本公开涉及一种水轮机、水力发电装置以及水力发电系统。
背景技术：
1、专利文献1公开了一种水力发电用法兰西斯式水轮机(francis turbine)。该水轮机包括管状的壳体。在壳体的一端侧连接有导水管。壳体的另一端侧由封闭板封闭。水轮机主轴贯穿封闭板。在水轮机主轴的一端固定有转轮。转轮布置在壳体的内部。在转轮的外周设置有导叶。转轮及导叶收纳在转轮罩中。转轮罩将来自导水管的流水经由导叶引导至转轮。在转轮罩的一端连接有吸水弯管。被引导至转轮的流水在使转轮旋转后，通过吸水弯管朝下游排出。
2、现有技术文献
3、专利文献
4、专利文献1：国际公开第2013/051113号公报
技术实现思路
1、－发明要解决的技术问题－
2、在专利文献1那样的水轮机中，水轮机主轴、转轮、转轮罩以及导叶构成旋转体单元。在各旋转体单元中，转轮罩和管道在转轮罩与管道相连接的连接部位彼此紧固起来。因而，转轮罩与管道之间的连接及拆解需要在壳体的内部进行紧固作业。因此，为了进行转轮罩的更换作业以及需要将转轮罩与管道之间的连接解除的、旋转体单元的构成部件的更换作业，也需要对壳体进行拆解。另外，在旋转体单元的构成部件的更换作业中，需要将构成部件彼此间的间隙(例如，转轮与转轮罩之间的间隙)控制在规定值上。因此，需要进行从壳体的内部或外部将更换部件对位的调节作业。这样，旋转体单元的构成部件的更换作业复杂，需要耗费与初始设置时或检修同等的工时。
3、本公开的目的在于：能够容易地更换旋转体单元的构成部件。
4、－用以解决技术问题的技术方案－
5、本公开的第一方面以一种水轮机20为对象。第一方面的水轮机包括壳体22、管道32以及旋转体单元36，流体fl在所述壳体22的内部流动，所述管道32延伸到所述壳体22的内部，所述旋转体单元36具有插入到所述壳体22的内部的旋转轴38，该旋转轴38朝向所述管道32。所述旋转体单元36以可从外部相对于所述壳体22进行拆装的方式安装。而且，该水轮机20包括支承部件90，当所述旋转体单元36已被安装在所述壳体22上时，所述支承部件90以所述管道32为对象将所述旋转体单元36支承在规定的位置上。
6、在第一方面中，旋转体单元36可从壳体22的外部进行拆装。在更换旋转体单元36的构成部件37时，能够从壳体22的外部将旋转体单元36拆下来。而且，能够相对于从壳体22上拆下来的旋转体单元36进行构成部件37的更换作业。此外，该水轮机20包括支承部件90。当旋转体单元36已被安装在壳体22上时，支承部件90以管道32为对象将旋转体单元36支承在规定的位置上。这样一来，就能够使旋转体单元36相对于管道32进行对位。由此，无需用紧固件在壳体22的内部对旋转体单元36和管道32进行紧固。因此，能够容易地更换旋转体单元36的构成部件37。
7、本公开的第二方面在第一方面的水轮机20的基础上，所述旋转体单元36具有转轮72，所述转轮72固定在所述旋转轴38的位于所述壳体22的内部的部分上。
8、本公开的第三方面在第二方面的水轮机20的基础上，所述旋转体单元36还具有转轮罩84，所述转轮罩84位于所述转轮72的外周。
9、本公开的第四方面在第三方面的水轮机20的基础上，所述旋转体单元36还具有导叶56，所述导叶56位于所述转轮罩84的与所述管道32相反的一侧并将所述壳体22内的流体fl引导至所述转轮72。
10、本公开的第五方面在第三或第四方面的水轮机20的基础上，所述转轮罩84作为所述支承部件90发挥作用。
11、在第五方面中，转轮罩84作为支承部件90发挥作用。当转轮罩84兼作支承部件90时，水轮机20无需包括与转轮罩84不同的部件来作为支承部件90。因此，能够削减水轮机20的部件数量，简化水轮机20的结构。
12、本公开的第六方面在第五方面的水轮机20的基础上，所述转轮罩84与所述管道32彼此对接而嵌合。在所述转轮罩84与所述管道32相嵌合的嵌合部分设置有密封部件98，所述密封部件98介于该转轮罩84与该管道32之间。
13、在第六方面中，密封部件98在转轮罩84与管道32相嵌合的嵌合部分介于管道32与转轮罩84这两者之间。这样一来，能够确保转轮罩84与管道32相连接的连接部位处的水密性。由此，能够抑制壳体22内的流体fl从转轮罩84与管道32相连接的连接部位的间隙绕过转轮72而朝下游侧流动。因此，较多的流体fl经由转轮72流动。这能够将在壳体22的内部流动的流体fl的能量有效地用于转轮72的旋转。
