CN108884806B - 水轮机、用在水轮机中的由两个阳螺纹轴组成的连接结构、以及两个轴的连接结构 - Google Patents

水轮机、用在水轮机中的由两个阳螺纹轴组成的连接结构、以及两个轴的连接结构 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供水轮机，在水轮机中，根据预期用途或使用条件，单元管可以可选数目被连结且与转子成一体的旋转轴可以可选数目被连结，且每个转子可由水轮机稳定支承。在水轮机中，置于导水管A中的转子7通过导水管A中的水流旋转且转子7的旋转用作动力，其中多个构成导水管A一部分的单元管1通过将具有轴承5和通水部2b的端板2置于相应单元管之间被依次连接，其中分别与转子7成一体的多个旋转轴6在相邻的一对旋转轴6的彼此相对的端部相接触时通过将连接装置10置于相应旋转轴之间被成直线地连接，其中每个旋转轴6由设置成彼此相邻的相应一对轴承5可旋转地支承使得至少一个转子7置于相邻的一对轴承5、5之间，由此形成水轮机单元B。

Description

水轮机、用在水轮机中的由两个阳螺纹轴组成的连接结构、以 及两个轴的连接结构
技术领域
本发明涉及水轮机、以及分别用于该水轮机的由两个阳螺纹轴组成的连接结构和两个轴的连接结构，在该水轮机中，设置在导水管中的转子通过导水管中的水流而旋转，并且转子的旋转被用作动力。
背景技术
常规的这种类型的水轮机具有下述构型：长的转子轴沿轴向方向设置在长的导水管中，多个转子以成行的方式设置在该转子轴上，并且水下水力发电机通过转子轴的旋转而被驱动(参见专利文献1)。
作为用于将两个阳螺纹轴成直线地连接的常规连接结构，举例说明如下。成直线地设置的两个阳螺纹轴的彼此相对的端表面中的一个端表面上设置有小直径螺纹孔，在另一端表面上设置有小直径的螺纹轴，并且该小直径螺纹孔与该小直径螺纹轴彼此螺纹连接(参见专利文献2)。两个阳螺纹轴的各自的端表面接触，并且管状联接件被旋拧在两个阳螺纹轴的抵接部分上以覆盖抵接部分，其中，管状联接件的内表面设置有具有与两个阳螺纹轴的阳螺纹的螺距相等的螺距的阴螺纹(参见专利文献3)。两个阳螺纹轴的各自的端表面接触，两个阳螺纹轴的抵接部分由筒形螺杆的一对半本体保持，筒形螺杆的内表面设置有具有与两个阳螺纹轴的阳螺纹的螺距相等的螺距的阴螺纹，并且螺母被旋拧至设置在筒形螺杆的外周表面上的阳螺纹(参见专利文献4)。
现有技术
专利文献
专利文献1：JP 2000-9012 A
专利文献2：JP S13-3817 U
专利文献3：JP 2014-15728 A
专利文献4：JP 2001-220859 A
发明内容
本发明要解决的问题
在专利文献1中描述的发明的情况下，当旨在增大转子的数目时，另外的导水管被连接至原始导水管并且设置有另外的转子的另外的轴设置在所加设的导水管中。然而，将该另外的轴连接至原始转子轴并不容易。
在专利文献2至4中描述的相应的发明的情况下，两个阳螺纹轴刚性地连接以抵抗轴向方向上的力。然而，当扭矩围绕两个阳螺纹轴的中心轴线作用时，存在一个阳螺纹轴相对于另一阳螺纹轴或管状联接器(专利文献3)或筒形螺杆(专利文献4)沿松开方向旋转并脱落的风险。
因此，两个轴的上述常规连接结构并不优选作为用于连接设置在水力发电设备的导水管中的具有多个转子的旋转轴的连接结构，其中，旋转扭矩围绕旋转轴的中心轴线作用。
鉴于常规技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种具有水轮机单元的水轮机，该水轮机单元根据预期的用途或使用条件通过将构成导水管的一部分的单元管以可选的数目连结并且将与转子成一体的旋转轴以可选的数目连结而容易地形成，该水轮机可以容易地设置在导水管的可选部分处并且可以稳定地支承转子。
此外，鉴于常规技术的上述缺点，本发明的另一目的是提供由两个阳螺纹轴组成的连接结构以及使用该连接结构的两个轴的连接结构，其中，所述两个阳螺纹轴可以通过由两个阳螺纹轴组成的连接结构而被刚性地连接以不仅抵抗轴向方向上的外力而且抵抗围绕中心轴线的旋转力，并且由于简单的构型，因此可以容易地执行连接操作。
解决问题的手段
上述问题根据如下的本发明解决。
(1)一种水轮机，在该水轮机中，设置在导水管中的转子通过导水管中的水流而旋转并且转子的旋转被用作动力，该水轮机包括水轮机单元，在该水轮机单元中，具有轴承和通水部分的端板被固定至构成该导水管的一部分的单元管的两个端部中的每个端部，并且设置在该单元管中的与转子成一体的旋转轴的两个端部部分由相应的两个轴承可旋转地支承，其中，该水轮机单元可以串联地连接至该导水管的一部分。
