接觸的水流的同時抑制水流的擾動，可以實現(xiàn)不損失圖9所示水力發(fā)電裝置100的發(fā)電特性的簡單且低成本的冷卻機(jī)構(gòu)。
[0072](實施形態(tài)2)
[水力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)例]
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)2的安裝并使用于水路的水力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。
[0073]圖10所示水力發(fā)電裝置101中，流線形狀的輪轂(4a、4b)在葉輪殼體3的軸心方向上被兩段分割為通過引導(dǎo)葉片6固定于上游側(cè)配管I的一個固定輪轂4a與嵌合于葉輪5的圓形狀的開口部的一個旋轉(zhuǎn)輪轂4b。而且，固定輪轂4a中設(shè)置有電樞70并設(shè)定有在固定輪轂4a的軸心方向上貫通的導(dǎo)水管41，旋轉(zhuǎn)輪轂4b中設(shè)置有具有與電樞70對置配置的多個磁極的永久磁石勵磁80。另，引導(dǎo)葉片6內(nèi)設(shè)置有引入電力電纜的貫通孔，且設(shè)置于固定輪轂4a的電樞70所產(chǎn)生的起電力被引導(dǎo)葉片6內(nèi)的電力電纜取出至水路的外部。像這樣，上游側(cè)配管I中通常固定設(shè)置有引導(dǎo)葉片6，因此將設(shè)置有電樞70的固定輪轂4a通過引導(dǎo)葉片6固定設(shè)置于上游側(cè)配管I會使水力發(fā)電裝置101的結(jié)構(gòu)更簡單化。
[0074]具備以上說明的結(jié)構(gòu)的水力發(fā)電裝置101起到與圖1所示的水力發(fā)電裝置100相同的效果。
[0075]具體是將設(shè)置有永久磁石勵磁80的旋轉(zhuǎn)輪轂4b嵌合于葉輪5且在固定輪轂4a中設(shè)置有電樞70的結(jié)構(gòu)，可以獨立設(shè)計/制作葉輪5與發(fā)電機(jī)部分(旋轉(zhuǎn)輪轂4b、固定輪轂4a)。借助于此，可與水路的大小無關(guān)地設(shè)置/制作與水路的流量、流速相應(yīng)的適當(dāng)?shù)陌l(fā)電機(jī)部分。
[0076]又，作為水力發(fā)電裝置101的冷卻機(jī)構(gòu)，采用了在設(shè)置有電樞70的固定輪轂4a內(nèi)在固定輪轂4a的軸心方向上貫通的導(dǎo)水管41。借助于此，可以有效地冷卻在設(shè)置有電樞70的固定輪轂4a的軸心周圍積留的熱量。特別是在希望謀求發(fā)電容量的增加或發(fā)電機(jī)的高密度化時，電流變大且磁場變強(qiáng)，所以因構(gòu)成電樞70的電樞繞組7a的銅損耗或電樞鐵心7b的鐵損耗等引起的發(fā)熱量會增加。因此，如果能通過貫通固定輪轂4a內(nèi)的導(dǎo)水管41有效地冷卻固定輪轂4a的軸心周圍的發(fā)熱，則可以提高發(fā)電效率，因此能進(jìn)一步降低根據(jù)本發(fā)明的水力發(fā)電裝置的導(dǎo)入成本。
[0077]又，通過僅在設(shè)置有發(fā)電時會發(fā)熱的電樞70的固定輪轂4a中設(shè)置導(dǎo)水管41，以此實現(xiàn)簡單且低成本的冷卻機(jī)構(gòu)。
[0078]又，通過在固定輪轂4a與旋轉(zhuǎn)輪轂4b之間的間隙中產(chǎn)生各輪轂的徑向的水流，以此擴(kuò)大與水接觸的電樞70的表面積，因此可以進(jìn)一步提聞冷卻性能。
[0079]根據(jù)以上可以實現(xiàn)針對伴隨發(fā)電容量的增加或發(fā)電機(jī)的高密度化等的發(fā)熱量增加而可以有效地冷卻的簡易且低成本的帶有冷卻機(jī)構(gòu)的水力發(fā)電裝置101。
[0080][所有輪轂被導(dǎo)水管貫通的設(shè)置例]
圖11是示出本發(fā)明的實施形態(tài)2中的所有輪轂被導(dǎo)水管貫通的設(shè)置例的圖。
[0081]圖11所示的水力發(fā)電裝置101中，不限于設(shè)置有電樞70的固定輪轂4c，旋轉(zhuǎn)輪轂4b內(nèi)也具備在旋轉(zhuǎn)輪轂4b的旋轉(zhuǎn)方向上貫通的導(dǎo)水管42。又，固定輪轂4a的導(dǎo)水管41與旋轉(zhuǎn)輪轂4b的導(dǎo)水管42以在葉輪殼體3的軸心方向上同軸的形式配置。
