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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115949544A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310010444.2F03B3/18(2006.01)(22)申请日2023.01.04(71)申请人中国科学院工程热物理研究所地址100190北京市海淀区北四环西路11号(72)发明人王星陈海生朱阳历李文徐玉杰(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250专利代理师王兴(51)Int.Cl.F03B13/00(2006.01)H02K7/18(2006.01)H02J3/38(2006.01)F03B3/12(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种管道式轴流涡轮变频发电装置(57)摘要本发明涉及发电装置技术领域,具体涉及一种管道式轴流涡轮变频发电装置,包括:轴流涡轮叶轮;进气导流机构;发电机构;变频器;流体管道内的介质推动第一轴流涡轮叶轮转动;固定在动叶轮缘上的第一轮缘发电机转子随之转动并与第一轮缘发电机定子形成相对运动,并由此产生感应电动势,电能通过第一轴流涡轮变频器整流后输入电网;流体工质随后流经第二轴流涡轮叶轮,推动第二轴流涡轮叶轮转动;固定在动叶轮缘上的第二轮缘发电机转子随之转动并与第二轮缘发电机定子形成相对运动,并由此产生感应电动势,电能通过第二轴流涡轮变频器整流后输入电网。上述结构可以克服现有技术中基于管道结构的无轴涡轮,对应流体介质的能量回收性能不足的问题。CN115949544ACN115949544A权利要求书1/2页1.一种管道式轴流涡轮变频发电装置,其特征在于,包括:轴流涡轮叶轮,为至少两个,所述轴流涡轮叶轮包括:第一轴流涡轮叶轮(1)和第二轴流涡轮叶轮(2);进气导流机构,包括:用于将流体管道中心位置的流体介质引导至所述轴流涡轮叶轮,以推动所述轴流涡轮叶轮转动的涡轮导流轮毂(3);所述涡轮导流轮毂(3)与流体管道的中心轴位置相对应,且所述涡轮导流轮毂(3)朝向所述流体管道的流体流动方向的一端为弧形结构;发电机构,为至少两个,与所述轴流涡轮叶轮配合传动相连,所述发电机构包括:与所述第一轴流涡轮叶轮(1)相对设置的第一轮缘发电机转子(4)和第一轮缘发电机定子(5),以及与所述第二轴流涡轮叶轮(2)相对设置的第二轮缘发电机转子(6)和第二轮缘发电机定子(7);变频器,为至少两个,用于将所述发电机构发出的电能转化为工频电能以满足电网要求,其包括:分别与第一轴流涡轮叶轮(1)和第二轴流涡轮叶轮(2)相对设置的第一轴流涡轮变频器(8)和第二轴流涡轮变频器(9);所述流体管道内的介质推动所述第一轴流涡轮叶轮(1)转动;固定在动叶轮缘上的所述第一轮缘发电机转子(4)随之转动并与所述第一轮缘发电机定子(5)形成相对运动,并由此产生感应电动势,电能通过所述第一轴流涡轮变频器(8)整流后输入电网(10);流体工质随后流经第二轴流涡轮叶轮(2),推动所述第二轴流涡轮叶轮(2)转动;固定在动叶轮缘上的第二轮缘发电机转子(6)随之转动并与第二轮缘发电机定子(7)形成相对运动,并由此产生感应电动势,电能通过所述第二轴流涡轮变频器(9)整流后输入电网(10)。2.根据权利要求1所述的管道式轴流涡轮变频发电装置,其特征在于,还包括:轴流涡轮导叶,为至少两个,其包括:第一轴流涡轮导叶(11)和第二轴流涡轮导叶(12);所述第一轴流涡轮导叶(11)用于引导所述流体管道内的流体介质流向所述第一轴流涡轮叶轮(1);所述第二轴流涡轮导叶(12)用于引导经过所述第一轴流涡轮叶轮(1)的流体介质流向所述第二轴流涡轮叶轮(2)。3.根据权利要求2所述的管道式轴流涡轮变频发电装置,其特征在于,所述第一轴流涡轮导叶(11)为涡轮可调导叶;所述管道式轴流涡轮变频发电装置还包括:调节导叶(15)、调节控制机构(16),以及与所述调节控制机构(16)传动相连的转动轴杆(17);所述调节导叶(15)与所述转动轴杆(17)传动相连,所述调节控制机构(16)用于驱动所述转动轴杆(17)转动,所述转动轴杆(17)驱动所述调节导叶(15)转动,以调节所述第一轴流涡轮导叶(11)内的所述调节导叶(15)开度,从而控制进入涡轮的介质流量。4.根据权利要求3所述的管道式轴流涡轮变频发电装置,其特征在于,所述调节控制机构(16)为电动驱动机构,与所述电网(10)电连接,以从所述电网(10)获取电能。5.根据权利要求2所述的管道式轴流涡轮变频发电装置,其特征在于,还包括:出口导叶(13),设置在所述第二轴流涡轮导叶(12)的出口方向上,所述出口导叶(13)2CN115949544A权利要求书2/2页用于调整流场以降低管道式轴流涡轮变频发电装置的下游流动损失。6.根据权利要求1所述的管道式轴流涡