技术领域
[0001] 本实用新型涉及
水利发电技术领域，尤其涉及一种发电管路及管道发电机。
背景技术
[0002] 发电机是一种将其他形式的
能量转化为
电能的机械设备，按照不同的驱动方式，发电机可以分为汽轮发电机、
水轮发电机、燃油发电机、余压能发电机等。其中余压能发电机的结构设计和水轮发电机相似，两者均是通过
流体驱动
叶轮旋转，旋转的叶轮会通过
传动轴将机械能传送给外部发电设备，从而实现机械能向电能的转换。
[0003] 由于余压能发电机在发电过程中需要进行多级传送，发电过程中的能量损耗较大，特别是余压不富裕时，余压能发电机还会出现不能正常发电的问题。为了解决上述问题，
现有技术中也有将
转子内置于管内的设计，例如在
申请公告号为CN109236540A的中国
发明专利申请中即公开了一种新型螺旋叶轮水
力发电一体机，该发电一体机包括转子和
定子，转子由
轴承转动装配在定子内部，转子内部设置有数条螺旋状叶轮，工作时螺旋状叶轮会直接带动发电机转子旋转，从而实现磁感线的转动，而发电机的定子会切割磁感线从而实现发电一体机的发电。
[0004] 上述叶轮水利发电一体机虽然避免了多级传动的问题，但是由于流体是直接作用在螺旋状叶轮上，流体击向螺旋状叶轮的
角度无法保证，从而造成流体能量不能充分利用，导致流体能量的利用率较低。实用新型内容
[0005] 本实用新型提供了一种管道发电机，用于解决现有技术中管道发电机存在能量利用率较低的技术问题。本实用新型还提供了一种应用上述管道发电机的发电管路。
[0006] 本实用新型的管道发电机采用如下的技术方案：
[0007] 管道发电机包括机壳、转子组件以及定子组件，所述转子组件转动装配在机壳内，所述定子组件设置在与转子组件相对应的机壳外周侧，转子组件包括用于承接流体冲击、以驱动转子组件转动的转子叶轮，机壳内还设置有用于引导流体流向、以使流体垂直作用在转子叶轮上的导流
叶片。
[0008] 有益效果：本实用新型管道发电机的内部设置有导流叶片，导流叶片能够矫正流体的流向并使得流体流向呈现出螺旋状，当矫正方向后的流体速度回变快并会垂直作用在转子叶轮上，从而增强了流体对转子叶轮的作用效果，提高了流体能量的转化率。
[0009] 进一步地，所述导流叶片的螺旋中心
位置设置有轴承座，所述转子组件通过转动轴转动装配在轴承座上。其有益效果是：通过在导流叶片上设置轴承座，使得导流叶片既具有引导流体流向的作用，还具有
支撑轴承座的作用，避免了需要对转子组件单独设置支撑结构的情况，简化了管道发电机的内部结构，有利于流体的流通，还降低了成本。
[0010] 进一步地，所述转动轴上设置有用于挡止转子组件一侧的台阶面，转动轴上还安装有用于挡止转子组件另一侧的固定帽，所述转子组件通过台阶面和固定帽的夹持固定在所述的转动轴上。其有益效果是：方便了对转子组件的固定。
[0011] 进一步地，所述转子组件还包括设置在转子叶轮螺旋中心位置的转动座、设置在转子叶轮外周侧的转子
铁芯以及设置在转子铁芯上的磁瓦。其有益效果是：转动座的设置方便了转子组件的转动装配。
[0012] 进一步地，所述磁瓦嵌装在转子铁芯内，转子铁芯上设置有用于嵌装磁瓦的嵌装凹槽，所述转子组件还包括用于将磁瓦封堵在嵌装凹槽内的固定环。其有益效果是：保证了磁瓦的固定效果，且结构简单、固定方便。
[0013] 进一步地，所述机壳的内壁上设置有用于嵌装转子铁芯的环形凹槽。其有益效果是：能够限制转子组件的位移，使得管道发电机的内部结构更加牢固、紧凑。
[0014] 进一步地，所述定子组件包括定子铁芯，所述机壳的外周侧设置用于包覆定子铁芯的定子防护壳。其有益效果是：定子防护壳的设置起到了保护定子组件的作用。
[0015] 进一步地，所述机壳上还设置有与定子组件电连接的配电组件，所述配电组件包括
电池、稳压器以及配电箱。其有益效果是：方便了电能的存储和转换。
[0016] 进一步地，所述机壳的两端均设置有连接
法兰。其有益效果是：方便了将管道发电机串接在输送管道中。
[0017] 本实用新型的发电管路采用如下的技术方案：
[0018] 发电管路包括输送管道以及串接在输送管道中的管道发电机，管道发电机包括机壳、转子组件以及定子组件，所述转子组件转动装配在机壳内，所述定子组件设置在与转子组件相对应的机壳外周侧，转子组件包括用于承接流体冲击、以驱动转子组件转动的转子叶轮，机壳内还设置有用于引导流体流向、以使流体垂直作用在转子叶轮上的导流叶片。