[0082]如上述那樣，如果所有輪轂(4a、4b)被導(dǎo)水管(41、42)貫通，則可以將通過位于上游側(cè)固定輪轂4a內(nèi)的導(dǎo)水管41的水平穩(wěn)地引導(dǎo)至位于下游側(cè)的旋轉(zhuǎn)輪轂4b內(nèi)的導(dǎo)水管42，因此可以增加在設(shè)置于固定輪轂4a的電樞70的周圍流動的水量，可以有效地冷卻電樞70。
[0083]圖12是示出本發(fā)明的實施形態(tài)2中的所有輪轂被導(dǎo)水管貫通的其他設(shè)置例的圖。
[0084]圖11所示的設(shè)置例中，位于上游側(cè)的固定輪轂4a內(nèi)的導(dǎo)水管41的徑與位于下游側(cè)的旋轉(zhuǎn)輪轂4b內(nèi)的導(dǎo)水管42的徑長度相同，但圖12所示的設(shè)置例中，位于上游側(cè)的固定輪轂4a內(nèi)的導(dǎo)水管41的徑長于位于下游側(cè)的旋轉(zhuǎn)輪轂4b內(nèi)的導(dǎo)水管42的徑。借助于此，除了從固定輪轂4a的導(dǎo)水管41的排水口流向旋轉(zhuǎn)輪轂4b的導(dǎo)水管42的流入口的水流之外，也會產(chǎn)生從固定輪轂4a的導(dǎo)水管41的排水口流向旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周的葉輪5的水流。因此，作為與葉輪5接觸的水流，除了有從上游向下游通過固定輪轂4a的外周的通常的水流之外，還增加有通過固定輪轂4a與旋轉(zhuǎn)輪轂4b之間的間隙的水流，因此可以同時謀求冷卻性能的提聞與發(fā)電小路的提聞。
[0085]圖13是示出本發(fā)明的實施形態(tài)2中的排水口的設(shè)置例的圖。
[0086]如圖13所示那樣，圖12所示的水力發(fā)電裝置101中，具備向旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周側(cè)的葉輪5引導(dǎo)從固定輪轂4a的導(dǎo)水管41排出的水流的排水口 90。排水口 90以使固定輪轂4a的下游側(cè)的端面的外周緣部91向下游側(cè)彎曲，且使旋轉(zhuǎn)輪轂4b的上游側(cè)的端面的外周緣部92向下游側(cè)彎曲地形成。借助于此，通過固定輪轂4a與旋轉(zhuǎn)輪轂4b之間的間隙的水流根據(jù)排水口 90的彎曲的程度將軌道向下游側(cè)彎曲后從排水口 90排出。
[0087]另，固定輪轂4a的導(dǎo)水管41的徑長于旋轉(zhuǎn)輪轂4b的導(dǎo)水管42的徑時，葉輪5中除了從上游向下游通過固定輪轂4a的外周的通常的水流之外，還與通過固定輪轂4a與旋轉(zhuǎn)輪轂4b之間的間隙的水流接觸。此時，通過固定輪轂4a的外周的通常的水流與通過固定輪轂4a與旋轉(zhuǎn)輪轂4b之間的間隙的水流容易互相干擾并產(chǎn)生從下游側(cè)向上游側(cè)逆流的水流的擾動。因此，通過排水口 90將通過固定輪轂4a與旋轉(zhuǎn)輪轂4b之間的間隙的水流將軌道向下游側(cè)彎曲后從排水口 90排出，且以抑制與通過固定輪轂4a的外周的水流之間的干擾而合流的形式進(jìn)行考慮，以此可以抑制與葉輪5接觸的水流的擾動。其結(jié)果是可以實現(xiàn)不損失水力發(fā)電裝置101的發(fā)電特性的簡單且低成本的冷卻機(jī)構(gòu)。
[0088](實施形態(tài)3)
圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)3的安裝并使用于水路的水力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。
[0089]圖14所示的水力發(fā)電裝置102與圖1所示的水力發(fā)電裝置100相同，流線形狀的輪轂被三段分割成兩個圓頂形狀的固定輪轂(4a、4c)與一個圓柱形狀的旋轉(zhuǎn)輪轂4b。但是，其不同點是:在固定輪轂(4a、4c)的兩方中設(shè)置有電樞(70a、70b)，且在旋轉(zhuǎn)輪轂4b中設(shè)置有與固定輪轂4a的電樞70a對置配置的多個磁極的永久磁石勵磁80a和與固定輪轂4c的電樞70b對置配置的多個磁極的永久磁石勵磁80b。又，圖14所示的水力發(fā)電裝置103的情況下，從通過引導(dǎo)葉片6a固定設(shè)置于上游側(cè)配管I的固定輪轂4a的電樞70a中取出發(fā)電電力，并從通過輪轂固定構(gòu)件6b固定設(shè)置于下游側(cè)配管2的固定輪轂4c的電樞70b中取出發(fā)電電力。