根据这种构型，水轮机可以通过将水轮机单元一体化为导水管的一部分而被容易地设置在导水管的可选部分处。此外，水轮机可以通过下述简单的过程而被容易地设置在现有导水管的可选部分处，该过程包括：移除现有导水管的一部分，并且替代性地将水轮机单元串联地设置并连接至所移除的部分。此外，转子可以由转子置于其间的一对端板稳定地支承，并且转子置于其间的所述一对端板用作用于单元管的加强件并且可以防止单元管由于外力而扭曲。
(2)关于上述项(1)，其中，多个构成导水管的一部分的单元管是通过将具有轴承和通水部分的端板置于相应的单元管之间而被串联地连接的，其中，分别与转子成一体的多个旋转轴是通过将连接装置设置在相应的旋转轴之间而被串联地连接的，其中，旋转轴中的每个旋转轴各自由设置成彼此相邻的相应的一对轴承可旋转地支承，使得转子中的至少一个转子设置在相应的一对轴承之间，并且其中，水轮机单元形成为使得能够分别实现水轮机单元的单元管的连续连接和水轮机单元的设置有转子的旋转轴的另一连续连接。
根据这种构型，水轮机单元根据预期的用途或使用条件通过将构成导水管的一部分的可选数目的单元管连结并且将与转子成一体的可选数目的旋转轴连结而容易地形成，该水轮机可以容易地设置在导水管的可选部分处并且可以稳定地支承转子。
(3)关于上述项(2)，其中，单元管中的每个单元管各自在其两个端部处设置有向外凸缘，并且位于每一对单元管之间的相应的端板的周缘部分被置于设置在该周缘部分的两个侧处的向外凸缘之间。
根据这种构型，连接操作可以通过以下过程按顺序执行，该过程包括：在旋转轴由轴承支承的状态下通过使端板的周缘部分的一个表面与单元管的向外凸缘相接触而将端板的周缘部分的该一个表面临时地固定至单元管的向外凸缘，使另外的旋转轴的端部部分与上述旋转轴的从该端板向外伸出的自由端部相接触使得旋转轴通过连接装置而被成直线地连接，使覆盖另外的旋转轴的另外的单元管的一个端部处的向外凸缘与上述端板的周缘部分的另一表面相接触，由此使该端板的周缘部分置于所述一对单元管的彼此相对的向外凸缘之间。
(4)关于上述项(1)至(3)中的任一项，其中，在端板的两个侧表面或一个侧表面上形成有配装部分，该配装部分能够配装至单元管的相应的端部部分的内孔。
根据这种构型，由于端板的配装部分被配装至单元管的端部部分的内孔，因此端板可以容易地定位并且临时地固定至单元管的端部部分。
(5)关于上述项(2)至(4)中的任一项，其中，旋转轴的连接装置具有下述构型：
在成直线地设置的两个旋转轴的彼此相对的端部部分上分别形成有具有共同的外径和共同的螺距的阳螺纹轴；
在阳螺纹轴的彼此相对的相应的端表面上形成有凸出部分和凹进部分，该凸出部分和该凹进部分相应地具有彼此互补的形状并且具有在绕中心轴线的旋转方向上相接触的抵接表面；
阳螺纹轴的彼此相对的端表面相接触使得形成在阳螺纹轴的各自的外周表面上的螺纹连续；
该凸出部分和该凹进部分配装至彼此；以及
在阳螺纹轴的彼此相对的端表面进行抵接时，阴螺纹管被旋拧在阳螺纹轴之间的抵接部分上以覆盖该抵接部分。
根据这种构型，所述两个旋转轴可以通过下述方式而被容易且快速地连接：使两个阳螺纹轴的彼此相对的端表面彼此相接触使得凸出部分和凹进部分配装至彼此，同时阴螺纹管被旋拧到阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴上，并且旋拧上述阴螺纹管以覆盖两个阳螺纹轴的抵接部分。
由于形成在两个阳螺纹轴的外周表面上的各自的螺纹被旋拧到阴螺纹管中，因此两个阳螺纹轴可以被刚性地连接以抵抗轴向方向上的外力。此外，由于分别形成在两个阳螺纹轴的彼此相对的端表面上的凸出部分和凹进部分配装至彼此并且该凸出部分和该凹进部分的相应的抵接表面在绕中心轴线的旋转方向上相接触，因此两个阳螺纹轴可以被刚性地连接以抵抗绕中心轴线的旋转力。
(6)关于上述项(5)，其中，形成有用于将阴螺纹管锁定以防止在阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴上旋转的旋转锁定装置。
根据这种构型，由于阴螺纹管通过旋转锁定装置而被锁定成防止在阳螺纹轴中的一个阳螺纹轴上旋转并且因此被锁定成防止在另一阳螺纹轴上旋转，使得防止了阴螺纹管从两个阳螺纹轴脱落或防止了两个阳螺纹轴之间的连接被释放。
(7)关于上述项(6)，其中，旋转锁定装置是被旋拧到在阴螺纹管上形成为沿径向方向指向的阴螺纹孔中的固定螺钉，并且其中，该固定螺钉的梢部被压焊至阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴的外周表面，或者该固定螺钉的梢部被配装至形成在阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴的外周表面上的接合孔。
