專利名稱：水力發(fā)電馬達的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生電力的水力發(fā)電馬達，更具體地，涉及一種包括葉輪的水力發(fā)電馬達，該葉輪安裝在公用或工業(yè)流體流動管道內(nèi)，并通過流過該管道的流體的動能而旋轉(zhuǎn)。利用該葉輪的扭矩來使與所述水力發(fā)電馬達以可操作方式連接的發(fā)電機旋轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
通常，通過水力發(fā)電、蒸汽發(fā)電或原子能發(fā)電來產(chǎn)生電力。這些發(fā)電方法常常帶來空氣污染、臭氧層破壞和水污染問題。在開發(fā)清潔能源或替代能源的努力中，全世界的科學家一直在研究利用太陽能、 風能和潮汐能來發(fā)電的方法。另外，還開發(fā)了利用沿著河流流動的水來發(fā)電的方法。利用太陽能、風能、潮汐能和河流中的流水來發(fā)電的方法不污染環(huán)境且能夠依靠自然能來發(fā)電，因而是有利的。此外，這類發(fā)電方法有助于節(jié)約已廣泛用于產(chǎn)生電能的化石燃料和地下資源。然而，利用自然能來發(fā)電的方法具有以下缺點主要安裝在建筑物或房間內(nèi)的太陽能發(fā)電裝置體積龐大，安裝成本高。在天氣不好的情況下，太陽能發(fā)電裝置難以產(chǎn)生電力。這些缺點使得難以以穩(wěn)定的方式供應電力。換句話講，利用諸如太陽能、風能、潮汐能和河流中的流水等的自然能來發(fā)電的方法嚴重受到氣候條件的影響。韓國專利No. 10-0780316公開了一種水力發(fā)電裝置，該水力發(fā)電裝置使用從建筑物水箱、水凈化設施或水庫中流出的飲用水、農(nóng)業(yè)用水或工業(yè)用水的水能來作為其驅(qū)動動力源。上述水力發(fā)電裝置被設計成利用從諸如大壩、河流或水庫等的水源向安裝在學校、建筑物或工廠的集水塔或水箱供應的流水的動能來產(chǎn)生電力。在該水力發(fā)電裝置中，流水的能量作用在葉片上并使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。此時產(chǎn)生的扭矩被傳遞給發(fā)電機，從而能夠旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動該發(fā)電機來產(chǎn)生電力。然而，該水力發(fā)電裝置中采用的葉片存在多種問題，其中包括由于葉片鉸鏈的磨損而產(chǎn)生的噪音；由于葉片與殼體內(nèi)表面的滑動摩擦而產(chǎn)生的葉片過早磨損；當葉片展開而與轉(zhuǎn)子的支撐爪接觸時產(chǎn)生的噪音；以及，通過葉片周圍的間隙而發(fā)生的水泄露。此外， 具有支撐爪的轉(zhuǎn)子難以制造，并且轉(zhuǎn)子的制造步驟數(shù)量增加了。由于葉片以可折疊方式布置在殼體內(nèi)部，所以該殼體具有復雜結(jié)構(gòu)并且在其制造方面存在難度。這導致生產(chǎn)率降低。 布置在該殼體的兩個相反側(cè)的入口和出口使得該裝置十分復雜。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題鑒于上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供如下一種水力發(fā)電馬達，該水力發(fā)電馬達能夠利用流過流體管道的流體的線性動能來產(chǎn)生電力。
