豎軸直流風(fēng)力發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種豎軸直流風(fēng)力發(fā)電機。其技術(shù)方案的要點是，該風(fēng)力發(fā)電機包括豎軸側(cè)風(fēng)力機構(gòu)和徑向直流發(fā)電機構(gòu)。在自然風(fēng)力作用下風(fēng)向控制裝置將風(fēng)力機的工作面轉(zhuǎn)向迎風(fēng)，風(fēng)葉轉(zhuǎn)動裝置使各風(fēng)葉轉(zhuǎn)入受風(fēng)角度，轉(zhuǎn)管裝置帶動軸向永磁轉(zhuǎn)子裝置旋轉(zhuǎn)，徑向直流定子裝置輸出直流電力。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果主要是，利于最大限度捕獲自然風(fēng)能，利于在弱風(fēng)中起動且不必在巨風(fēng)中停車，利于減少電磁損失。利于制造、運輸、安裝、維修。
【專利說明】豎軸直流風(fēng)力發(fā)電機
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機，特別是涉及一種豎軸直流風(fēng)力發(fā)電機。
[0002]【背景技術(shù)】在豎軸阻力型風(fēng)力發(fā)電機中，對于風(fēng)力機一般不用考慮控制迎風(fēng)方向，但是由于受風(fēng)葉面總有一側(cè)不免形成負(fù)扭矩，從而降低了捕獲自然風(fēng)能的效果。對于發(fā)電機一般采用同步交流形式，即便是直流形式也不免因繞組以及交變磁場的存在而失掉相當(dāng)?shù)碾姶艙p失。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種不僅能夠提高捕獲自然風(fēng)能的能力，而且能夠減少電磁損失的風(fēng)力發(fā)電機。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了下述的技術(shù)方案:一種豎軸直流風(fēng)力發(fā)電機，其特征是該風(fēng)力發(fā)電機包括，豎軸側(cè)風(fēng)力機構(gòu)和徑向直流發(fā)電機構(gòu)。豎軸側(cè)風(fēng)力機構(gòu)包括，轉(zhuǎn)管裝置，風(fēng)葉轉(zhuǎn)動裝置，葉梁升降裝置，風(fēng)向控制裝置，以及制動裝置。徑向直流發(fā)電機構(gòu)包括，離心軸向永磁轉(zhuǎn)子裝置，單向徑向直流定子裝置，以及操作控制裝置。其中轉(zhuǎn)管裝置包括，轉(zhuǎn)管，上力臂，下力臂，其中風(fēng)葉轉(zhuǎn)動裝置包括，風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸，聯(lián)軸器，風(fēng)葉輪，中心輪，同步傳動帶，其中葉梁升降裝置包括，葉梁，定滑輪，牽引索，牽引器，葉面，固定索，其中風(fēng)向控制裝置包括，風(fēng)向板，風(fēng)向管，調(diào)節(jié)器，底座，其中離心軸向永磁轉(zhuǎn)子裝置包括，轉(zhuǎn)子座，轉(zhuǎn)子鐵心，永久磁鐵，其中單向徑向直流定子裝置包括，定子鐵心，鐵箍，定子支架，導(dǎo)線。關(guān)于轉(zhuǎn)管裝置，轉(zhuǎn)管內(nèi)裝軸承和推力軸承套裝在風(fēng)向管外，上力臂與轉(zhuǎn)管上部固定，下力臂與轉(zhuǎn)管中下部固定，下力臂以下的轉(zhuǎn)管以備安裝發(fā)電機轉(zhuǎn)子座。關(guān)于風(fēng)葉轉(zhuǎn)動裝置，風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸上端經(jīng)過軸承被安裝在上力臂外端，風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸下端經(jīng)過聯(lián)軸器被安裝在下力臂外端，聯(lián)軸器下端聯(lián)接風(fēng)葉輪，中心輪安裝在風(fēng)向管的下部，風(fēng)葉輪和中心輪之間裝有同步傳動帶。關(guān)于葉梁升降裝置，葉梁安裝在風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸上，且可以沿風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸上下移動，且可以隨風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，定滑輪安裝在風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸上部，牽引器安裝在風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸的下部，上位葉梁，定滑輪，牽引器之間裝有牽引索，葉面經(jīng)固定索被固定在各葉梁之間。