根据这种构型，可以简化旋转锁定装置的构型。
(8)关于上述项(5)至(7)中的任一项，其中，所述两个阳螺纹轴的彼此相对的端部部分设置有销孔，该销孔与阳螺纹轴的中心轴线垂直并且该销孔穿过配装至彼此的凸出部分和凹进部分，并且其中，销配装至该销孔。
根据这种构型，所述两个阳螺纹轴不仅通过阴螺纹管而且通过销而被连接，并且因而是通过这些双连接装置而被刚性地连接的。
(9)关于上述项(5)至(8)中的任一项，其中，在所述两个阳螺纹轴的彼此相对的端表面中的任一端表面的中央部上设置有突出轴，该突出轴形成为带尖的形状，其中，该突出轴的从基部端部至梢部的突出量大于凸出部分的从基部端部至梢部的突出量，并且其中，在与该突出轴相对的端表面的中央部上形成有能够供该突出轴配装的配装孔。
根据这种构型，两个阳螺纹轴可以在所述两个阳螺纹轴的彼此相对的端表面相接触时通过将形成为带尖的形状的突出轴***到配装孔中而被容易地对准。然后，凸出部分和凹进部分可以通过使一个阳螺纹轴相对于另一阳螺纹轴绕中心轴线旋转而被容易地配装。
(10)一种由两个阳螺纹轴组成的连接结构，所述两个阳螺纹轴用于将水轮机的多个旋转轴串联地连接并且分别设置在一对旋转轴的彼此相对的端部部分处，
该水轮机具有转子，该转子设置在导水管中并且通过该导水管中的水流而旋转，使得该转子的旋转被用作动力，并且该水轮机包括水轮机单元，该水轮机单元具有下述构型：具有轴承和通水部分的端板被固定至构成该导水管的一部分的单元管的两个端部中的每个端部；以及设置在该单元管中的与转子成一体的旋转轴的两个端部部分由相应的两个轴承可旋转地支承，其中，该水轮机单元能够串联地连接至该导水管的一部分，以及
由两个阳螺纹轴组成的连接结构具有下述构型：
在具有共同的外径和共同的螺距且成直线地设置的两个阳螺纹轴的彼此相对的相应的端表面上形成有凸出部分和凹进部分，该凸出部分和该凹进部分相应地具有彼此互补的形状并且具有在绕中心轴线的旋转方向上相接触的抵接表面；
阳螺纹轴的彼此相对的端表面相接触，使得形成在阳螺纹轴的各自的外周表面上的螺纹连续；以及该凸出部分和该凹进部分配装至彼此；以及
阴螺纹管被旋拧在阳螺纹轴之间的抵接部分上以覆盖该抵接部分。
根据这种构型，由于形成在两个阳螺纹轴的外周表面上的各自的螺纹被旋拧到阴螺纹管中，因此两个阳螺纹轴可以被刚性地连接以抵抗轴向方向上的外力。此外，由于分别形成在两个阳螺纹轴的彼此相对的端表面上的凸出部分和凹进部分配装至彼此并且该凸出部分和该凹进部分的相应的抵接表面在绕中心轴线的旋转方向上相接触，因此两个阳螺纹轴可以被刚性抵连接以抵抗绕中心轴线的旋转力。
此外，此构型是简单的并且连接操作是容易的，这是因为此构型可以通过以下简单的过程获得：在两个阳螺纹轴的彼此相对的端表面中的每个端表面处形成凸出部分和凹进部分，使凸出部分与凹进部分相接触，并且将阴螺纹管旋拧到两个阳螺纹轴上以覆盖抵接部分。
(11)关于上述项(10)，其中，形成有用于将阴螺纹管锁定以防止在阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴上旋转的旋转锁定装置。
根据这种构型，由于阴螺纹管通过旋转锁定装置而被锁定成防止在阳螺纹轴中的一个阳螺纹轴上旋转并且因此被锁定成防止在另一阳螺纹轴上旋转，使得防止了阴螺纹管从两个阳螺纹轴脱落或防止了两个阳螺纹轴之间的连接被释放。
(12)关于上述项(11)，其中，旋转锁定装置是被旋拧到在阴螺纹管上形成为沿径向方向指向的阴螺纹孔中的固定螺钉，并且其中，该固定螺钉的梢部被压焊至阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴的外周表面，或者该固定螺钉的梢部被配装至形成在阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴的外周表面上的接合孔。
根据这种构型，可以简化旋转锁定装置的构型。
(13)关于上述项(10)至(12)中的任一项，其中，所述两个阳螺纹轴的彼此相对的端部部分设置有销孔，该销孔与阳螺纹轴的中心轴线垂直并且该销孔穿过配装至彼此的凸出部分和凹进部分，并且其中，销配装至该销孔。
根据这种构型，所述两个阳螺纹轴不仅通过阴螺纹管而且通过销而被连接，并且因而是通过这些双连接装置而被刚性地连接的。
(14)关于上述项(10)至(13)中的任一项，其中，在所述两个阳螺纹轴的彼此相对的端表面中的任一端表面的中央部上设置有突出轴，该突出轴形成为带尖的形状，其中，该突出轴的从基部端部至梢部的突出量大于凸出部分的从基部端部至梢部的突出量，并且其中，在与该突出轴相对的端表面的中央部上形成有能够供该突出轴配装的配装孔。