本發(fā)明的另一個目的是提供如下一種水力發(fā)電馬達，該水力發(fā)電馬達能夠制造成多種不同的尺寸，并且多個水力發(fā)電馬達能夠安裝在一個流體管道內(nèi)。本發(fā)明的又一個目的是提供如下一種水力發(fā)電馬達，該水力發(fā)電馬達能夠在與流體(例如自來水、油或廢水)的特性無關的情況下使用。本發(fā)明的再一個目的是提供如下一種水力發(fā)電馬達，該水力發(fā)電馬達能夠通過改進葉輪結(jié)構(gòu)來增強耐久性并減少噪音的產(chǎn)生。技術(shù)問題的解決方案在本發(fā)明的一個方面，提供了一種水力發(fā)電馬達，該水力發(fā)電馬達包括管狀本體，該管狀本體包括葉輪罩殼和一對聯(lián)接凸緣，該對聯(lián)接凸緣形成在管狀本體的兩個相反端，該葉輪罩殼形成在葉輪罩殼的中間部分中，所述聯(lián)接凸緣能連接到流體管道，流體流過該流體管道；以及葉輪，該葉輪以可旋轉(zhuǎn)方式安裝在管狀本體的葉輪罩殼內(nèi)，該葉輪設計成利用流體而旋轉(zhuǎn)，并以可操作方式連接到用于產(chǎn)生電力的發(fā)電機，其中，所述葉輪罩殼包括周邊部分，該周邊部分具有形成在其側(cè)表面處的進出口 ；一對罩殼蓋，該一對罩殼蓋附接到該側(cè)表面以封閉所述進出口，每個罩殼蓋均具有軸接納孔；第一軸承蓋，該第一軸承蓋附接到一個罩殼蓋以封閉所述軸接納孔，并且該第一軸承蓋設計成用于對以可旋轉(zhuǎn)方式支撐葉輪的軸承進行保持；以及第二軸承蓋，該第二軸承蓋附接到另一個罩殼蓋并設有通孔。在該水力發(fā)電馬達中，葉輪可以包括葉輪軸，該葉輪軸插入到罩殼蓋的軸接納孔中并以可操作方式連接到發(fā)電機；多個葉片，所述多個葉片從葉輪軸的外周表面沿切線方向延伸并具有圓化的邊緣；以及多個加強板，所述多個加強板以與葉輪軸間隔開的關系布置成互連所述葉片。根據(jù)本發(fā)明，該水力發(fā)電馬達能夠安裝在存在于任何地方的流體管道內(nèi)。這使得能夠利用流過該流體管道的流體來產(chǎn)生電力。流體管道內(nèi)可以安裝多個水力發(fā)電馬達，這有助于產(chǎn)生所需量的電力。安裝在流通管道內(nèi)的水力發(fā)電馬達不需要任何驅(qū)動動力，因此不消耗任何外部電力。該水力發(fā)電馬達易于安裝，有效降低噪音且便于制造和維修。該水力發(fā)電馬達能夠標準化并大量制造。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的水力發(fā)電馬達的視圖。圖2是沿著圖1中的線A-A截取的剖視圖。圖3是示出該水力發(fā)電馬達中采用的聯(lián)接凸緣的視圖。圖4是示出該水力發(fā)電馬達中采用的葉輪的放大視圖。圖5是圖4所示的葉輪的端視圖。圖6是示出與該水力發(fā)電馬達以可操作方式連接的發(fā)電機的視圖。圖7是該水力發(fā)電馬達的分解透視圖。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖來詳細描述本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。