關(guān)于風(fēng)向控制裝置，風(fēng)向板固定在風(fēng)向管上端，風(fēng)向管經(jīng)軸承安裝在底座上，調(diào)節(jié)器安裝在風(fēng)向管上。關(guān)于離心軸向永磁轉(zhuǎn)子裝置，轉(zhuǎn)子座固定在轉(zhuǎn)管下部，轉(zhuǎn)子鐵心固定在轉(zhuǎn)子座上，永久磁鐵安置在轉(zhuǎn)子鐵心的上下平面，且可以徑向移動，關(guān)于單向徑向直流定子裝置，上下定子鐵心分別裝配在鐵箍上下開口端，鐵箍固定在定子支架上，導(dǎo)線鋪設(shè)在上定子鐵心的下平面和下定子鐵心的上平面。在自然風(fēng)力作用下風(fēng)向控制裝置將豎軸側(cè)風(fēng)力機構(gòu)的工作面轉(zhuǎn)向迎風(fēng)，風(fēng)葉轉(zhuǎn)動裝置使各風(fēng)葉轉(zhuǎn)入受風(fēng)角度，隨著風(fēng)葉受風(fēng)轉(zhuǎn)管裝置開始轉(zhuǎn)動，葉梁升降裝置以及制動裝置用以檢修；離心軸向永磁轉(zhuǎn)子裝置隨轉(zhuǎn)管裝置轉(zhuǎn)動，由于單向徑向直流定子裝置的導(dǎo)線單向鋪設(shè)在定子鐵心平面，輸出端輸出直流電流，操作控制裝置用以運行。
[0004]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果主要是，1、側(cè)風(fēng)力機構(gòu)的葉面順風(fēng)時可以飽和風(fēng)力產(chǎn)生最大正扭矩，逆風(fēng)時可以躲避風(fēng)阻力最大限制負(fù)扭矩，側(cè)風(fēng)時葉面在轉(zhuǎn)角過度中可以保持最佳分力產(chǎn)生正扭矩，利于最大限度捕獲自然風(fēng)能。2、葉面可以任意升降，利于隨時低位檢修。3、徑向直流發(fā)電機構(gòu)的永久磁鐵的徑向移動可以使豎軸直流風(fēng)力發(fā)電機在弱風(fēng)中起動且不必在巨風(fēng)中停車，利于高效率安全運行。4、導(dǎo)線的徑向且單向鋪設(shè)不存在交變電流以及交變磁場，利于減少電磁損失。5、由于機構(gòu)簡易便于制造運輸安裝維修，利于風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的繁榮。
[0005]【專利附圖】

【附圖說明】圖1是側(cè)風(fēng)力機構(gòu)捕風(fēng)平面示意圖。圖中直角坐標(biāo)的縱向示意風(fēng)向，從下向上，直角坐標(biāo)的橫向示意工作面。因為圖1示意的是三枚風(fēng)葉的情形，右側(cè)的風(fēng)葉斷面是飽和風(fēng)力的狀態(tài)，第二象限和第三象限中的風(fēng)葉斷面是在轉(zhuǎn)角過程中由于分力產(chǎn)生正扭矩的狀態(tài)。
[0006]圖2是徑向直流定子導(dǎo)線平面示意圖。圖中的扇形視覺是園形定子鐵心的概念，徑向直線示意導(dǎo)線的鋪設(shè)方向，切向曲線示意導(dǎo)線的連接關(guān)系。
[0007]【具體實施方式】下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0008]對于風(fēng)向控制裝置。風(fēng)向管下部經(jīng)推力軸承或者推力球安裝在底座上，推力軸承或者推力球軸向承受風(fēng)力機和發(fā)電機轉(zhuǎn)子的重量，風(fēng)向管上部裝配的軸承承受風(fēng)力的橫向作用。風(fēng)向板固定在風(fēng)向管上端，當(dāng)板面受風(fēng)時風(fēng)向管能與風(fēng)向板同步轉(zhuǎn)動。調(diào)節(jié)器安裝在風(fēng)向管上，用來調(diào)節(jié)風(fēng)向控制裝轉(zhuǎn)動的靈活性。由于上力臂和下力臂可以裝配若干組，當(dāng)轉(zhuǎn)管裝置可以自行定向時風(fēng)向控制裝置可以取消。