根据这种构型，两个阳螺纹轴可以在所述两个阳螺纹轴的彼此相对的端表面相接触时通过将形成为带尖的形状的突出轴***到配装孔中而被容易地对准。然后，凸出部分和凹进部分可以通过使一个阳螺纹轴相对于另一阳螺纹轴绕中心轴线旋转而被容易地配装。
(15)两个轴的连接结构，其中，所述两个轴的端部部分分别设置有具有共同的外径和共同的螺距的阳螺纹轴，其中，所述两个轴相接触从而彼此成直线地设置，并且其中，抵接的两个阳螺纹轴是通过根据上述项(10)至(14)中的任一项所述的由两个阳螺纹轴组成的连接结构而被连接的。
根据这种构型，所述两个轴可以被刚性地连接以不仅抵抗轴向方向上的外力而且抵抗绕中心轴线的旋转方向上的外力，并且可以提供构型简单且连接操作容易的连接结构。
发明优点
根据本发明，可以提供一种具有水轮机单元的水轮机，该水轮机单元根据预期的用途或使用条件通过将构成导水管的一部分的单元管以可选的数目连结并且将与转子成一体的旋转轴以可选的数目连结而容易地形成，该水轮机可以容易地设置在导水管的可选部分处并且可以稳定地支承转子。
此外，根据本发明，可以提供由两个阳螺纹轴组成的连接结构以及使用该连接结构的两个轴的连接结构，其中，所述两个阳螺纹轴可以通过由两个阳螺纹轴组成的连接结构而被刚性地连接以不仅抵抗轴向方向上的外力而且抵抗绕中心轴线的旋转力，并且由于简单的构型，因此可以容易地执行连接操作。
附图说明
图1是部分地示出了本发明的水轮机的实施方式的中央竖向截面前视图。
图2是沿着图1中的线II-II截取的放大的竖向截面侧视图。
图3是示出了本发明的由两个阳螺纹轴组成的连接结构的第一实施方式以及使用所述连接结构的两个轴的连接结构的放大竖向截面前视图，并且图1中所示的水轮机的旋转轴的连接部分通过局部剖视图示出。
图4是示出了图3中所示的旋转轴的连接部分被分开的状态的放大竖向截面前视图。
图5是示出了旋转轴和单元管分别将要被连接的状态的中央竖向截面前视图。
图6是示出了本发明的由两个阳螺纹轴组成的连接结构的第二实施方式的分解立体图。
图7是示出了图6中所示的旋转轴将要被连接的状态的中央横截面平面图。
具体实施方式
参照图1至图5，描述了根据本发明的水轮机的实施方式、以及根据本发明的用于水轮机的由两个阳螺纹轴组成的连接结构的第一实施方式和使用所述连接结构的两个轴的连接结构。
该水轮机包括多个筒形单元管1，所述多个筒形单元管1沿水平方向成直线地连接以形成导水管A的一部分。
单元管1中的每个单元管各自在其两个端部处具有向外凸缘1a。
相邻的一对单元管1、1通过包括下述步骤的过程而被连接：使彼此相对的向外凸缘1a、1a与盘形端板2的周缘部分的两个侧表面相接触使得盘形端板2被置于向外凸缘1a、1a之间，并且用螺栓3和螺母4来紧固所获得的一体化物体，其中，螺栓3穿过该一体化物体，螺母4可以旋拧至相应的螺栓。
在端板2中的每个端板的中央部分处形成有轴承部分2a，该轴承部分2a设置有为球轴承或滚珠轴承的轴承5，并且围绕该轴承部分形成有具有扇形形状或其他形状的多个通水部分2b。
在端板2中的每个端板的两个侧表面或一个侧表面上形成有配装至单元管1的内孔1b的小尺寸配装部分2c，其中，该配装部分2c形成在相应的端板2的设置在一系列单元管1的最外侧处的一个侧表面上。
沿水平方向指向的旋转轴6由端板2中的每个端板的轴承5可旋转地支承。
主轴8和至少一个另外的轴9设置作为旋转轴6，其中，主轴8在其中间部分处一体地设置有转子7，所述至少一个另外的轴9在其中间部分处一体地设置有转子7。相邻的一对旋转轴6的彼此相对的相应的端部部分相接触并且通过连接装置10而被成直线地连接。
主轴8上的转子7的两个侧处的左位置和右位置由设置成彼此相邻的一对端板2、2的各自的中央部分处的轴承5、5可旋转地支承。另外的轴9由一个端板2的中央部分处的轴承5可旋转地支承。由于另外的轴9通过连接装置10而被连接至主轴8或另一另外的轴9，因此设置在另外的轴9上的转子7是在转子7的两侧处由设置成彼此相邻的一对端板2、2的轴承5、5支承。
转子7是通过下述方式而形成的：将多个叶片7b在被固定至主轴8或另外的轴9的毂部7a的外周表面上固定成使得叶片7b中的每个叶片的倾斜梢部部分7c面向上游侧(图1中的向左方向)。