[0090]又，上游側(cè)的固定輪轂4a及下游側(cè)的固定輪轂4c的兩方中設(shè)置有作為熱源的電樞(70a、70b)，因此與圖8所示的水力發(fā)電裝置100或圖11所示的水力發(fā)電裝置101相同，所有輪轂(4a、4b、4c)內(nèi)被導(dǎo)水管(41、42、40)貫通。
[0091]另，除了使用如圖2所示那樣的，在圓柱形狀的旋轉(zhuǎn)輪轂4b的上游側(cè)的截面及下游側(cè)的截面上分別設(shè)置了永久磁石勵磁(80a、80b)的結(jié)構(gòu)之外，也可以使用例如，在層疊了多個電磁鋼板的電磁鋼板層疊體的中央部上配置永久磁石的結(jié)構(gòu)。即，作為分別對應(yīng)旋轉(zhuǎn)輪轂4b的上游側(cè)的電樞70a及下游側(cè)的電樞70b的發(fā)動機(jī)的永久磁石，也可以與電磁鋼板層疊體的中央部的永久磁石共通地使用。
[0092]圖14所示的水力發(fā)電裝置102的其他的結(jié)構(gòu)與圖1所示的水力發(fā)電裝置100相同，因此省略它們的說明。
[0093]根據(jù)以上說明的結(jié)構(gòu)的水力發(fā)電裝置102，在分別固定設(shè)置于上游側(cè)配管I及下游側(cè)配管2的固定輪轂(4a、4c)的兩方中設(shè)置有電樞(70a、70b)，因此可以進(jìn)一步擴(kuò)大發(fā)電容量。此外，固定輪轂(4a、4c)的導(dǎo)水管(41、40)及旋轉(zhuǎn)輪轂4b的導(dǎo)水管42配置于同軸上，因此將通過上游側(cè)的固定輪轂4a內(nèi)的導(dǎo)水管41的水平穩(wěn)地引導(dǎo)至旋轉(zhuǎn)輪轂4b及下游側(cè)的固定輪轂4c內(nèi)的各個導(dǎo)水管。因此，可以增加在設(shè)置于上游側(cè)的固定輪轂4a的電樞70a及設(shè)置于下游側(cè)的固定輪轂4c的電樞70b的周圍流動的水量，可以有效地冷卻它們的電樞(70a、70b)。
[0094]另，作為圖14所示的水力發(fā)電裝置102的變形例，除了所有輪轂(4a、4b、4c)被導(dǎo)水管(41、42、40)貫通之外，還可以是在旋轉(zhuǎn)輪轂4b中不設(shè)置導(dǎo)水管42，而在上游側(cè)的固定輪轂4a及下游側(cè)的固定輪轂4c內(nèi)被導(dǎo)水管(41、40)貫通。
[0095]又，作為圖14所示的水力發(fā)電裝置102的變形例，通過至少具備如圖5所示那樣的取水口(50)與如圖6、圖7A所示那樣的給水槽(60、62)中的任意一方，以此可以進(jìn)一步增加從葉輪殼體3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周側(cè)流向固定輪轂4c的導(dǎo)水管40的水的流入量。借助于此，可以進(jìn)一步提高水力發(fā)電裝置100的冷卻性能。
[0096]又，作為圖14所示的水力發(fā)電裝置102的變形例，可以設(shè)置如圖13所示那樣的排水口(70)。借助于此，可以抑制與葉輪5接觸的水流的擾動，可以實現(xiàn)不損失圖14所示的水力發(fā)電裝置102的發(fā)電特性的簡單且低成本的冷卻機(jī)構(gòu)。
[0097](實施形態(tài)4)
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)4的安裝并使用于水路的水力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。圖16是示出圖15所示的水力發(fā)電裝置的兩個固定輪轂及一個旋轉(zhuǎn)輪轂內(nèi)的結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0098]圖15所示的水力發(fā)電裝置103與圖1所示的水力發(fā)電裝置100和圖14所示的水力發(fā)電裝置102相同，流線形狀的輪轂(4a、4b、4c)被三段分割成兩個固定輪轂(4a、4c)與一個旋轉(zhuǎn)輪轂4b。但是，其區(qū)別點是:相對于圖1所示的水力發(fā)電裝置100及圖14所示的水力發(fā)電裝置102中使用永久磁石勵磁80作為發(fā)電機(jī)的勵磁極，圖15所示的水力發(fā)電裝置103中使用電磁石勵磁14作為發(fā)電機(jī)的勵磁極。
