；第二固定挡块52包括第三面521、第四面522以及弧面523，第二固定挡块52的第三面521固定设于第一管道12的内壁上，第二固定挡块52的弧面523起到引导水流的作用，使来流对垂直涡轮水轮机2形成二次冲击，提高发电效率。其中，第一固定挡块51和第二固定挡块52分别设于第一管道12的内壁的相对位置上。
[0022]活动挡块7设于第一固定挡块51的第二面512和斜面513的交汇处。扭簧6的一侧固定于第一固定挡块51的第二面512上，另一侧固定于活动挡板7上，扭簧6的大小选择需要可根据管道内的流体状态进行计算和标定。
[0023]图5为利用本发明的内联式水力发电系统在不同的水流流速下计算得到的发电量的参考数据曲线。垂直坐标为本发明水轮发电机的模拟输出功率。当水流速度为lm/s时，最大输出功率约为200W，当水流速度达到3m/s时，最大输出功率可达480W。此发电量足够供应一般水管监测设备和数据采集系统。消耗水压在0.05Mpa之内，不会对供水稳定性有明显影响。
[0024]当水流进入T型喉管I的第一管道12内时，水流的水动能转化为垂直蜗轮水轮机2的机械能，栅栏式框架21的多个栅柱22向外延伸的多个弯曲叶片23带动垂直蜗轮水轮机2绕中心轴转动，垂直蜗轮水轮机2带动传动轴3转动，从而驱动通过法兰盘装在设于T型喉管I开口 11处的发电机产生电力。
[0025]当来流速度比较小即进水压力比较小时，由于扭簧6的作用，活动挡块7的开度也比较小，垂直蜗轮水轮机2利用此时的水流动能转化为自身的机械能，栅栏式框架21的多个栅柱22向外延伸的多个弯曲叶片23带动垂直蜗轮水轮机2绕中心轴转动，从而带动传动轴3转动，以使设于T型喉管I开口 11处的发电机产生电力。
[0026]当来流速度比较大即进水压力比较大时，在进水压力作用下，活动挡块7开度增大，使第一管道12通过水流的截面相应变小，以释放一部分的水动能，防止过多的水流进入垂直蜗轮水轮机2内，此时垂直蜗轮水轮机2利用此时的水流动能转化为自身的机械能，栅栏式框架21的多个栅柱22向外延伸的多个弯曲叶片23带动垂直蜗轮水轮机2绕中心轴转动，从而带动传动轴3转动，以使设于T型喉管I开口 11处的发电机产生电力。活动挡块7在进水压力作用下开度增大，使第一管道12通过水流的截面相应变小，可避免由于垂直蜗轮水轮机2的转速过大而导致弯曲叶片23或者传动轴3的损坏，从而保持弯曲叶片23的正常工作和足够的电力输出，延长内联式水力发电机的实用寿命。
[0027]本发明使用的场合是中型管道和较大型管道，一般处在主干供水管道，对安装时间有特别的限制。本发明内联闭式水力发电机的整套设备全部在工厂预装完成，简便方便，时间短，可以大大减少安装过程中对供水稳定和路面交通造成的不利影响。
[0028]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种内联闭式水力发电机，其特征在于，包括T型喉管(1)、设于所述T型喉管(I)内的垂直涡轮水轮机(2)以及通过所述垂直涡轮水轮机(2)的输出耦合驱动设于所述T型喉管(I)开口(11)处的发电机产生电力的传动轴(3);所述T型喉管(I)包括第一管道(12)和第二管道(13);所述T型喉管(I)的所述第一管道(12)的内壁设有不锈钢固定挡块(5)、活动挡块(7)以及用于根据来流速度调整所述活动挡块(7)开度的扭簧(6);所述垂直蜗轮水轮机(2)包括蜗轮轴、与所述蜗轮轴固定连接的竖型柱状栅栏式框架(21)以及分别从所述栅栏式框架(21)的多个栅柱(22)向外延伸的多个弯曲叶片(23)，所述蜗轮轴与所述传动轴(3)通过联轴器连接。2.根据权利要求1所述内联闭式水力发电机，其特征在于，所述T型喉管(I)的所述第一管道(12)的轴线与所述第二管道(13)的轴线相垂直。3.根据权利要求1所述内联闭式水力发电机，其特征在于，所述T型喉管(I)的所述第一管道(12)的一侧端口使用标准对接法兰，另一侧端口使用法兰适配器。4.根据权利要求3所述内联闭式水力发电机，其特征在于，所述T型喉管(I)的所述第一管道(12)的直径为250mm，所述第二管道(13)的直径为100mm。5.根据权利要求1所述内联闭式水力发电机，其特征在于，所述第一管道(12)的管壁上与所述开口(11)相对的位置上固定设有涡轮支撑座(4)，所述涡轮支撑座(4)上固定设有涡轮支撑轴(41 )，所述涡轮支撑轴(41)的轴线与所述第二管道(13)的轴线重合，所述垂直涡轮水轮机(2)的蜗轮轴通过轴承活动安装于所述涡轮支撑轴(41)上。6.根据权利要求1所述内联闭式水力发电机，其特征在于，所述不锈钢固定挡块(5)包括第一固定挡块(51)和第二固定挡块(52);所述第一固定挡块(51)包括第一面(511)、第二面(512)以及斜面(513)，所述第一固定挡块(51)的所述第一面(511)固定设于所述第一管道(12)的内壁上；所述第二固定挡块(52)包括第三面(521)、第四面(522)以及弧面(523)，所述第二固定挡块(52)的所述第三面(521)固定设于所述第一管道(12)的内壁上，所述弧面(523)起到引导水流的作用，使来流对涡轮形成二次冲击。7.根据权利要求6所述内联闭式水力发电机，其特征在于，所述第一固定挡块(51)和所述第二固定挡块(52)分别设于所述第一管道(12)的内壁的相对位置上。8.根据权利要求6所述内联闭式水力发电机，其特征在于，所述活动挡块(7)设于所述第一固定挡块(51)的所述第二面(512)和所述斜面(513)的交汇处。9.根据权利要求6所述内联闭式水力发电机，其特征在于，所述扭簧(6)的一侧固定于所述第一固定挡块(51)的所述第二面(512)上，另一侧固定于所述活动挡板(7)上。10.根据权利要求1所述内联闭式水力发电机，其特征在于，所述垂直涡轮水轮机(2)的所述多个弯曲叶片(23)的个数为12，每一个叶片的形状完全一致且弯曲方向相同，并与所述垂直涡轮水轮机(2 )旋转方向一致，所述栅栏式框架(21)为中空结构。
【专利摘要】本发明公开了一种内联闭式水力发电机，包括T型喉管（1）、设于所述T型喉管（1）内的垂直涡轮水轮机（2）以及驱动设于所述T型喉管（1）开口（11）处的产生电力机产生电力的传动轴（3）；所述T型喉管（1）包括第一管道（12）和第二管道（13）；所述第一管道（12）的内壁设有不锈钢固定挡块（5）、活动挡块（7）以及扭簧（6）；所述垂直蜗轮水轮机（2）包括蜗轮轴、竖型柱状栅栏式框架（21）以及分别从所述栅栏式框架（21）的多个栅柱（22）向外延伸的多个弯曲叶片（23）。本发明的内联闭式水力发电机的所有部件可预装完毕后在现场安装，生产和投入使用周期短，减少了整套系统安装过程中对供水系统和路面交通造成的不利影响。
【IPC分类】F03B13/00
【公开号】CN105179140
【申请号】
【发明人】杨洪兴, 娄承芝, 沈志成
【申请人】杨洪兴
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月7日