如图3中所示，连接装置10具有下述结构：在该结构中，在成直线地设置的两个旋转轴6、6(主轴8和另外的轴9)的彼此相对的端部部分上形成有阳螺纹轴11、12，阳螺纹轴11、12具有共同的外径和共同的螺距；在阳螺纹轴11、12的彼此相对的相应的端表面上形成有凸出部分13和凹进部分14，凸出部分13和凹进部分14相应地具有彼此互补的形状并且相应地具有在围绕中心轴线L的旋转方向上相接触的抵接表面13a、14a；阳螺纹轴11、12的彼此相对的端表面相接触，使得形成在阳螺纹轴11、12的相应的外周表面上的螺纹11a、12a连续并且使得凸出部分13与凹进部分14配装至彼此；并且在阳螺纹轴11、12的彼此相对的端表面进行抵接的同时，阴螺纹管15被旋拧在阳螺纹轴11、12之间的抵接部分上以覆盖抵接部分。
无需描述的是：阴螺纹管15的内表面雕刻有被旋拧到螺纹11a、12a上的阴螺纹。
在该示例中，阳螺纹轴11、12的彼此相对的端表面形成为呈相同的形状以便分别具有凸出部分13和凹进部分14两者。
在阴螺纹管15的侧部上形成有径向方向上的阴螺纹孔16，并且在一个阳螺纹轴11的面向阴螺纹孔16的外周表面上形成有接合孔17。
如图3中所示，在阴螺纹孔16与孔17配位(coordinate)的状态下，被旋拧到阴螺纹孔16中的固定螺钉(set screw)18的梢部部分被旋拧到上述接合孔17中，由此将阴螺纹管15锁定以防止在阳螺纹轴11上旋转。
阳螺纹轴12是通过将凸出部分13与凹进部分14彼此配装而被锁定以防止在阳螺纹轴11上旋转的，并且因此，阴螺纹管15是通过将外周表面上的螺纹12a旋拧到阴螺纹管15中而被锁定以防止在另一阳螺纹轴12上旋转的。
用于将阴螺纹管15锁定以防止在阳螺纹轴11、12中的任一阳螺纹轴上旋转的旋转锁定装置19是由阴螺纹孔16、接合孔17和固定螺钉18形成的。该旋转锁定装置19防止阴螺纹管15从两个阳螺纹轴11、12脱落，并且防止阳螺纹轴11、12之间的连接被释放。
可以省去接合孔17。在这种情况下，阴螺纹管15是通过将固定螺钉18的梢部压焊在阳螺纹轴11的外周表面上而被锁定以防止旋转的。
如由图3、图4中的虚线所示，两个阳螺纹轴11、12的彼此相对的端部部分设置有销孔20，该销孔20与阳螺纹轴11、12的中心轴线L垂直并且该销孔20穿过配装至彼此的凸出部分13和凹进部分14。两个阳螺纹轴11、12不仅通过阴螺纹管15而被连接而且通过将销21配装到销孔20中经由销21而被连接。两个旋转轴6通过这些双连接装置而被刚性地连接。
也就是说，由于形成在两个阳螺纹轴11、12的外周表面中的每个外周表面上的螺纹11a、12a被旋拧到阴螺纹管15中，因此两个阳螺纹轴11、12被刚性地连接以抵抗轴向方向上的外力。此外，由于形成在两个阳螺纹轴11、12的彼此相对的端表面中的每个端表面上的凸出部分13和凹进部分14配装至彼此并且凸出部分13的相应的抵接表面13a和凹进部分14的相应的抵接表面14a在围绕中心轴线L的旋转方向上彼此相接触，因此凸出部分13和凹进部分14被刚性地连接以抵抗围绕中心轴线L的旋转力。
此外，此构型是简单的并且连接操作是容易的，这是因为此构型可以通过以下简单的过程获得：在两个阳螺纹轴11、12的彼此相对的端表面的每个端表面上形成凸出部分13和凹进部分14，使凸出部分13与凹进部分14相接触，并且将阴螺纹管15旋拧到两个阳螺纹轴11、12上以覆盖抵接部分。
在该水轮机中，水轮机单元B形成有单元管1、端板2、分别与转子7成一体的旋转轴6、以及用于连接在旋转轴6、6之间的连接装置10，并且该单元B串联地连接至导水管A的适当部分。水轮机单元B可以形成有：一个单元管1、比如图1中所示的右端上的单元管1；一对端板2、2，在所述一对端板2、2之间设置有该单元管1；以及与转子7成一体的单个旋转轴6、即与转子7成一体的主轴8，并且该单元B串联地连接至导水管A的适当部分。
关于该水轮机，当水从图1中的左侧穿过导水管A向右侧行进时，转子7中的每个转子均通过水流而旋转，并且所产生的旋转力经由主轴8而被传递至未示出的水力利用装置、比如水力发电设备中的涡轮机(未示出)，并且所产生的旋转力被用作动力源。
接下来，描述加设单元管1以及与转子7成一体的旋转轴6的操作过程。
图1中所示的最右侧上的第一端板2被固定至右侧上的第一单元管1的右端部，主轴8的右端部部分被配装至第一端板2的中央部处的轴承5以便被可旋转地支承，主轴8的左端部部分被配装至第二端板2的中央部处的轴承5使得主轴8的左端部部分从第二端板2沿向左的方向伸出，并且第二端板2被临时地固定至第一单元管1的左端部。
接下来，如图5中所示，第三端板2被临时地固定至第二单元管1的左端部，临时地连接至第一另外的轴9的左端部的辅助轴22被配装至第三端板2的中央部处的轴承5以便被可旋转地支承，并且第一另外的轴9的右端部的附近由设置在第二单元管1的右端部部分中的支承工具23支承以便被定位在第二单元管1的中央部处，使得第一另外的轴9的右端部部分从第二单元管1的右端部沿向右的方向伸出。