14、本公开的第七方面在第一到第六方面中任一方面的水轮机20的基础上，所述旋转体单元36是由包括所述旋转轴38在内的多个构成部件37组合而成的。所述旋转体单元36构成为可在不将其他所述构成部件37拆下来的情况下，对一部分所述构成部件37进行拆装。
15、在第七方面中，可对旋转体单元36中的一部分构成部件37进行拆装。而且，该一部分构成部件37相对于旋转体单元36的拆装也能够在不将其他构成部件37拆下来的情况下进行。由此，能够容易地进行该一部分构成部件37的更换作业。
16、作为第七方面的一个例子，能列举出：在上述第二方面的水轮机20中，所述转轮72可在不将构成所述旋转体单元36的其他部件37拆下来的情况下，相对于从所述壳体22上拆下来的该旋转体单元36进行拆装。根据该结构，即使在不将旋转体单元36的其他构成部件37拆下来的情况下，也能够进行转轮72相对于旋转体单元36的拆装。因此，能够容易地进行转轮72的更换作业。
17、另外，作为第七方面的另一个例子，能列举出：在上述第三方面的水轮机20中，所述转轮罩84可在不将构成所述旋转体单元36的其他部件37拆下来的情况下，相对于从所述壳体22上拆下来的该旋转体单元36进行拆装。根据该结构，即使在不将旋转体单元36的其他构成部件37拆下来的情况下，也能够进行转轮罩84相对于旋转体单元36的拆装。因此，能够容易地进行转轮罩84的更换作业。
18、另外，作为第七方面的另一个例子，能列举出：在上述第四方面的水轮机20中，所述转轮罩84及所述导叶56可在不将构成旋转体单元36的其他部件37拆下来的情况下，一体地相对于从所述壳体22上拆下来的该旋转体单元36进行拆装。根据该结构，能够在不将旋转体单元36的其他构成部件37拆下来的情况下，将转轮罩84及导叶56作为一体地相对于旋转体单元36进行拆装。因此，能够容易地进行导叶56的更换作业。
19、本公开的第八方面在第一到第七方面中任一方面的水轮机20的基础上，所述旋转体单元36以所述旋转轴38沿铅直方向延伸的形态安装在所述壳体22的上部。
20、在第八方面中，旋转体单元36安装在壳体22的上部。这样，当旋转体单元36沿纵向设置在壳体22上时，能够节省设置水轮机20的空间。
21、本公开的第九方面以一种水力发电装置8为对象。第九方面的水力发电装置8包括：第一到第八方面中任一方面的水轮机20、以及由所述水轮机20驱动的发电机100。
22、在第九方面中，能够容易地更换水轮机20中的旋转体单元36的构成部件37。因此，能够提高水力发电装置8的维护性。
23、本公开的第十方面以一种水力发电系统1为对象。第十方面的水力发电系统1包括：供流体fl流动的流路4、以及应用于所述流路4的第九方面的水力发电装置8。
24、在第十方面中，能够容易地更换水轮机20中的旋转体单元36的构成部件37。因此，能够根据流路4中的流动状况(流体fl的流量q、总落差ho)的变化等更换旋转体单元36的构成部件37。
1.一种水轮机，其包括壳体(22)、管道(32)以及旋转体单元(36)，流体(fl)在所述壳体(22)的内部流动，所述管道(32)延伸到所述壳体(22)的内部，所述旋转体单元(36)具有插入到所述壳体(22)的内部的旋转轴(38)，该旋转轴(38)朝向所述管道(32)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的水轮机，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的水轮机，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的水轮机，其特征在于：
5.根据权利要求3或4所述的水轮机，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的水轮机，其特征在于：
7.根据权利要求1到6中任一项权利要求所述的水轮机，其特征在于：
8.根据权利要求1到7中任一项权利要求所述的水轮机，其特征在于：
9.一种水力发电装置，其特征在于：
10.一种水力发电系统，其特征在于：