[0099]具體而言，固定輪轂4a中設(shè)置有勵磁調(diào)整器10以及將從勵磁調(diào)整器10輸出的交流電力進(jìn)行送電的送電繞組(誘導(dǎo)繞組)11。又，旋轉(zhuǎn)輪轂4b中設(shè)置有與送電繞組11對置配置的受電繞組(誘導(dǎo)繞組)12、在受電繞組12中調(diào)整受電的交流電力的整流器13、以及通過從整流器13輸出的直流電力而進(jìn)行勵磁的卷繞于鐵心的電磁石勵磁14。又，固定輪轂4c中以與電磁石勵磁14對置配置的形式設(shè)置有電樞15。S卩，送電繞組11通過從勵磁調(diào)整器10輸出的交流電力產(chǎn)生電磁場，受電繞組12通過電磁誘導(dǎo)接受由送電繞組11產(chǎn)生的電磁場。借助于此，受電繞組12中產(chǎn)生誘導(dǎo)起電力。該誘導(dǎo)起電力被整流器13整流成直流電力并供給至電磁石勵磁14。電磁石勵磁14具有電磁石功能，并與旋轉(zhuǎn)輪轂4b —起在葉輪殼體3的軸心周圍旋轉(zhuǎn)，因此電樞15中產(chǎn)生起電力。
[0100]又，固定輪轂4a、4c的兩方與旋轉(zhuǎn)輪轂4b具有在各自的軸心方向上貫通的導(dǎo)水管(41、42、40)。而且，固定輪轂4a的導(dǎo)水管41、旋轉(zhuǎn)輪轂4b的導(dǎo)水管42以及固定輪轂4c的導(dǎo)水管40以在葉輪殼體3的軸心方向上同軸的形式配置。
[0101]圖15所示的水力發(fā)電裝置103的其他的結(jié)構(gòu)與圖1所示的水力發(fā)電裝置100的結(jié)構(gòu)相同。
[0102]根據(jù)以上說明的結(jié)構(gòu)的水力發(fā)電裝置103，形成為電磁石式的同期發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)而不是永久磁石式，因此與實現(xiàn)含有勵磁繞組14的電磁石的構(gòu)成要素相比可以不必使用較高價的永久磁石。此外，可以通過勵磁調(diào)整對應(yīng)任意的發(fā)電容量，可以不必設(shè)計/制造對應(yīng)各個發(fā)電容量的水力發(fā)電裝置。又，上游側(cè)的固定輪轂4a、旋轉(zhuǎn)輪轂4b、及下游側(cè)的固定輪轂4c中設(shè)置有作為熱源的各種的繞組(送電繞組11、受電繞組12、電磁石勵磁14，電樞15)。因此，通過將貫通各輪轂(4a、4b、4c)內(nèi)的導(dǎo)水管(41、42、40)配置于同軸上，從而可以有效地冷卻各輪轂(4a、4b、4c)的軸心周圍積留的熱量。
[0103]另，作為圖15所示的水力發(fā)電裝置103的變形例，通過至少具備如圖5所示那樣的取水口(50)與如圖6、圖7所示那樣的給水槽(60、62)中的任意一方，以此可以進(jìn)一步增加從葉輪殼體3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)輪轂4b的外周側(cè)流向固定輪轂4c的導(dǎo)水管40的水的流入量。借助于此，可以進(jìn)一步提高水力發(fā)電裝置103的冷卻性能。
[0104]又，作為圖15所示的水力發(fā)電裝置103的變形例，也可以設(shè)置如圖13所示那樣的排水口(70)。借助于此，可以抑制與葉輪5接觸的水流的擾動，可以實現(xiàn)不損失圖15所示水力發(fā)電裝置103的發(fā)電特性的簡單且低成本的冷卻機(jī)構(gòu)。
[0105]從上述說明可知，本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚本發(fā)明的較多改良和其他實施形態(tài)等。因此，上述說明應(yīng)僅作為例示解釋，是以向本領(lǐng)域技術(shù)人員教導(dǎo)實施本發(fā)明的最優(yōu)選的形態(tài)為目的提供。在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以實質(zhì)地變更其結(jié)構(gòu)和/或功能的具體內(nèi)容。