在第一另外的轴9的左端部部分处形成有与形成在主轴8的左端部部分处的阳螺纹轴11相同的另一阳螺纹轴11。在辅助轴22的右端部处形成有另一端表面，该另一端表面具有与阳螺纹轴11的端表面互补的形状，即，具有与阳螺纹轴12的右端表面相同的形状。辅助轴22是通过将辅助轴22的端表面压配合至第一另外的轴9的左端表面而被临时地连接至第一另外的轴9的左端部的。
接下来，如图4、图5中所示，阴螺纹管15被旋拧到形成在主轴8的左端部部分处的阳螺纹轴11上或被旋拧到形成在第一另外的轴9的右端部部分处的阳螺纹轴12上，其中，阳螺纹轴11、12彼此相对(在图中所示的示例中，管15被旋拧到阳螺纹轴11侧上)。然后，所获得的包括第一另外的轴9、第二单元管1、第三端板2、辅助轴22和支承工具23的一体化物体沿向右的方向移动。形成在第一另外的轴9的右端部部分处的阳螺纹轴12的右端表面与形成在主轴8的左端部部分处的阳螺纹轴11的左端表面相接触，使得凸出部分13和凹进部分14配装至彼此。在凸出部分13和凹进部分14完全配装至彼此的状态下，销21配装到销孔20中，并且两个阳螺纹轴11、12通过销21而被连接。
然后，阴螺纹管15被沿向左的方向旋拧，阴螺纹管15的旋拧在阴螺纹管15到达其中阴螺纹孔16与接合孔17配位的位置处时被停止，旋拧到阴螺纹孔16中的固定螺钉18的梢部部分被旋拧到接合孔17中，由此将阴螺纹管15锁定以防止在右侧上的阴螺纹轴11上旋转。
主轴8与第一另外的轴9之间的这种连接操作可以通过使用形成在第一单元管1与第二单元管1之间的间隙来执行。
在主轴8与第一另外的轴9之间的连接操作完成之后，支承工具23被从第二单元管1移除。然后，第二单元管1以及临时地固定至第二单元管1的第三端板2以平行于第一另外的轴9和辅助轴22的方式沿向右的方向移动，使得第一另外的轴9的左端部部分穿过第三端板2的轴承5以便沿向左的方向伸出，辅助轴22被从第一另外的轴9移除，第二单元管1的右端部的向外凸缘1a与第二端板2的左端表面相接触，并且在将第二端板2置于第二单元管1的向外凸缘1a与第一单元管1的的左端部的向外凸缘1a之间时，第二单元管1的向外凸缘1a和第一单元管1的左端部的向外凸缘1a通过螺栓3和螺母4而彼此连接。
然后，可以以与上述方式相同的方式按顺序加设随后的第三单元管1以及随后的第二另外的轴9。
在该实施方式中，水轮机可以通过将水轮机单元B一体化为导水管A的一部分而被容易地设置在导水管A的可选部分处。此外，水轮机可以通过下述简单的过程而被容易地设置在现有导水管A的可选部分处，该过程包括：移除现有导水管A的一部分，并且替代性地将水轮机单元B串联地设置并连接至所移除的部分。此外，转子7可以由转子7置于其间的一对端板稳定地支承，并且转子7置于其间的所述一对端板2用作用于单元管1的加强件并且可以防止单元管1由于外力而扭曲。
图6、图7示出了本发明的由两个阳螺纹轴组成的连接结构的第二实施方式。附带地，与上述第一实施方式中的构件相同或相似的构件通过相应地附有相同的附图标记来示出，并且关于这些构件的详细说明被省略。
该连接装置30具有凸出部分31、突出轴32、凹进部分33和配装孔34，其中，凸出部分31形成为呈沿径向方向伸长的矩形平行六面体形状并且设置在两个阳螺纹轴11、12的彼此相对的端表面中的任一端表面处，在该示例中，凸出部分31设置在阳螺纹轴11的端表面的中央部处，其中，突出轴32形成为带尖的(pointed)形状并且设置在凸出部分31的梢部表面的中央部上，其中，凹进部分33具有与上述凸出部分31互补的形状并且设置在另一阳螺纹轴12的端表面上，并且其中，配装孔34的内径等于或略大于突出轴32的外径使得突出轴32可以被配装至配装孔34。
突出轴32的从基部端部至梢部的突出量T1大于凸出部分31的从基部端部至梢部的突出量T2。
因此，两个阳螺纹轴11、12可以在所述两个阳螺纹轴11、12的彼此相对的端表面相接触时通过将形成为带尖的形状的突出轴32***到配装孔34中而被容易于地对准。然后，凸出部分31和凹进部分33可以通过使一个阳螺纹轴12相对于另一个阳螺纹轴11绕中心轴线L旋转而被容易地配装。
与第一实施方式相同的是，在两个阳螺纹轴11、12的彼此相对的端表面相接触之后，与图3中所示的阴螺纹管15相同的阴螺纹管15被旋拧到两个阳螺纹轴11、12上以覆盖抵接部分。因此，省略了详细说明。
当图6、图7中所示的替代性示例被应用于形成在图5中所示的第一另外的轴9的阳螺纹轴11的左端部处的左端表面与辅助轴22的右端表面之间的关联时，辅助轴22在辅助轴22被临时地连接至第二另外的轴9的左端部时从第一另外的轴9的左端部脱落的风险较小。
