一种直线水力发电机制造技术

本实用新型专利技术技术涉及水力发电领域，特别公开一种直线水力发电机，相比传统水力发电机效率更高、体积更小、重量更轻、寿命更长、适应水力环境更宽，且安装工程少，电力输送简单，维护量更少，而且减少固定投资成本，特别是在分布式能源布局上非常有效。特征至少由定子组件、水轮、输入口、输出口、衬套、电气模块、线束组成，水轮将穿过的水力轴向动能通过螺旋环转换成径向动能，再经过水轮转子与绕组切割磁力线而产生电流，然后进行电气处理，以此实现水力发电。发电。发电。

【技术实现步骤摘要】
一种直线水力发电机


[0001]本技术技术涉及水力发电领域，特别是公开一种直线水力发电机，相比传统水力发电机效率更高、体积更小、重量更轻、寿命更长、适应水力环境更宽 ，且安装工程少，电力输送简单，维护量更少，而且减少固定投资成本，特别是在分布式能源布局上，非常有效。

技术介绍

[0002]传统水力发电机技术主要是立式电机+水轮+轴系，其轴较长，电机在岸边高处，辅助建筑较多，影响整机投入成本。
[0003]这种立式电机+水轮+轴系技术，最大的问题在于轴系损失很大，导致水电转化效率较低，重量功率比很大，工程安装量较大，在大型水坝安装工程量巨大，也因为存在绕组和转子散热冷却，和紧急刹车一系列辅助工程，导致维护量巨大，发电成本居高不下，且哎某些小型水力发电场合无法安装。
[0004]传统潜水电机+叶轮水力发电技术，转换效率较高，但仅限于低水位区，而在高水位区水压强大，对轴密封冲击较大，容易造成电机轴封失效，维护周期长，年发电量少，投入产出比严重不足，特高水头区更是无法直接发电。
[0005]这种发电技术的轴系存在泄露，导致长期采用压缩油密封，从而带来长期补充油损耗的维护工作量。
[0006]另外，也都存在电力输出必须依靠外部变压器提升电压的过程，配电和维护成本增加，不宜小机组使用，导致适应范围更加有限。
[0007]直线流体技术，诞生最早文献见于2013年3月的专利ZL201310069483.6一种无轴螺轮发电装置，从基本原理结构上公开了本技术的关键特征，但作为水力动能发电的使用场景，其产品工程化具体特征没有公开。
[0008]本技术技术是基于直线流体技术（专利ZL201310069483.6）为背景，主要实现高效率、小体积、高水位、免维护、长寿命、低成本、少投入的效果，特别是以自然水力势能，和人为遗失水力动能为源头发电，从产品和本体结构特征和智能化操控方法上进一步公开。