如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的水力發(fā)電馬達包括管狀本體4，流體能夠從該管狀本體4中流過。管狀本體4設有葉輪罩殼8，該葉輪罩殼8形成在管狀本體4的中間部分中。葉輪罩殼8形成為大致圓形形狀，并且具有位于其兩個相反側(cè)的一對進出口 6。管狀本體4還設有形成在其兩個相反端處的聯(lián)接凸緣12。聯(lián)接凸緣12用于將管狀本體4連接到另一流體管道10。聯(lián)接凸緣12通過諸如螺栓和螺母等的緊固件來緊固到流體管道10的凸緣14。如圖3可見，管狀本體4是通過鑄造而制成的，從而其能夠具有平面的內(nèi)側(cè)底表面和彎曲的內(nèi)側(cè)頂表面。為了使流體快速流過該管狀本體4，優(yōu)選將管狀本體4的內(nèi)徑設定為小于流體管道10的內(nèi)徑。管狀本體4具有增強壁部分18，該增強壁部分18形成為用于確保增加強度和耐久性。葉輪罩殼8包括環(huán)形周邊壁部分20，該環(huán)形周邊壁部分20形成為限定所述進出口 6。葉輪罩殼8具有與管狀本體4的外徑基本相等的厚度。在葉輪罩殼8內(nèi)限定了具有指定直徑的腔室22。罩殼蓋28利用密封環(huán)33固定到周邊壁部分20的側(cè)表面，以防止流體在罩殼蓋28和周邊壁部分20的側(cè)表面之間泄漏。進出口 6由罩殼蓋28封閉，并在組裝和拆卸稍后描述的葉輪38時打開。每個罩殼蓋28均具有軸接納孔26，葉輪軸M插入到該軸接納孔沈中。密封環(huán) 32布置在軸接納孔26內(nèi)，以確保葉輪軸M周圍的流體密封性。利用密封環(huán)32使得能夠防止腔室22內(nèi)存在的流體的泄漏。罩殼蓋28的軸接納孔沈被通過螺栓30緊固到罩殼蓋28上的軸承蓋覆蓋。所述軸承蓋對以可旋轉(zhuǎn)方式支撐所述葉輪軸M的軸承36進行保持，并且所述軸承蓋包括第二軸承蓋34b和盲板型第一軸承蓋34a，該第二軸承蓋34b具有軸通孔H。第一軸承蓋3 附接到一個罩殼蓋觀，以遮蔽所述葉輪軸M的一個側(cè)面。第二軸承蓋34b附接到另一個罩殼蓋觀。葉輪軸M插入穿過第二軸承蓋34b，其中該葉輪軸M的一端暴露于外面，從而發(fā)電機40 (參見圖6)能夠以可操作方式連接到葉輪軸對。罩殼蓋觀通過螺栓30固定到葉輪罩殼8的周邊部分20。第一軸承蓋3 和第二軸承蓋34b通過螺栓30固定到罩殼蓋28。葉輪38可旋轉(zhuǎn)地安裝在葉輪罩殼8內(nèi)，從而葉輪38能夠利用流過管狀本體4的流體的動能而旋轉(zhuǎn)。如圖4和圖5所示，葉輪38包括以可操作方式連接到發(fā)電機40的葉輪軸對。葉輪軸M插入穿過罩殼蓋觀的軸接納孔沈，并由軸承36可旋轉(zhuǎn)地支撐。葉輪38還包括多個葉片42，這些葉片42相對于葉輪軸M的中心軸線基本上成直角地沿著葉輪軸M的外周表面周向布置。葉片42相對于等分該葉輪軸M的基準線Ll 成直角地從葉輪軸M的外周表面沿切線方向延伸。葉片42的取向使其能夠逆時針旋轉(zhuǎn)。 每個葉片42均具有圓化的邊緣。這確保了葉片42在流體壓力損耗減小的情況下平滑地旋轉(zhuǎn)。葉輪38還包括布置在葉片42之間的多個加強板44。加強板44形成在與葉輪軸 24的中心軸線垂直的平面L2上，并且設計成用于互連相鄰的葉片42。加強板44與葉輪軸 24的外周表面間隔開。這些葉片42以指定角度固定到葉輪軸M，從而它們能夠?qū)⒘黧w的動能轉(zhuǎn)化為葉輪軸M的旋轉(zhuǎn)運動。加強板44用來保護葉片42，以免被流過管狀本體4的流體所施加的沖擊力損壞。由于在加強板44和葉輪軸M之間存在間隙46，所以，流體施加到葉片42的沖擊力被加強板44減輕了。參考圖6，發(fā)電機40以可操作方式連接到本發(fā)明的水力發(fā)電馬達。為此，該水力發(fā)電馬達包括布置在葉輪軸M的一端處的齒輪箱48。