[0009]對于轉(zhuǎn)管裝置。轉(zhuǎn)管經(jīng)軸承和推力軸承套裝在風(fēng)向管外，軸承位于上部將風(fēng)力的橫向作用傳遞給風(fēng)向管，推力軸承位于下部除將風(fēng)力的橫向作用傳遞給風(fēng)向管外，還要將風(fēng)力機和發(fā)電機轉(zhuǎn)子的重量傳遞給底座。上力臂和下力臂有若干組，本實施采用了三組既三支上力臂三支下力臂，三支上力臂之間以120度夾角與轉(zhuǎn)管上部固定，三支下力臂也以120度夾角與轉(zhuǎn)管中下部固定，以120度夾角固定的三支上力臂與以120度夾角固定的三支下力臂之間可以錯開若干角度，必要時以便調(diào)整葉面的俯仰角。下力臂以下的轉(zhuǎn)管以備安裝發(fā)電機轉(zhuǎn)子座，根據(jù)需要可以同軸安裝若干組轉(zhuǎn)子座。
[0010]對于風(fēng)葉轉(zhuǎn)動裝置。風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸上端經(jīng)過軸承被安裝在上力臂外端，以便風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動靈活。因為葉梁既要隨風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，又要沿風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸移動，所以風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸的橫截面為非園形或者在園形上加設(shè)滑鍵。風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸下端經(jīng)過聯(lián)軸器被安裝在下力臂外端，根據(jù)需要可以采用萬向聯(lián)軸器，以便對應(yīng)風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸的傾斜。聯(lián)軸器下端通過推力軸承聯(lián)接風(fēng)葉輪，風(fēng)葉輪可以是鏈輪也可以是同步輪。中心輪安裝在風(fēng)向管的下部，中心輪也可以是鏈輪或者是同步輪。風(fēng)葉輪和中心輪之間裝有鏈條或者同步傳動帶。
[0011]對于葉梁升降裝置。葉梁中部設(shè)有安裝孔，安裝在風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸上，且可以沿風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸上下移動，且可以隨風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，葉梁上設(shè)有若干固定索孔，以便用固定索固定葉面。定滑輪安裝在風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸上部，牽引器安裝在風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸下部，上位葉梁，定滑輪，牽引器之間裝有牽引索。牽引器牽引牽引索帶動葉梁上下移動，牽引器是一個纏繞牽弓I索的滾筒，可以是手動也可以是電動還可以遙控。葉面經(jīng)固定索被固定在各葉梁之間，根據(jù)風(fēng)力機的不同尺寸，可裝多支葉梁以便在各個葉梁之間固定葉面。
[0012]對于離心軸向永磁轉(zhuǎn)子裝置。轉(zhuǎn)子座固定在轉(zhuǎn)管下部，轉(zhuǎn)子鐵心固定在轉(zhuǎn)子座上，在轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)子座之間可以加入隔磁層。永久磁鐵安置在轉(zhuǎn)子鐵心的上下平面，且可以徑向移動。在不要求永久磁鐵徑向移動時，永久磁鐵可以直接固定在轉(zhuǎn)子鐵心的上下平面，在要求永久磁鐵徑向移動時，為了永久磁鐵的徑向移動，可以在轉(zhuǎn)子鐵心上加工徑向滑槽，且在滑槽的外端加設(shè)彈簧以便永久磁鐵滑回原位，此時原轉(zhuǎn)子鐵心也可以改用隔磁材料。
[0013]對于單向徑向直流定子裝置。上定子鐵心和下定子鐵心分別裝配在鐵箍的上開口端和下開口端。鐵箍為園筒形，在園筒曲面上設(shè)有安裝孔，安裝孔用來拆裝、觀察和通風(fēng)。鐵箍固定在定子支架上，在鐵箍與定子支架之間可以加入隔磁層。導(dǎo)線徑向且單向鋪設(shè)在上定子鐵心的下平面和下定子鐵心的上平面。徑向鋪設(shè)的導(dǎo)線可以形成一個切向角，在徑向且單向鋪設(shè)的導(dǎo)線兩端連接有內(nèi)環(huán)形導(dǎo)線和外環(huán)形導(dǎo)線，從內(nèi)外環(huán)形導(dǎo)線上可以引出若干輸出導(dǎo)線。
