一种垂直轴风力发电机的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  10

专利名称:一种垂直轴风力发电机的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种垂直轴风力发电机。
背景技术
风力发电机,是一种将风能转化成电能的风-电能量转化装置。风力发电机根据结构和安装方式不同,可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。水平轴风力发电机的转轴是水平设置的,水平轴风力发电机的叶片受力旋转方向基本与风向垂直,也就是与风机的转轴垂直,因此转动时对风的阻力较大。这样就导致灵敏性较低,转速较低,风能利用率或发电效率较低。而且水平轴风力发电机需要额外设置一个尾翼,用于调整及跟踪风向,结构相对复杂。垂直轴风力发电机是近年来发展起来的新型风力发电机,该发电机的转轴是垂直设置的,其叶片受力转动的方向与风向一般都呈锐角,大多数时候还是平行的,也就是说是大致顺着风向转动的。这样,叶片转动时对风的阻力更小,灵敏度也就更高,转速更快,风能利用率或发电效率也就更高。传统的垂直轴风力发电机,一般包括壳体,壳体上安装有与壳体转动配合的主轴,壳体内壁上设置有磁极,主轴上安装有与磁极对应的线圈。 由于壳体为固定的一体结构,不但维修不方便,而且传统垂直轴风力发电机内的磁极和线圈的数量及大小都是固定不变的,因此其发电功率也是固定不变,不利于发电功率的提高, 不利于风能的充分利用。传统垂直轴风力发电机增大发电功率的结构,是通过增大线圈外径及对应的磁极长度来实现的,这种结构不但大大增大了垂直轴风力发电机的尺寸,使成本升高,而且壳体径向尺寸增大,旋转时还能产生较大风阻,不利于风能的充分利用。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是针对上述不足提供一种结构合理,发电功率大, 有助于提高风能利用率,且维护方便的垂直轴风力发电机。为解决上述技术问题,本垂直轴风力发电机包括壳体,壳体上安装有与壳体转动配合的主轴,壳体内壁上设置有磁极,主轴上安装有与磁极对应的线圈,其结构特点是所述壳体包括套装在主轴下部的底座和套装在主轴上部的上盖,还包括套装在主轴中部并支撑在上盖周边和底座周边之间的支撑筒,支撑筒为位置上下设置的至少两个,支撑筒间设置有隔板,所述磁极安装在隔板两侧及上盖内侧面和底座内侧面上,所述线圈安装在与支撑筒对应的主轴上,上盖、底座、支撑筒和隔板的对应边部设有将四者固定连接在一起的固定螺栓。本结构的垂直轴风力发电机是通过分体组合结构来实现发电功率可调,有助于提高风能利用率,且维护方便的。分体组合结构主要包括分体设计的壳体,还包括组合设计的磁极和线圈。分体设计的壳体主要包括四部分,即上盖、底座、支撑筒和隔板。上盖位于整个壳体的最上部,底座位于整个壳体的最下部,支撑筒和隔板位于上盖和底座之间。上盖、支撑筒、隔板和底座通过其边部的固定螺栓固定连接为一体,安装和拆卸都非常方便。组合设计的磁极和线圈,主要包括设置在隔板上下两侧面及上盖内侧面和底座内侧面的磁极,还包括设置在与支撑筒位置对应主轴上的线圈。支撑筒两端对应的磁极极性是相反设置的,构成一对磁极或磁极对。相同旋转轨迹的所有磁极对构成一套磁极。支撑筒中部套装的线圈与磁极对是对应设置的,支撑筒内的所有线圈构成一套线圈。这样,每个支撑筒都对应一套磁极和一套线圈,对应设置的一套磁极和一套线圈组合成了一套发电组合。由于本垂直轴风力发电机中包含有至少两个支撑筒,故本垂直抽风力发电机至少包含有两套发电组合,发电功率大大提高。由于发电组合是沿主轴轴向上下设置的,故只增加了垂直轴风力发电机壳体在轴向上的长度尺寸,而没有增加壳体在径向上的尺寸。这样壳体在叶片带动下转动时受到的风阻就会大大减小,有助于提高风能利用率。作为改进,主轴和上盖之间安装有滚珠轴承和推力球轴承。滚珠轴承的主要作用,是提高上盖绕主轴转动时的顺畅性。推力球轴承的主要作用,是在抵消壳体轴向推力的同时,保障壳体转动的顺畅性,有助于提高垂直轴风力发电机的风能利用率。作为进一步改进,主轴下部为中空管,壳体内的主轴上设有将壳体内腔与主轴内腔连通的通孔,主轴内腔中设有与线圈对应电连接的电线。通过在主轴内穿插电线,可以通过通孔与壳体内的线圈电连接在一起,这样就可以将线圈发出的电能传输出来,既保证了电能传输的可靠性,连接又非常方便。综上所述,采用本结构的垂直轴风力发电机,结构合理,发电功率大,有助于提高风能利用率,且维护方便。