齒輪箱48設有鏈輪50。發(fā)電機40包括驅(qū)動軸討和安裝于該驅(qū)動軸討上的鏈輪50。齒輪箱48的鏈輪50通過鏈條52以可操作方式連接到發(fā)電機40的鏈輪50。因此，該水力發(fā)電馬達的旋轉(zhuǎn)通過鏈條52傳遞到發(fā)電機40。這使得發(fā)電機40能夠發(fā)電。如果必要，用于將該水力發(fā)電馬達和發(fā)電機40以可操作方式互連的鏈輪50和鏈條52可以用皮帶輪和皮帶替代。接下來，將針對如何組裝該水力發(fā)電馬達以及該水力發(fā)電馬達如何工作進行描述。首先將描述組裝該水力發(fā)電馬達的方法。將葉輪38通過進出口 6插入到管狀本體4的葉輪罩殼8的腔室22中。在葉輪38定位在適當位置之后，將罩殼蓋28附接到葉輪罩殼8，使得這些罩殼蓋28能夠覆蓋葉輪罩殼8的進出口 6。此時，首先將葉輪軸M插入穿過罩殼蓋28的軸接納孔26。然后，將罩殼蓋28與進出口 6對齊并通過螺栓30固定到周邊部分20。結(jié)果，葉輪罩殼8的腔室22由罩殼蓋28封閉。一旦將罩殼蓋28附接到周邊部分20，就將一個軸承36裝配到葉輪軸M的一端， 以可旋轉(zhuǎn)地支撐葉輪軸24。利用第一軸承蓋3 來覆蓋葉輪軸M的通過一個罩殼蓋28的軸接納孔26而暴露的一端，接著通過螺栓30將第一軸承蓋34a固定到對應的罩殼蓋28。 然后，將另一個軸承36裝配到葉輪軸M的待與發(fā)電機40以可操作方式連接的另一端。將具有軸通孔H的第二軸承蓋34b裝配到葉輪軸24，并通過螺栓30固定到另一罩殼蓋觀。通過使用管狀本體4的聯(lián)接凸緣12，把如此組裝的水力發(fā)電馬達連接到已有的或新安裝的流體管道10。然后，將具有鏈輪50的齒輪箱48安裝到葉輪軸M的露出端。利用鏈條52將齒輪箱48的鏈輪50連接到發(fā)電機40的鏈輪50。在將發(fā)電機40以可操作方式連接到該水力發(fā)電馬達之后，通過打開流體管道10 來允許流體流過該管狀本體4。由于管狀本體4的內(nèi)徑小于流體管道10的內(nèi)徑，所以流體快速流過管狀本體4。流體在流過葉輪罩殼8的腔室22的同時推動葉片42并使葉輪38 旋轉(zhuǎn)。因此，葉輪軸M利用施加到葉片42的流體動能而以高速旋轉(zhuǎn)。葉輪38的旋轉(zhuǎn)通過齒輪箱48的鏈輪50、鏈條52和發(fā)電機40的鏈輪50而傳遞到發(fā)電機40的驅(qū)動軸M。結(jié)果，發(fā)電機40被可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動從而產(chǎn)生電力，該電力轉(zhuǎn)而儲存到蓄電池內(nèi)或直接供應給電氣裝置。如果情況允許，可以將多個水力發(fā)電馬達安裝到流體管道10內(nèi)以連續(xù)產(chǎn)生電力。工業(yè)適用性本發(fā)明的水力發(fā)電馬達能夠安裝在流體管道內(nèi)，以產(chǎn)生驅(qū)動發(fā)電機所需的扭矩。 由發(fā)電機產(chǎn)生的電力用于公共用途或工業(yè)用途。該水力發(fā)電馬達能夠應用于發(fā)電行業(yè)或替代能源行業(yè)領域。
權(quán)利要求
