專利名稱：敞開臥式水輪發(fā)電機的制作方法
技術領域：
開發(fā)利用清潔綠色新能源是當前全球經濟合作的重要項目。水利發(fā)電是綠色電，本專利是利用水庫垂直型水利發(fā)電后的水動能再利用發(fā)電技術領域。
背景技術：
工農業(yè)生產要求河流的水位和水流量相對穩(wěn)定，農業(yè)生產旱澇保收，人民生活安居樂業(yè)，在河流的上游，依據地勢修水庫，雨季儲水，旱時排放水，調節(jié)江河水位水量平穩(wěn)。在水庫大壩上泄水口安裝垂直型的水利發(fā)電機，充分開發(fā)利用水的另一個功能靜壓變動能發(fā)電。這是一舉兩得的事情。本專利想要一舉三得，充分利用水庫發(fā)電后的水所余下的動能再一次發(fā)電。本專利敞開臥式水輪發(fā)電機是充分利用了現有條件開發(fā)而成的。

發(fā)明內容

I、本專利“敞開臥式水輪發(fā)電機”是水庫水力發(fā)電站水的二次發(fā)電。水庫一次發(fā)電后水輪機的出水壓力雖然降低了很多，仍然余下相當高的射流速度。充分利用這部分水的動能來發(fā)電就發(fā)明了敞開式臥式水輪發(fā)電機。2、本專利發(fā)電，不沾地，不移民，不建壩，建設省時省工省投資，不給水域帶來任何副作用，是真正的綠色電能。3、所謂敞開是沒有任何建筑工程，只有臥式水輪發(fā)電機的基礎。水輪發(fā)電機的直徑大小要根據水庫電站水輪機噴出的水位高低而定。其結構如圖1，三峽水庫發(fā)電機噴水的高度大約為15m，臥式水輪機的直徑大約為13m。4、敞開臥式水輪發(fā)電機分為外轉子和內定子兩大部分。外轉子是水輪機轉子，轉子葉片為S型不銹鋼片。由于每個噴射水流都較寬，所以水輪機轉子也很寬，所以為了加強S型不銹鋼葉片的強度和剛度，在整個水輪發(fā)電機轉子寬度方向加了幾個圓環(huán)加強筋。把S型不銹鋼葉片分割成好幾個區(qū)域。轉子的最外層都是用不銹鋼做成的。目的是防止漏磁和生銹。水輪發(fā)電機轉子內層則選用矽鋼片或者是高磁碳鋼做成的，防止磁渦流現象產生。在內層又嵌進了永久磁鐵組裝件，敞開臥式水輪發(fā)電機的轉子部件如圖2。注意永久磁鐵的磁極必須方向一致，N極向內或者S極向內。永磁鐵組建個數為N個，N的確定由永磁鐵組的寬度和外轉子內周長而定，其關系可以用數學式來表示和計算(N-1)*(X*1.5) =L，N:永磁鐵的個數，X :磁鐵組寬度，L :是轉子內圈周長。5、敞開臥式水輪發(fā)電機的內定子是嵌入漆包線匝的發(fā)電內圈，因為敞開臥式水輪發(fā)電機尺寸也很大，所以內定子也一個圓環(huán)的中空件。其線圈數也是與發(fā)電的電流大小電壓高低和內定子的外援周長有關，具體要根據現場條件由設計者設計而定。其材質適合選用矽鋼片疊加而成。6、由于敞開臥式水輪發(fā)電機可能很寬，外轉子和內定子一體制造比較困難，也可以分體制造最后并成一體安裝。7、本專利敞開臥式水輪發(fā)電機，水輪機和發(fā)電機是合為一體的，水輪轉子，由于水的冷卻作用轉子內的永磁體溫度比較低，且穩(wěn)定，所以磁耗小，發(fā)電效率高。8 :敞開臥式水輪發(fā)電機的外轉子水輪機安裝在內定子發(fā)電機固定軸上。要求轉子水輪機的內緣和定子的外園應該整體車削加工使組裝后定子和輪子之間隙既小而均勻。提高磁通量，提高發(fā)電效率。9、水輪機轉子要長與定子。一方面理由是為了保證定子線圈不被水澆到。另一方面是水輪機轉子是要安裝在定子的固定軸上。10、定子的固定軸不是一個通軸，而是分成兩段的兩個短軸，一個軸中空直徑要略大于500mm，因為它是作為檢修工人進入的人孔，另一個軸也是中空的，它是電纜線的出口。11、敞開臥式水輪發(fā)電機，他不限于在大的水庫電站下安裝。可以使用更廣的范圍尾內。如河流、瀑布、三峽船只通道中等。