[0019] 有益效果：本实用新型管道发电机的内部设置有导流叶片，导流叶片能够矫正流体的流向并使得流体流向呈现出螺旋状，当矫正方向后的流体速度回变快并会垂直作用在转子叶轮上，从而增强了流体对转子叶轮的作用效果，提高了流体能量的转化率。
[0020] 进一步地，所述导流叶片的螺旋中心位置设置有轴承座，所述转子组件通过转动轴转动装配在轴承座上。其有益效果是：通过在导流叶片上设置轴承座，使得导流叶片既具有引导流体流向的作用，还具有支撑轴承座的作用，避免了需要对转子组件单独设置支撑结构的情况，简化了管道发电机的内部结构，有利于流体的流通，还降低了成本。
[0021] 进一步地，所述转动轴上设置有用于挡止转子组件一侧的台阶面，转动轴上还安装有用于挡止转子组件另一侧的固定帽，所述转子组件通过台阶面和固定帽的夹持固定在所述的转动轴上。其有益效果是：方便了对转子组件的固定。
[0022] 进一步地，所述转子组件还包括设置在转子叶轮螺旋中心位置的转动座、设置在转子叶轮外周侧的转子铁芯以及设置在转子铁芯上的磁瓦。其有益效果是：转动座的设置方便了转子组件的转动装配。
[0023] 进一步地，所述磁瓦嵌装在转子铁芯内，转子铁芯上设置有用于嵌装磁瓦的嵌装凹槽，所述转子组件还包括用于将磁瓦封堵在嵌装凹槽内的固定环。其有益效果是：保证了磁瓦的固定效果，且结构简单、固定方便。
[0024] 进一步地，所述机壳的内壁上设置有用于嵌装转子铁芯的环形凹槽。其有益效果是：能够限制转子组件的位移，使得管道发电机的内部结构更加牢固、紧凑。
[0025] 进一步地，所述定子组件包括定子铁芯，所述机壳的外周侧设置用于包覆定子铁芯的定子防护壳。其有益效果是：定子防护壳的设置起到了保护定子组件的作用。
[0026] 进一步地，所述机壳上还设置有与定子组件电连接的配电组件，所述配电组件包括电池、稳压器以及配电箱。其有益效果是：方便了电能的存储和转换。
[0027] 进一步地，所述机壳的两端均设置有连接法兰。其有益效果是：方便了将管道发电机串接在输送管道中。
附图说明
[0028] 图1是本实用新型的发电管路的
实施例1的整体结构示意图；
[0029] 图2是本实用新型的发电管路的实施例1的进口侧示意图；
[0030] 图3是本实用新型的发电管路的实施例1的出口侧示意图；
[0031] 图4是图3中A-A处剖视图；
[0032] 图5是本实用新型的发电管路的实施例1的转子组件结构示意图；
[0033] 图6是本实用新型的发电管路的实施例1的进口侧内部结构示意图；
[0034] 图7是本实用新型的发电管路的实施例1的出口侧内部结构示意图。
[0035] 附图标记说明如下：
[0036] 1-管道发电机，2-出口输送管道，3-进口输送管道，4-转子叶轮，5-固定帽，6-配电箱，7-导流叶片，8-转动轴，9-机壳，10-定子铁芯，11-定子防护壳，12-转子铁芯，13-
开关，14-电池，15-稳压器，16-固定环，17-磁瓦，18-转动座。
具体实施方式
[0037] 为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0038] 本实用新型的发电管路的实施例1：
[0039] 如图1至图7所示，发电管路包括输送管道以及串接在输送管道上的管道发电机1。为方便区分，以下将连接在管道发电机1进口侧的输送管道称为进口输送管道3，将连接在管道发电机1出口侧的输送管道称为出口输送管道2。本实施例中管道发电机1包括机壳9，机壳9的两端均设置有连接法兰，进口输送管道3和出口输送管道2均通过连接法兰连接在管道发电机1的上，需要说明的是，为了保证连接处的
密封性能，进口输送管道3与机壳9之间、出口输送管道2和机壳9之间均设置有密封
橡胶圈。
[0040] 管道发电机1还包括转子组件和定子组件，本实施例中转子组件转动装配在机壳9的内部，转子组件的转动轴线与机壳9的延伸方向相同。本实施例中定子组件设置在与转子组件相对应的机壳9外周侧，机壳9外周侧上设置有用于安装定子组件的定子防护壳11。本实施例中定子防护壳11为弧形槽状，定子防护壳11有两个，两个定子防护壳11分别罩在对应定子组件的外周侧，两个定子防护壳11的对接位置通过
螺栓进行固定。定子组件包括定子铁芯10以及缠绕在定子铁芯10的定子线圈。
[0041] 如图5所示，本实施例中转子组件包括转动座18、固定在转动座18上的转子叶轮4、固定在转子叶轮4外周侧的转子铁芯12，还包括设置在转子铁芯12上的磁瓦17，本实施例中磁瓦17有多个，这些磁瓦17沿着转子铁芯12的外周侧等间隔布置，转子铁芯12上设置有用于嵌装各磁瓦17的嵌装凹槽，各嵌装凹槽的