技术实现思路

[0009]本技术技术主要解决水力发电运行的效率提升、体积缩小、寿命加长、0泄露、0维护、降低辅助工程的诸多问题，和如何实现智能化管理。
[0010]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、
ꢀ“
厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时 针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“内侧”、“外侧”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，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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专利技术
的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0011]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相 连”、“连接”应做广义理解，例如，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0012]本专利技术描述中涉及的时间数值，可按照实际需要重新定义，并非特定不变的数值。
[0013]本专利技术描述中涉及到名词“水力”，包含所有流动的水力动能，以及人工遗失的液体动能。
[0014]本专利技术描述中涉及到名词“远程”，包括WIFI覆盖范围、北斗通信、5G通信、低频中波范围。
[0015]具体如下：
[0016]一种直线水力发电机，其特征在于，至少由定子组件、水轮、输入口、输出口、衬套、电气模块、线束组成，电气模块位于定子组件最外层，定子组件的轴向长度尺寸大于最外层直径尺寸，输入口位于定子组件前端，输出口位于定子组件后端，水轮位于定子组件的圆心中央位置，水轮呈空心圆柱形，水轮至少由一级螺旋环、二级螺旋环、三级螺旋环、感磁结构、转子结构、转子内壁、转子外壁组成自由旋转的转子，感磁结构紧固在水轮外壁，感磁结构在定子组件磁力有效切割范围内，每级螺旋环后面有与定子组件一起不动的导流环，衬套位于水轮两端的圆心，约束水轮相对定子组件做自由旋转运动，电气模块通过线束接入绕组，并通过线束向外传输电力。
[0017]一种直线水力发电机，其定子组件的特征在于，少由输入盖、输出盖、外壳、铁芯、绕组、填充物、隔离筒、芯杆、一级导流、二级导流环、螺母和反向螺母组成，铁芯由多层矽钢片叠铆而成圆形，铁芯外径紧固在外壳内壁，铁芯的圆周处有成对数的绕组平均分布，隔离筒紧固在铁芯内壁，输入盖紧固在外壳的前端，输出盖紧固在外壳后端，隔离筒两端分别与输入盖、输出盖紧固，芯杆两端分别与输入盖、输出盖圆心紧固，输入盖、外壳、输出盖、隔离筒组成密闭空间，填充物包裹铁芯和绕组平均分布在所述密闭空间，芯杆两端分别紧固对应的一级导流环和二级导流环。
[0018]一种直线水力发电机，其螺旋环的特征在于，至少由让位圆孔、切水刃、衬套台阶、螺旋面、螺旋环外壁、螺旋环内壁组成，至少有一级螺旋环、二级螺旋环、三级螺旋环，每级螺旋环直径相同而轴向长度逐级加长，让位圆孔位于螺旋环的圆心，让位圆孔直径大于芯杆直径，衬套台阶位于让位圆心一侧，衬套台阶直径大于让位圆孔直径，螺旋面位于螺旋环圆心到螺旋环内壁之间径向分布，螺旋面数量呈3、5、7奇数且平均分布圆周，每个螺旋面的起点有切水刃，每个螺旋环面与螺旋环内壁一体化成型，每个螺旋面的轴向投影重合，螺旋环外壁的直径满足与转子内壁过盈配合，所有与水接触面有耐水结构处理。
[0019]一种直线水力发电机，其导流环的特征在于，至少由固定圆孔、导流环外壁、导流面、导流环内壁构成，固定圆孔位于导流环圆心，固定圆孔的直径满足与芯杆直径过盈配合，导流面位于圆孔到导流环外壁之间，导流面的数量呈2、4、6偶数且平步分布圆周，导流环外壁直径小于转子内壁直径，所有与水接触面有耐水结构处理。
[0020]一种直线水力发电机的隔离筒，其特征在于，至少呈薄壁筒状，由非导磁材料构成，隔离筒的厚度小于绕组磁力线半径，隔离筒的长度大于输入盖、外壳、输出盖组合后隔离筒墙边沿之间的距离，隔离筒外径尺寸等于铁芯内径尺寸，隔离筒内径尺寸小于等于隔离筒墙的外径尺寸。
[0021]一种直线水力发电机的芯杆，其特征在于，至少由螺纹、台阶1 、台阶2、台阶3、台阶4、台阶5、反向螺纹、输出盖导流环紧固处、二级导流环紧固处、一级导流环紧固处、输入盖导流环紧固处、把手卡位构成，芯杆直径分多段，芯杆各段直径与导流环紧固空配合而不同，芯杆中间段的直径最大，两边以此减少，芯杆两端分别由螺纹和把手卡位，一端螺纹与另一端螺纹反向，一端螺纹方向与螺旋环方向等同，芯杆总长度大于输入盖到输出盖组合后距离，芯杆配合螺旋环段的光洁度高，芯杆紧固导流环段的粗糙度高，所有与水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直线水力发电机，其特征在于，至少由定子组件、水轮、输入口、输出口、衬套、电气模块、线束组成，电气模块位于定子组件最外层，定子组件的轴向长度尺寸大于最外层直径尺寸，输入口位于定子组件前端，输出口位于定子组件后端，水轮位于定子组件的圆心中央位置，水轮呈空心圆柱形，水轮至少由一级螺旋环、二级螺旋环、三级螺旋环、感磁结构、转子结构、转子内壁、转子外壁组成自由旋转的转子，感磁结构紧固在水轮外壁，感磁结构在定子组件磁力有效切割范围内，每级螺旋环后面有与定子组件一起不动的导流环，衬套位于水轮两端的圆心，约束水轮相对定子组件做自由旋转运动，电气模块通过线束接入绕组，并通过线束向外传输电力。2.根据权利要求1所述的一种直线水力发电机，其定子组件的特征在于，至少由输入盖、输出盖、外壳、铁芯、绕组、填充物、隔离筒、芯杆、一级导流、二级导流环组成，铁芯由多层矽钢片叠装而成圆形，外壳位于定子组件的圆周最外层，铁芯外径紧固在外壳内壁，铁芯的圆周处有成对数的绕组平均分布，隔离筒紧固在铁芯内壁，输入盖紧固在外壳的前端，输出盖紧固在外壳后端，隔离筒两端分别与输入盖、输出盖紧固，芯杆两端分别与输入盖、输出盖圆心紧固，输入盖、外壳、输出盖、隔离筒组成密闭空间，填充物包裹铁芯和绕组平均分布在所述密闭空间，芯杆两端分别紧固对应的一级导流环和二级导流环。3.根据权利要求1所述的一种直线水力发电机，其螺旋环的特征在于，至少由让位圆孔、切水刃、衬套台阶、螺旋面、螺旋环外壁、螺旋环内壁组成，至少有一级螺旋环、二级螺旋环、三级螺旋环，每级螺旋环直径相同而轴向长度逐级加长，让位圆孔位于螺旋环的圆心，让位圆孔直径大于芯杆直径，衬套台阶位于让位圆心一侧，衬套台阶直径大于让位圆孔直径，螺旋面位于螺旋环圆心到螺旋环内壁之间径向分布，螺旋面数量呈3、5、7奇数且平均分布圆周，每个螺旋面的起点有切水刃，每个螺旋环面与螺旋环内壁一体化成型，每个螺旋面的轴向投影重合，螺旋环外壁的直径满足与转子内壁过盈配合，所有与水接触面有耐水结构处理。4.根据权利要求1所述的一种直线水力发电机，其导流环的特征在于，至少由固定圆孔、导流环外壁、导流面、导流环内壁构成，固定圆孔位于导流环圆心，固定圆孔的直径满足与芯杆直径过盈配合，导流面位于圆孔到导流环外壁之间，导流面的数量呈2、4、6偶数且平步分布圆周，导流环外壁直径小于转子内壁直径，所有与水接触面有耐水结构处理。5.根据权利要求2所述的一种直线水力发电机，其隔离筒的特征，在于至少呈薄壁筒状，由非导磁材料构成，隔离筒的厚度小于绕组磁力线半径，隔离筒的长度大于输入盖、外壳、输出盖组合后隔离筒墙边沿之间的距离，隔离筒外径尺寸等于铁芯内径尺寸，隔离筒内径尺寸小于等于隔离筒墙的外径尺寸。6.根据权利要求2所述的一种直线水力发电机，其芯杆的特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClF零三B三零四，
申请(专利权)人：苏州市臻湖流体技术有限公司，
类型：新型
国别省市：