圖I，敞開臥式水輪發(fā)電機簡圖。I:導流板2:水輪機轉子3:發(fā)電機定子4:敞開臥式水輪發(fā)電機底座圖2，敞開臥式水輪發(fā)電機轉子結構簡圖。1:S型葉片2:永磁鐵部件3:水輪機矽鋼片組4:水輪機葉輪葉片加強環(huán) 圖3，敞開臥式水輪發(fā)電機內定子結構簡圖。
I:線砸緊固件2:漆包線砸3:發(fā)電機定子矽鋼片組4:定子空心固定軸5:固定
支架
圖4，永久磁鐵組結構圖。
I:無磁鋼2:發(fā)電機定子矽鋼片組3:永磁鐵
具體實施例方式敞開臥式水輪發(fā)電機是一個投資小，收益大，不占地，不移民，不建壩省時省工的好項目。但它的具體實施絕非我一個自然人所能做到的，它需要國家電力部，發(fā)改委才有力量來實施的，我現在送審敞開臥式水輪發(fā)電機發(fā)明專利目的想讓國家知識產權局的專家們評審認定是否是具有先進性、公益性、可行性的專利技術，如果被評審認定是個好的綠電技術好項目，就請求國家知識產權局把這個專利轉送至國家發(fā)改委或電力部，讓他們在評審認定后，則由他們去具體實施吧。如果需要我也很高興參與具體的實施全過程。
權利要求
1.敞開臥式水輪發(fā)電機，水輪機和發(fā)電機合為一體的，水輪機是外轉子。由于水流的冷卻作用，轉子內的永磁體溫度低且穩(wěn)定。內定子發(fā)電機是圓環(huán)結構，其內外表面也受到空氣的冷卻，所以溫度也較低且穩(wěn)定，敞開臥式水輪發(fā)電機磁耗小，發(fā)電效率高。
2.敞開臥式水輪發(fā)電機的外轉子水輪機安裝在內定子發(fā)電機的固定軸上，要求轉子水輪機的內園和定子發(fā)電機的外園應該整體車削加工，使組裝后定子和轉子之間間隙小而均勻。
3.定子的固定軸不是一個通軸，而是分成兩段的兩個軸，一個軸中空直徑要略大于500mm,作為人孔，ー個軸也是中空的，直徑為200mm作為電纜的輸出ロ。
4.轉子和定子都比較長，所以是分段制造整體組裝。
全文摘要
敞開臥式水輪發(fā)電機屬于水力發(fā)電技術領域，主要針對水庫大壩垂直軸水機出水后的水動能的再利用，這個再利用又不能改變水的任何性能，不能影響水庫發(fā)電站正常運行，所以才發(fā)明了敞開臥式水輪發(fā)電機。他是水輪機發(fā)電機合為一體的設備。不占地，投資省，省時省工的綠色水利發(fā)電設備。水輪機的葉片設計為S型的不銹鋼葉片，為了保證葉片的強度和剛度，用加強圓板把S形葉片分成幾段，幾個水輪區(qū)域。水輪機內園上嵌裝永磁體應該N，S極方向一致。可是發(fā)電機磁路閉合成回路。水輪機是安裝在定子的固定軸上，定子的固定軸是固定在兩段上的兩個短軸，其中一個短軸是中空軸，中空直徑大于500mm，是人孔。另一個短軸也是中空軸，中空是發(fā)電后電纜線出口。S形葉片和擋水園弧板配合增強了對水流動能和水重力的雙重利用。
文檔編號F03B13/00GK102828885SQ20111015812
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者杜滿河 申請人:杜滿河