[0106]工業(yè)應(yīng)用性:
本發(fā)明對安裝并使用于水路的水力發(fā)電裝置而言是有益的。
[0107]符號說明:
WTl 上游側(cè)水流；
WT2 下游側(cè)水路；
1上游側(cè)配管；
2下游側(cè)配管；
3葉輪殼體；
4a、4c 固定輪轂；4b 旋轉(zhuǎn)輪轂；
5葉輪；
6、6a 引導(dǎo)葉片；
6b 輪轂固定構(gòu)件；
70 電樞；
7a 電樞繞組；
7b 電樞鐵心；
80 永久磁石勵磁；
8、8a、8b 永久磁石；
9層疊電磁鋼板；
10勵磁調(diào)整器；
100、101、102、103 水力發(fā)電裝置；
11送電繞組；
12受電繞組；
13整流器；
14電磁石勵磁；
15電樞；
30a、30b水潤滑軸承；
40、41、42 導(dǎo)水管；
50 取水口 ；
60、62 給水槽；
90 排水口 ；
91、92 外周緣部。
【權(quán)利要求】
1.一種水力發(fā)電裝置，在安裝并使用于水路的水力發(fā)電裝置中，具備: 安裝于所述水路的上游側(cè)配管及下游側(cè)配管； 被夾持地設(shè)置于所述上游側(cè)配管和所述下游側(cè)配管之間的葉輪殼體； 配置于所述葉輪殼體的軸心方向的輪轂；和 以可在所述葉輪殼體的軸心周圍旋轉(zhuǎn)的形式容納于所述葉輪殼體內(nèi)的葉輪； 所述輪轂被分割成旋轉(zhuǎn)輪轂和至少一個固定輪轂； 所述旋轉(zhuǎn)輪轂嵌合于所述葉輪； 所述至少一個固定輪轂相對于所述旋轉(zhuǎn)輪轂隔著規(guī)定間隔地固定配置于所述葉輪殼體的軸心方向上； 所述至少一個固定輪轂中設(shè)置有電樞； 在所述旋轉(zhuǎn)輪轂中以與所述至少一個固定輪轂的所述電樞對置的形式設(shè)置有永久磁石勵磁或電磁石勵磁； 在所述至少一個固定輪轂中設(shè)置有在軸心方向上貫通的導(dǎo)水管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于， 具有固定設(shè)置于所述上游側(cè)配管的內(nèi)壁的引導(dǎo)葉片； 所述輪轂沿著所述葉輪殼體的軸心方向分割成固定于所述上游側(cè)配管及所述下游側(cè)配管的兩個固定輪轂與嵌合于所述葉輪的一個旋轉(zhuǎn)輪轂； 所述一個旋轉(zhuǎn)輪轂中設(shè)置有所述永久磁石勵磁； 所述兩個固定輪轂中的一方的固定輪轂中設(shè)置有所述電樞及所述導(dǎo)水管； 所述兩個固定輪轂中具有所述導(dǎo)水管的一方的固定輪轂固定設(shè)置于所述下游側(cè)配管的內(nèi)壁； 所述兩個固定輪轂中不具有所述導(dǎo)水管的另一方的固定輪轂固定設(shè)置于位于所述上游側(cè)配管的軸心側(cè)的所述弓I導(dǎo)葉片的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于， 具有將所述葉輪殼體內(nèi)的所述旋轉(zhuǎn)輪轂的外周側(cè)的水流向所述一方的固定輪轂的前側(cè)導(dǎo)水管引導(dǎo)的取水口； 所述取水口形成為所述一方的固定輪轂轉(zhuǎn)輪的上游側(cè)的端面的徑比所述旋轉(zhuǎn)輪轂的下游側(cè)的端面的徑長，且使該一方的固定輪轂的上游側(cè)的端面的外周緣部向上游側(cè)彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于， 在具有所述導(dǎo)水管的所述一方的固定輪轂的上游側(cè)的端面上，形成有從該上游側(cè)的端面的外周緣部通過所述電樞之間到達(dá)所述導(dǎo)水管的流入口的給水槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于， 在所述兩個固定輪轂及所述旋轉(zhuǎn)輪轂中均有所述導(dǎo)水管； 所述兩個固定輪轂兩方的導(dǎo)水管與所述旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管以在所述葉輪的軸心方向上同軸的形式配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述兩個固定輪轂的導(dǎo)水管的徑長于所述旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管的徑長。