本实用新型涉及能源领域的平流式轴流水力发电机，尤其涉及一种永磁浮平流式轴流水力发电机。
背景技术：
微水电利用电力负荷附近的低水头小流量的微小水资源发电，无需变电、直接供用户使用的水力发电系统。微水电是解决环境与资源矛盾的重要途径，对推动我国和其它国家特别是发展中国家农村电气化、可持续发展和社会的全面进步具有重要的战略意义。
但当前的微水发电效率普遍较低，因为微水资源动力小，轴承元件摩擦损耗大。为了微水发电换能效率，开发了几种磁悬浮的水力发电机。专利201220544617.6给出了一种磁悬浮水力发电机，转轮通过皮带轮电机连接发电。由于皮带轮有摩擦，效率不高；而且转子着陆不方便。
专利201310358998.8公开的磁悬浮水轮发电机，由于采用的是轴流式水轮机，轴向具有较大推力，必须使用包含电磁的混合磁悬浮才能保证转轮完全悬浮，所以结构复杂成本高，有额外电能消耗。
因此有必要开发一种低成本，能实际应用的高效磁悬浮水力发电机。
技术实现要素：
针对现有技术中的不足之处，本实用新型提供了一种永磁浮平流式轴流水力发电机，该发电机以解决现有微水发电机能量转化率低、特别是水资源极小而摩擦损耗相对较大的情况。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：
永磁浮平流式轴流水力发电机，包括涡壳、主轴、永磁浮轴承、轴向限位板、转轮、发电机腔室、锥形过滤网、漂浮管和配重；所述涡壳、发电机腔室和锥形过滤网设置在漂浮管的下方，发电机腔室位于涡壳和锥形过滤网之间，所述主轴设置在所述涡壳和发电机腔室内；所述涡壳由两呈近似抛物锥形工程塑料整流罩对称设置而成；所述主轴的两端呈钝尖状，所述主轴两端分别对应一个主轴轴向限位板，所述主轴上设置两个永磁浮轴承，两个永磁浮轴承之间设置盘式永磁发电机；所述转轮固定安装在主轴上，转轮位于涡壳靠近发电机腔室的一端并与涡壳的一端间隙配合；所述永磁浮轴承和盘式永磁发电机位于发电机腔室内；所述漂浮管的两端分别设置配重。
作为本实用新型的一种优选方案，所述锥形过滤网由不锈钢丝焊接成，锥顶上翘。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述主轴由不导磁轻质材料制成。
作为本实用新型的一种改进方案，所述盘式永磁发电机的定子无铁心。
作为本实用新型的另一种改进方案，所述发电机腔室呈近似椭球状。
与现有技术相比，永磁浮平流式轴流水力发电机具有如下优点：
1、永磁浮平流式轴流水力发电机，通过两呈近似抛物锥形整流罩对称设置，符合水力换能规律，使用永磁浮轴承配合轴向限位板点接触，成本小、坚固耐用、摩擦损耗小而换能效率高。
2、发电机内置与发电机腔室内部，与永磁浮轴承定子小间隙配合，使得永磁浮轴承转子与定子能吸附水中的含磁铁粒子，使发电机转子免受含磁铁粒子干扰，延长发电机的使用寿命悬浮，同时免日常维护，电机成本和运行成本低，特别适合水质量好的微水资源发电。
附图说明
图1为永磁浮平流式轴流水力发电机的结构示意图。
图中：1-进水及进水口；2-锥形过滤网；3-主轴轴向限位板；4-主轴顶尖；5-永磁浮轴承定子；6-永磁发电机转子；7-永磁发电机定子；8-永磁发电机转子；9-磁轴承定子；10-转轮；11-涡壳；12-主轴顶尖；13-主轴轴向限位板；14-出水及出水口；15-配重；16-主轴；17-漂浮管；18-永磁浮轴承转子；19-发电机转子永磁体；20-发电机定子绕组；21-发电机腔室；22-发电机腔壁；23-永磁浮轴承转子；24-配重。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地描述。
如图1所示，永磁浮平流式轴流水力发电机包括涡壳11、主轴16、永磁浮轴承(永磁浮轴承包括永磁浮轴承定子和永磁浮轴承转子，如图1中的永磁浮轴承定子9、永磁浮轴承定子5、永磁浮轴承转子18和永磁浮轴承转子23)、轴向限位板(轴向限位板为两个，轴向限位板3和轴向限位板13)、转轮10、发电机腔室21、锥形过滤网2、漂浮管17和配重(配重为两个，配重15和配重24)。
其中，涡壳11、发电机腔室21和锥形过滤网2设置在漂浮管17的下方，发电机腔室21位于涡壳11和锥形过滤网2之间，图中22为发电机腔壁22。主轴16设置在涡壳11和发电机腔室21内，主轴16由不导磁轻质材料制成。涡壳11由两呈近似抛物锥形工程塑料整流罩对称设置而成，符合水力换能特征，使用永磁浮轴承配合轴向限位板点接触，成本小、坚固耐用、摩擦损耗小而换能效率高。主轴的两端呈钝尖状，主轴两端分别对应一个主轴轴向限位板(即图1中的主轴顶尖4对应主轴轴向限位板3，主轴顶尖12对应主轴轴向限位板13)，主轴上设置两个永磁浮轴承，两个永磁浮轴承之间设置盘式永磁发电机(盘式永磁发电机包括永磁发电机定子和永磁发电机转子，图1中6为永磁发电机转子，7为永磁发电机定子，8为永磁发电机转子，19为永磁发电机转子永磁球，20为永磁发电机定子绕组)。转轮10固定安装在主轴16上，转轮10位于涡壳11靠近发电机腔室21的一端并与涡壳11的一端间隙配合。永磁浮轴承和盘式永磁发电机位于发电机腔室21内。漂浮管17由中空轻质材料制作，漂浮管17的两端分别设置配重24、15，以方便调整涡壳11倾斜角度，在额定运行时与水流方向平行。
轴向限位板由玻璃板等坚硬材料制成，使用支架固定于涡壳11内侧壁，限制主轴16轴向位置；永磁浮轴承与轴向限位板配合，使主轴16在额定运行工况下磁场力与水的冲击力平衡，发电机腔室22呈近似椭球状与涡壳11和永磁浮轴承定子配合，使永磁浮轴承定子与转子之间的间隙尽量小，吸附水中的铁质粒子，从而保护发电机免受铁质粒子干扰。锥形过滤网2由不锈钢丝焊接成，锥顶上翘。转轮与整流罩配合安装，主轴及其永磁浮轴承和盘式永磁发电机平均密度与水相同，要能水平悬浮在水中；使主轴静止或运动时始终能位于涡壳圆柱体的中心轴线上而不发生偏心现象，并且更有利与稳定运行。
图1上，1为进水及进水口，14为出水及出水口，涡壳的永磁浮平流式轴流水力发电机进水管外侧设置锥形过滤网，同时去除树枝杂草，以防影响转子正常工作。盘式永磁发电机的定子无铁心，避免了磁极效应，更适合微水发电机的稳定运行。涡壳等采用硬塑料，不导磁，进一步减少涡流损耗。所有磁铁表面用耐水油漆进行防水防锈处理，定子绕组固封于高强度绝缘耐水材料内，涡壳采用高强度绝缘耐水材料。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。