[发明专利]水力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及安装并使用于水路（大多数情况、水管）的水力发电装置。

背景技术

如专利文献1所公开的那样，开发了一种形成为在水车的外侧环状地配置有发电机部分的结构，且不建造水坝，而将上下水道、小河川、农业用水路、以及工厂排水水路等用于发电用途在目前还未被活用的存在高低差的水路上安装并使用的水力发电装置。该水力发电装置作为干净的能源供给源的同时，也作为实现在山间等难以设置来自已建发电站的送电线的场所的能源自给自足的手段之一而被注意。

图17是示出专利文献1所公开的水力发电装置及其冷却机构的结构的剖视图。具备有在电枢铁心305b上卷绕的电枢绕组305a的圆环状的定子306，以包围将安装在上游侧水路WT1上的上游侧配管310和安装在下游侧水路WT2上的下游侧配管312接合的壳体308的外周的方式进行设置。又，以包围圆环状的定子306的外周的方式设置有冷却电枢绕组305a和电枢铁心305b的发热的冷却机构315。

又，在外周上贴着永久磁铁304且在内周上具备比该内周更向径向内侧突出的螺旋桨叶片的圆环状的转子（叶轮）303，在定子306的内侧以可旋转地方式设置。又，在接合上游侧配管310和下游侧配管312的壳体308的中心轴上，固定设置有将水流引导至上游侧配管310内壁侧的轮毂302。又，将进入转子303的水流向适合转子303的螺旋桨叶片的倾斜度的方向进行引导的引导叶片301，设置于轮毂302的外周面和上游侧配管310的内壁之间。又，与向转子303的外周中央部凸起的圆环的两方的侧表面相对置地设置有水润滑轴承307。

另外，冷却机构315具备：多次绕圆环状的定子306的外周旋转地进行铺设的环管316a，从上游侧配管310绕行后将水供给至环管316a的流入部的水流入管316b，和使从环管316a的排出部排出的水返回至下游侧配管312的水排出管316c。

现有技术文献：

专利文献1：日本特开2006-189014号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

以图17所示的水力发电装置的构造谋求发电容量的增加或发电机的高密度化时，电流变大且磁场变强，定子306中的电枢绕组305a的铜损耗或电枢铁心305b的铁损耗等产生的发热量会增加。因此，上述情况下，需要更强力的冷却机构315。于是，冷却机构315是具备以多次环绕圆环状的定子306的外周的形式铺设的圈管316a等的水路外设备的结构，因此会导致由于冷却结构315的大型化或其结构的复杂化引起的成本提高。

本发明是为了解决上述问题而提出的，因此其目的在于提供一种针对伴随发电容量的增加或发电机的高密度化等的发热量增加而可以有效地冷却的简易且低成本的带有冷却机构的水力发电装置。

解决问题的手段：

为解决上述问题，根据本发明的某个实施形态的安装并使用于水路的水力发电装置如下所述：具备安装于所述水路的上游侧配管及下游侧配管，被夹持地设置于所述上游侧配管和所述下游侧配管之间的叶轮壳体，配置于所述叶轮壳体的轴心方向的轮毂，和以可在所述叶轮壳体的轴心周围旋转的形式容纳于所述叶轮壳体内的叶轮，所述轮毂被分割成旋转轮毂和至少一个固定轮毂，所述旋转轮毂嵌合于所述叶轮，所述至少一个固定轮毂相对于所述旋转轮毂隔着规定间隔地固定配置于所述叶轮壳体的轴心方向上，所述至少一个固定轮毂中设置有电枢，在所述旋转轮毂中以与所述至少一个固定轮毂的所述电枢相对置的形式设置有永久磁石励磁或电磁石励磁，在所述至少一个固定轮毂中设置有在轴心方向上贯通的导水管。

根据所述结构，例如，由于是使设置有发电机的永久磁石励磁的旋转轮毂与叶轮嵌合，且在与旋转轮毂独立的固定轮毂上设置有发电机的电枢的结构，因此可独立地设计/制作叶轮和发电机部分（旋转轮毂、固定轮毂）。该情况下，可与水路的大小无关地设置/制作与水路的流量、流速相应的适当的发电机部分。