本发明不限于上述实施方式和替代性示例，并且在不背离如下权利要求的范围的情况下，各种修改的实施方式都是可能的。
(1)在设置成彼此相邻的一对端板2、2之间设置转子7中的两个或更多个转子。
(2)使用具有其他结构——比如联轴器——的公知装置作为连接装置10、30。
(3)旁路(bypass)通道经由切换阀而被设置至原始导水管，水轮机单元B连接至该旁路通道中的另一导水管，并且水仅穿过原始导水管、或者经由旁路通道穿过、或穿过原始导水管和旁路通道两者。
(4)使用如由图3、图4中的双点划线所示的被旋拧到阳螺纹轴11、12中的任一阳螺纹轴上的锁紧螺母35作为旋转锁定装置19来代替固定螺钉18。如图3中所示，在两个阳螺纹轴11、12的彼此相对的端表面进行抵接时，阴螺纹管15被旋拧到两个阳螺纹轴11、12之间的抵接部分上以覆盖抵接部分，并且然后锁紧螺母35被压焊至阴螺纹管15。
当锁紧螺母35与固定螺钉18组合地使用时，阴螺纹管15可以被更可靠地锁定以防止旋转。
工业适用性
本发明的由两个阳螺纹轴组成的连接结构和使用该连接结构的两个轴的连接结构不仅应用于水力发电设备的水轮机、比如上述的应用示例，而且还应用于两个阳螺纹轴或两个轴彼此连接的每个连接结构。
附图标记列表
1 单元管
1a 向外凸缘
1b 内孔
2 端板
2a 轴承部分
2b 通水部分
2c 配装部分
3 螺栓
4 螺母
5 轴承
6 旋转轴
7 转子
7a 毂部
7b 叶片
7c 倾斜部分
8 主轴
9 另外的轴
10 连接装置
11、12 阳螺纹轴
11a、12a 螺纹
13 凸出部分
13a 抵接表面
14 凹进部分
14a 抵接表面
15 阴螺纹管
16 阴螺纹孔
17 接合孔
18 固定螺钉
19 旋转锁定装置
20 销孔
21 销
2、2 辅助轴
23 支承工具
30 连接装置
31 凸出部分
32 突出轴
33 凹进部分
34 配装孔
35 锁紧螺母
A 导水管
B 水轮机单元
L 中心轴线
T1、T2 突出量

Claims (13)

1.一种水轮机，在所述水轮机中，设置在导水管中的转子通过所述导水管中的水流而旋转并且所述转子的旋转被用作动力，所述水轮机包括水轮机单元，在所述水轮机单元中，具有轴承和通水部分的端板被固定至构成所述导水管的一部分的单元管的两个端部中的每个端部，并且设置在所述单元管中的与所述转子中的至少一个转子成一体的旋转轴的两个端部部分由相应的两个轴承可旋转地支承，所述水轮机单元能够串联地连接至所述导水管的一部分，
其中，构成所述导水管的一部分的所述单元管通过将具有所述轴承和所述通水部分的所述端板置于一对相邻的所述单元管之间而与所述单元管中的另一个或更多个串联地连接，其中，与所述转子中的至少一个转子成一体的所述旋转轴通过将连接装置设置在一对相邻的所述旋转轴之间而与所述旋转轴中的另一个或更多个串联地连接，其中，所述旋转轴由设置成彼此相邻的一对轴承可旋转地支承，使得所述转子中的至少一个转子设置在所述一对轴承之间，并且其中，所述水轮机单元形成为使得能够分别实现所述水轮机单元的所述单元管的连续连接和所述水轮机单元的设置有所述转子中的至少一个转子的所述旋转轴的另一连续连接，以及
其中，所述连接装置包括：
阳螺纹轴，所述阳螺纹轴分别形成在成直线地设置的一对所述旋转轴的彼此相对的端部部分上使得所述阳螺纹轴通过其相应的端表面彼此接触并且具有共同的外径和共同的螺距；
凸出部分和槽形的凹进部分，所述凸出部分从所述阳螺纹轴的彼此相对的端表面中的一个端表面突出，所述槽形的凹进部分从所述阳螺纹轴的彼此相对的端表面中的另一个端表面凹入，所述凸出部分和所述槽形的凹进部分相对并且相应地具有彼此互补的形状，从而分别具有在绕中心轴线的旋转方向上相接触的抵接表面；以及
阴螺纹管，在所述阳螺纹轴的彼此相对的所述端表面进行抵接使得形成在所述阳螺纹轴的各自的外周表面上的螺纹连续并且所述凸出部分和所述槽形的凹进部分配装至彼此的状态下，所述阴螺纹管被旋拧在所述阳螺纹轴之间的抵接部分上以覆盖所述抵接部分。
2.根据权利要求1所述的水轮机，其中，所述单元管中的每个单元管各自在其两个端部处都设置有向外凸缘，并且位于每一对所述单元管之间的相应的所述端板的周缘部分被置于设置在所述周缘部分的两侧处的所述向外凸缘之间。
3.根据权利要求1或2所述的水轮机，其中，在所述端板的两个侧表面或一个侧表面上形成有配装部分，所述配装部分能够被配装至所述单元管的相应的端部部分的内孔。