槽口均朝向转子铁芯12的外侧，嵌装凹槽还具有设置在转子铁芯12侧面的端口，磁瓦17安装时可以从嵌装凹槽的端口插入嵌装凹槽内，而嵌装凹槽的槽口会对磁瓦17进行挡止，从而约束了磁瓦17沿着转子铁芯12径向的
自由度。转子组件还包括将磁瓦17封堵在嵌装凹槽中的固定环16，本实施例中固定环16通过螺钉固定转子铁芯12的侧面上，固定环16可以将各嵌装凹槽的端口进行封堵，从而约束了磁瓦17沿着转子铁芯12轴向的自由度。
[0042] 机壳9内还设置有用于引导流体流向、以使流体垂直作用在转子叶轮4上的导流叶片7。如图7所示，导流叶片7直接一体设置在机壳9的内
侧壁上。本实施例中导流叶片7的螺旋中心位置还设置有轴承座，轴承座也与导流叶片7一体设置，轴承座可以视为一段圆环柱体，轴承座的内部设置有通孔，轴承座的通孔中转动装配有转动轴8，本实施例中转子组件通过转动轴8转动装配在轴承座上，具体的，转动轴8与轴承座之间可以通过安装轴承实现转动装配，本实施例
中轴承为
自润滑轴承。
[0043] 本实施例中为了将转子组件转动装配在转动轴8上，如图7所示，转动轴8上设置有台阶面，具体的，本实施例中转动轴8分为直径不同的两段，直径较大的一段用于与轴承座转动装配，直径较小的一段用于与转动座18转动装配，两段的过渡处即构成台阶面，台阶面能够对转子组件(具体为转动座18)的一侧挡止限位，转动轴8上还设置有固定帽5，本实施例中固定帽5为半球状，固定帽5采用
螺纹装配的方式固定转动轴8上，固定帽5能够对转动座18的另一侧挡止限位。通过固定帽5和台阶面的相互夹持作用即可将转子组件的固定。需要说明的是，为了使得转子组件能够转动的更为顺畅，转动座18与传动轴之间也可以设置有轴承。
[0044] 为了进一步增强对转子组件的限位作用，本实施例中机壳9的内壁上还设置有用于嵌装转子铁芯12的环形凹槽。具体的，本实施例中机壳9的内壁上也设置有台阶面，台阶面能够对转子铁芯12的一侧挡止限位，机壳9内还安装有环形的限位环，当转子铁芯12安装在台阶面上后，然后在转子铁芯12的另一侧安装上限位环，通过限位环和机壳9内台阶面的夹持作用即可进一步实现对转子组件的约束。需要说明的是，台阶面和限位环所围成的空间即构成本实施例中的环形凹槽。
[0045] 本实施例的机壳9上还设置有配电组件，配电组件包括设置机壳9上的配电箱6，还包括安装在配电箱6内的电池14和稳压器15，本实施例中电池14为锂电池。电池14和稳压器15均通过
导线串接在定子组件上。本实施例中配电箱6上还设置有用于控制线路通断的开关13。
[0046] 本实施例的发电管路在使用时，从进口输送管道3流出的流体会首先通过导流叶片7，流体在导流叶片7的引导作用下会改变流动方向并垂直作用在后面的转子叶轮4上，这样避免了流动方向不稳定时而容易造成能量利用率较低的问题，提高了
对流体的能量利用率。转动的转子叶轮4会带动转子铁芯12转动，从而实现磁感线的转动，此时，定子线圈会切割转动的磁感线，从而发电管路的发电。发电管路产生的电能会首先通过稳压器15进行稳压，然后被传送至锂电池内进行存储或者直接并入
电网中。
[0047] 本实用新型的发电管路的实施例2，与实施例1的区别技术特征在于：机壳内可以设置专
门用于固定转子组件的支撑架，转子组件的转动座通过传动轴转动装配在支撑架上。而导流叶片仅起到导流作用。
[0048] 本实用新型的发电管路的实施例3，与实施例1的区别技术特征在于：固定环可以套在转子铁芯的外周面上，嵌装凹槽可以不在转子铁芯的侧面设置端口，嵌装凹槽为设置在转子铁芯上的盲槽，当磁瓦插入嵌装凹槽后，通过固定环将磁瓦封堵在嵌装凹槽内。
[0049] 本实用新型的发电管路的实施例4，与实施例1的区别技术特征在于：转子组件仅通过环形凹槽转动装配在机壳的内部，即转子组件内不设置转动座，转动座也没有装配在转动轴8上，转子组件仅通过转子铁芯与环形凹槽的挡止限位作用转动在机壳内。需要说明的是，为了使得转子铁芯与机壳的结构紧凑，且避免转子铁芯和机壳之间
摩擦力较大的情况，转子铁芯和机壳之间可以设置有滚轮，滚轮可以设置在转子铁芯的外周侧，也可以设置在机壳的内侧壁上。转子铁芯与限位环的
接触面上也可以设置有滚轮。
[0050] 本实用新型的管道发电机的实施例，管道发电机的具体结构与上述发电管路中管道发电机的具体结构相同，此处不再赘述。
[0051] 以上实施例主要描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和
说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