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于， 具有固定設(shè)置于所述上游側(cè)配管的內(nèi)壁的引導(dǎo)葉片； 所述輪轂沿著所述葉輪殼體的軸心方向分割成固定于所述上游側(cè)配管的一個固定輪轂與嵌合于所述葉輪的一個旋轉(zhuǎn)輪轂； 所述一個旋轉(zhuǎn)輪轂中設(shè)置有所述永久磁石勵磁； 所述一個固定輪轂中設(shè)置有所述電樞及所述導(dǎo)水管； 所述一個固定輪轂固定設(shè)置于位于所述上游側(cè)配管的軸心側(cè)的所述引導(dǎo)葉片的表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于， 在所述一個固定輪轂及所述一個旋轉(zhuǎn)輪轂中均具有所述導(dǎo)水管； 所述一個固定輪轂的導(dǎo)水管與所述一個旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管以在所述葉輪殼體的軸心方向上同軸的形式配置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述一個固定輪轂的導(dǎo)水管的徑長于所述旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管的徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于， 具有將從所述一個固定輪轂的導(dǎo)水管排出的水流向所述旋轉(zhuǎn)輪轂的外周側(cè)的所述葉輪引導(dǎo)的排水口； 所述排水口形成為使所述一個固定輪轂的下游側(cè)的端面的外周緣部向下游側(cè)彎曲，并使所述旋轉(zhuǎn)輪轂的上游側(cè)的端面的外周緣部向下游側(cè)彎曲。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述輪轂沿著所述葉輪殼體的軸心方向分割成固定于所述上游側(cè)配管及所述下游側(cè)配管的兩個固定輪轂與嵌合于所述葉輪的一個旋轉(zhuǎn)輪轂； 所述一個旋轉(zhuǎn)輪轂中設(shè)置有所述永久磁石勵磁； 所述兩個固定輪轂的兩方中設(shè)置有所述電樞； 所述兩個固定輪轂的兩方與所述旋轉(zhuǎn)輪轂具有在軸心方向上貫通的導(dǎo)水管； 所述兩個固定輪轂兩方的導(dǎo)水管與所述旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管以在所述葉輪殼體的軸心方向上同軸的形式配置。
12.權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電裝置，其特征在于， 所述輪轂沿著所述葉輪殼體的軸心方向分割成固定于所述上游側(cè)配管及所述下游側(cè)配管的兩個固定輪轂與嵌合于所述葉輪的一個旋轉(zhuǎn)輪轂； 所述兩個固定輪轂中的一方的固定輪轂中設(shè)置有勵磁調(diào)整器和將從所述勵磁調(diào)整器輸出的交流電力進(jìn)行送電的送電繞組； 所述一個旋轉(zhuǎn)輪轂中設(shè)置有與所述送電繞組對置設(shè)置的受電繞組，在所述受電繞組中整流受電的交流電力的整流器，通過從所述整流器輸出的直流電力進(jìn)行勵磁的電磁石勵磁； 所述兩個固定輪轂中的另一方的固定輪轂中設(shè)置有與所述電磁石勵磁對置配置的電樞； 所述兩個固定輪轂兩方與所述旋轉(zhuǎn)輪轂具有在軸心方向上貫通的導(dǎo)水管； 所述兩個固定輪轂的兩方的導(dǎo)水管與所述旋轉(zhuǎn)輪轂的導(dǎo)水管以在所述葉輪殼體的軸心方向上同軸的形式配置。
【文檔編號】F03B11/02GK104136766SQ201380011111
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月9日
【發(fā)明者】林織部, 武田健治, 富永知幸, 德田則昭 申請人:川崎重工業(yè)株式會社