结合附图对本实用新型做进一步详细说明图1为本实用新型的结构示意图。图中1为壳体,2为主轴,3为磁极,4为线圈,5为底座,6为上盖,7为支撑筒,8为隔板,9为通孔,10为电线,11为固定螺栓,12为滚珠轴承,13为推力球轴承。
具体实施方式
如图1所示,该垂直轴风力发电机包括壳体1,壳体1上安装有与壳体1转动配合的主轴2。壳体1为分体结构设计,壳体1主要包括四部分,即上盖6、底座5、支撑筒7和隔板8。上盖6为套装主轴2的圆环,位于整个壳体1的最上部。主轴2和上盖6之间安装有滚珠轴承12和推力球轴承13。滚珠轴承12的主要作用,是提高上盖6绕主轴2转动时的顺畅性。推力球轴承13的主要作用,是在提供壳体1向上轴向推力的同时,保障壳体1 转动的顺畅性,有助于提高垂直轴风力发电机的风能利用率。底座5呈与上盖6对应的圆环状,位于整个壳体1的最下部。支撑筒7和隔板8位于上盖6和底座5之间。在本实施例中,支撑筒7为圆筒,支撑筒7的数量为两个,上下对应设置。隔板8为套装在主轴2上的圆环状平板,隔板8设置在两个支撑筒7中间,起间隔和支撑两个支撑筒7的作用。上盖 6、支撑筒7、隔板8和底座5的边部设有同轴设置的安装孔,安装孔内插装有固定螺栓11。 上盖6、支撑筒7、隔板8和底座5通过固定螺栓11固定连接在一起,这样在安装和拆卸时都非常方便。
4[0016]壳体1内设置有磁极3和与磁极3对应的线圈4。所述磁极3安装在隔板8上下两侧面上以及上盖6内侧面和底座5内侧面上。所述线圈安装在与支撑筒7位置对应主轴 2上。因为上盖6、支撑筒7、隔板8和底座5相互支撑间隔开来,所以,磁极3都与支撑筒 7两端对应设置。支撑筒7两端对应的磁极3极性是相反设置的,构成一对磁极或磁极对。 相同旋转轨迹的所有磁极对构成一套磁极。支撑筒7中部套装的线圈4与磁极对是对应设置的,支撑筒7内的所有线圈4构成一套线圈。这样,每个支撑筒7都对应一套磁极3和一套线圈4,对应设置的一套磁极和一套线圈组合成了一套发电组合。由于该垂直轴风力发电机中包含有两个支撑筒7,故该垂直抽风力发电机包含有两套发电组合,相比传统垂直轴风力发电机而言,发电功率大大提高。而且,由于发电组合是沿主轴2轴向上下设置的,故只增加了垂直轴风力发电机壳体1在轴向上的长度尺寸,而没有增加壳体1在径向上的尺寸。 这样壳体1在叶片带动下转动时受到的风阻就会大大减小,有助于提高风能利用率。主轴2下部为中空管,壳体1内的主轴2上设有将壳体1内腔与主轴2内腔连通的通孔9,主轴2内腔中设有与线圈4对应电连接的电线10。这样就可以将线圈4发出的电能传输出来,既保证了电能传输的可靠性,连接又非常方便。
权利要求1.一种垂直轴风力发电机,包括壳体(1),壳体(1)上安装有与壳体(1)转动配合的主轴(2),壳体(1)内壁上设置有磁极(3),主轴(2)上安装有与磁极(3)对应的线圈(4),其特征是所述壳体(1)包括套装在主轴下部的底座(5)和套装在主轴上部的上盖(6),还包括套装在主轴(2)中部并支撑在上盖(6)周边和底座(5)周边之间的支撑筒(7),支撑筒(7) 为位置上下设置的至少两个,支撑筒(7)间设置有隔板(8),所述磁极(3)安装在隔板(8) 两侧及上盖(6)内侧面和底座(5)内侧面上,所述线圈安装在与支撑筒(7)对应的主轴(2) 上,上盖(6)、底座(5)、支撑筒(7)和隔板(8)的对应边部设有将四者固定连接在一起的固定螺栓(11)。
2.如权利要求1所述的垂直轴风力发电机,其特征是主轴(2)和上盖(6)之间安装有滚珠轴承(12 )和推力球轴承(13 )。
3.如权利要求1或2所述的垂直轴风力发电机,其特征是主轴(2)下部为中空管,壳体(1)内的主轴(2)上设有将壳体(1)内腔与主轴(2)内腔连通的通孔(9),主轴(2)内腔中设有与线圈(4)对应电连接的电线(10)。
专利摘要本实用新型公开了一种垂直轴风力发电机,包括壳体,壳体上安装有与壳体转动配合的主轴,壳体内壁上设置有磁极,主轴上安装有与磁极对应的线圈,所述壳体包括套装在主轴下部的底座和套装在主轴上部的上盖,还包括套装在主轴中部并支撑在上盖周边和底座周边之间的支撑筒,支撑筒为位置上下设置的至少两个,支撑筒间设置有隔板,所述磁极安装在隔板两侧及上盖内侧面和底座内侧面上,所述线圈安装在与支撑筒对应的主轴上,上盖、底座、支撑筒和隔板的对应边部设有将四者固定连接在一起的固定螺栓。采用本结构的垂直轴风力发电机,结构合理,发电功率大,有助于提高风能利用率,且维护方便。
文档编号F03D11/00GK202326020SQ20112045085
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者孙云龙 申请人:孙云龙

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