4.根据权利要求1所述的水轮机，其中，形成有用于将所述阴螺纹管锁定以防止在所述阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴上旋转的旋转锁定装置。
5.根据权利要求4所述的水轮机，其中，所述旋转锁定装置是被旋拧到在所述阴螺纹管上形成为沿径向方向指向的阴螺纹孔中的固定螺钉，并且其中，所述固定螺钉的梢部被压焊至所述阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴的所述外周表面，或者所述固定螺钉的所述梢部被配装至形成在所述阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴的所述外周表面上的接合孔。
6.根据权利要求1或2所述的水轮机，其中，两个所述阳螺纹轴的彼此相对的所述端部部分设置有销孔，所述销孔与所述阳螺纹轴的中心轴线垂直并且所述销孔穿过配装至彼此的所述凸出部分和所述凹进部分，并且其中，销配装至所述销孔。
7.根据权利要求1或2所述的水轮机，其中，在两个所述阳螺纹轴的彼此相对的所述端表面中的任一端表面的中央部上设置有突出轴，所述突出轴形成为带尖的形状，其中，所述突出轴的从基部端部至梢部的突出量大于所述凸出部分的从基部端部至梢部的突出量，并且其中，在与所述突出轴相对的所述端表面的中央部上形成有能够供所述突出轴配装的配装孔。
8.一种由两个阳螺纹轴组成的连接结构，所述两个阳螺纹轴用于将水轮机的旋转轴串联地连接并且分别设置在直线布置的一对所述旋转轴的彼此相对的端部部分处，
其中，所述水轮机具有转子，所述转子设置在导水管中并且通过所述导水管中的水流而旋转，使得所述转子的旋转被用作动力，并且所述水轮机包括水轮机单元，所述水轮机单元具有下述构型：具有轴承和通水部分的端板被固定至构成所述导水管的一部分的单元管的两个端部中的每个端部；以及设置在所述单元管中的与所述转子中的至少一个转子成一体的所述旋转轴的两个端部部分由相应的两个轴承可旋转地支承，所述水轮机单元能够串联地连接至所述导水管的一部分，以及
其中，所述由两个阳螺纹轴组成的连接结构具有下述构型：
所述阳螺纹轴通过其相应的端表面而彼此接触并且具有共同的外径和共同的螺距；
所述阳螺纹轴的彼此相对的端表面中的一个表面设置有从其突出的凸出部分，所述阳螺纹轴的彼此相对的端表面中的另一个表面设置有从其凹入的槽形的凹进部分，所述凸出部分和所述槽形的凹进部分相对并且相应地具有彼此互补的形状，从而分别具有在绕中心轴线的旋转方向上相接触的抵接表面；以及
在所述阳螺纹轴的彼此相对的所述端表面进行抵接使得形成在所述阳螺纹轴的各自的外周表面上的螺纹连续并且所述凸出部分和所述槽形的凹进部分配装至彼此的状态下，阴螺纹管被旋拧在所述阳螺纹轴之间的抵接部分上以覆盖所述抵接部分。
9.根据权利要求8所述的由两个阳螺纹轴组成的连接结构，其中，形成有用于将所述阴螺纹管锁定以防止在所述阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴上旋转的旋转锁定装置。
10.根据权利要求9所述的由两个阳螺纹轴组成的连接结构，其中，所述旋转锁定装置是被旋拧到在所述阴螺纹管上形成为沿径向方向指向的阴螺纹孔中的固定螺钉，并且其中，所述固定螺钉的梢部被压焊至所述阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴的所述外周表面，或者所述固定螺钉的所述梢部被配装至形成在所述阳螺纹轴中的任一阳螺纹轴的所述外周表面上的接合孔。
11.根据权利要求8所述的由两个阳螺纹轴组成的连接结构，其中，所述两个阳螺纹轴的彼此相对的所述端部部分设置有销孔，所述销孔与所述阳螺纹轴的中心轴线垂直并且所述销孔穿过配装至彼此的所述凸出部分和所述凹进部分，并且其中，销配装至所述销孔。
12.根据权利要求8所述的由两个阳螺纹轴组成的连接结构，其中，在所述两个阳螺纹轴的彼此相对的所述端表面中的任一端表面的中央部上设置有突出轴，所述突出轴形成为带尖的形状，其中，所述突出轴的从基部端部至梢部的突出量大于所述凸出部分的从基部端部至梢部的突出量，并且其中，在与所述突出轴相对的所述端表面的中央部上形成有能够供所述突出轴配装的配装孔。
13.两个轴的连接结构，其中，所述两个轴的端部部分分别设置有具有共同的外径和共同的螺距的阳螺纹轴，其中，所述两个轴相接触从而彼此成直线地设置，并且其中，将要抵接的两个所述阳螺纹轴是通过根据权利要求8至12中的任一项所述的由两个阳螺纹轴组成的连接结构而被连接的。
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