1.一種水力發(fā)電馬達，包括管狀本體0)，所述管狀本體(4)包括葉輪罩殼(8)和一對聯(lián)接凸緣(12)，所述一對聯(lián)接凸緣(1 形成在所述管狀本體(4)的兩個相反端，所述葉輪罩殼(8)形成在所述管狀本體的中間部分中，所述聯(lián)接凸緣(1 能連接到流體管道(10)，流體流過所述流體管道 (10)；以及葉輪(38)，所述葉輪(38)以可旋轉(zhuǎn)方式安裝在所述管狀本體⑷的葉輪罩殼⑶內(nèi)， 所述葉輪(38)設計成利用所述流體而旋轉(zhuǎn)，并以可操作方式連接到用于產(chǎn)生電力的發(fā)電機 GO)，其中，所述葉輪罩殼(8)包括周邊部分(20)，所述周邊部分00)具有形成在所述周邊部分00)的側(cè)表面處的進出口(6)；—對罩殼蓋( )，所述一對罩殼蓋08)附接到所述側(cè)表面以封閉所述進出口(6)，每個所述罩殼蓋08)均具有軸接納孔06)；第一軸承蓋 (3 )，所述第一軸承蓋(34a)附接到所述一對罩殼蓋08)中的一個罩殼蓋，以封閉所述軸接納孔(26)，并且所述第一軸承蓋(34a)設計成用于對以可旋轉(zhuǎn)方式支撐所述葉輪(38)的軸承(36)進行保持；以及第二軸承蓋(34b)，所述第二軸承蓋(34b)附接到所述一對罩殼蓋08)中的另一個罩殼蓋并設有通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力發(fā)電馬達，其中，所述葉輪(38)包括葉輪軸(M)，所述葉輪軸04)插入到所述罩殼蓋08)的軸接納孔06)中并以可操作方式連接到所述發(fā)電機GO)；多個葉片(42)，所述多個葉片相對于等分所述葉輪軸04)的基準線(Li)成直角地從葉輪軸04)的外周表面沿切線方向延伸，從而所述多個葉片能夠逆時針旋轉(zhuǎn)，并且所述葉片具有圓化的邊緣以減小流體壓力損耗；以及多個加強板(44)，所述多個加強板04) 形成在與所述葉輪軸04)的中心軸線垂直的平面(L2)上并布置在所述葉片G2)之間、相對于所述葉輪軸04)的外周表面留有間隙(46)，從而以與所述葉輪軸04)間隔開的關系互連所述葉片G2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用水壓來發(fā)電的發(fā)電馬達，其中該馬達利用旋轉(zhuǎn)力來驅(qū)動發(fā)電機，該旋轉(zhuǎn)力源自葉輪在流體的流動力下進行的旋轉(zhuǎn)運動。該水壓發(fā)電馬達包括旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生機構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生機構(gòu)包括中空管、葉輪罩殼和葉輪，該中空管的兩側(cè)形成有緊固凸緣以將該中空管與流體流動管結(jié)合，該葉輪罩殼用于將葉輪容納在其內(nèi)，該葉輪形成在葉輪軸的外周面上；以及用于發(fā)電的發(fā)電機，該發(fā)電機連接到所述旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生機構(gòu)的葉輪軸，其中，所述葉輪罩殼包括周邊部分，該周邊部分從所述中空管的中央部突出并且在該周邊部分內(nèi)沿著圓周形成有半球形凹部；兩個罩殼蓋，這兩個罩殼蓋分別組裝到所述周邊部分的兩側(cè)并具有位于其中心的軸孔以接納葉輪軸；第一軸承蓋，該第一軸承蓋用于覆蓋一個罩殼蓋中的軸孔；以及第二軸承蓋，該第二軸承蓋覆蓋另一個罩殼蓋中的軸孔并具有位于其中心的通孔。
文檔編號H02K7/18GK102177642SQ200980140223
公開日2011年9月7日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者林炳斗 申請人:黃名玉