[0014]在自然風(fēng)力作用下，風(fēng)向控制裝置將豎軸側(cè)風(fēng)力機構(gòu)的工作面轉(zhuǎn)向迎風(fēng)。工作面是指面向迎風(fēng)能夠最佳捕獲風(fēng)能的垂直面。如果工作面可以自行形成，風(fēng)向控制裝置的作用可以消除。風(fēng)葉轉(zhuǎn)動裝置會使各風(fēng)葉轉(zhuǎn)入受風(fēng)角度，隨著風(fēng)葉受風(fēng)，轉(zhuǎn)管裝置開始轉(zhuǎn)動。葉梁升降裝置以及制動裝置主要用以檢修。軸向永磁轉(zhuǎn)子裝置隨轉(zhuǎn)管裝置轉(zhuǎn)動，由于單向徑向直流定子裝置的導(dǎo)線徑向且單向鋪設(shè)在定子鐵心平面，發(fā)電機輸出端輸出直流電流。操作控制裝置主要用以安全運行以及輸出后的直交流轉(zhuǎn)換。
【權(quán)利要求】
1.一種豎軸直流風(fēng)力發(fā)電機，其特征是該風(fēng)力發(fā)電機包括，豎軸側(cè)風(fēng)力機構(gòu)和徑向直流發(fā)電機構(gòu)。豎軸側(cè)風(fēng)力機構(gòu)包括，轉(zhuǎn)管裝置，風(fēng)葉轉(zhuǎn)動裝置，葉梁升降裝置，風(fēng)向控制裝置，以及制動裝置。徑向直流發(fā)電機構(gòu)包括，離心軸向永磁轉(zhuǎn)子裝置，單向徑向直流定子裝置，以及操作控制裝置。其中轉(zhuǎn)管裝置包括，轉(zhuǎn)管，上力臂，下力臂，其中風(fēng)葉轉(zhuǎn)動裝置包括，風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸，聯(lián)軸器，風(fēng)葉輪，中心輪，同步傳動帶，其中葉梁升降裝置包括，葉梁，定滑輪，牽引索，牽引器，葉面，固定索，其中風(fēng)向控制裝置包括，風(fēng)向板，風(fēng)向管，調(diào)節(jié)器，底座，其中離心軸向永磁轉(zhuǎn)子裝置包括，轉(zhuǎn)子座，轉(zhuǎn)子鐵心，永久磁鐵，其中單向徑向直流定子裝置包括，定子鐵心，鐵箍，定子支架，導(dǎo)線。關(guān)于轉(zhuǎn)管裝置，轉(zhuǎn)管內(nèi)裝軸承和推力軸承套裝在風(fēng)向管夕卜，上力臂與轉(zhuǎn)管上部固定，下力臂與轉(zhuǎn)管中下部固定，下力臂以下的轉(zhuǎn)管以備安裝發(fā)電機轉(zhuǎn)子座。關(guān)于風(fēng)葉轉(zhuǎn)動裝置，風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸上端經(jīng)過軸承被安裝在上力臂外端，風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸下端經(jīng)過聯(lián)軸器被安裝在下力臂外端，聯(lián)軸器下端聯(lián)接風(fēng)葉輪，中心輪安裝在風(fēng)向管的下部，風(fēng)葉輪和中心輪之間裝有同步傳動帶。關(guān)于葉梁升降裝置，葉梁安裝在風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸上，且可以沿風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸上下移動，且可以隨風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，定滑輪安裝在風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸上部，牽引器安裝在風(fēng)葉轉(zhuǎn)軸的下部，上位葉梁，定滑輪，牽引器之間裝有牽引索，葉面經(jīng)固定索被固定在各葉梁之間。關(guān)于風(fēng)向控制裝置，風(fēng)向板固定在風(fēng)向管上端，風(fēng)向管經(jīng)軸承安裝在底座上，調(diào)節(jié)器安裝在風(fēng)向管上。關(guān)于離心軸向永磁轉(zhuǎn)子裝置，轉(zhuǎn)子座固定在轉(zhuǎn)管下部，轉(zhuǎn)子鐵心固定在轉(zhuǎn)子座上，永久磁鐵安置在轉(zhuǎn)子鐵心的上下平面，且可以徑向移動，關(guān)于單向徑向直流定子裝置，上下定子鐵心分別裝配在鐵箍上下開口端，鐵箍固定在定子支架上，導(dǎo)線鋪設(shè)在上定子鐵心的下平面和下定子鐵心的上平面。在自然風(fēng)力作用下風(fēng)向控制裝置將豎軸側(cè)風(fēng)力機構(gòu)的工作面轉(zhuǎn)向迎風(fēng)，風(fēng)葉轉(zhuǎn)動裝置使各風(fēng)葉轉(zhuǎn)入受風(fēng)角度，隨著風(fēng)葉受風(fēng)轉(zhuǎn)管裝置開始轉(zhuǎn)動，葉梁升降裝置以及制動裝置用以檢修；離心軸向永磁轉(zhuǎn)子裝置隨轉(zhuǎn)管裝置轉(zhuǎn)動，由于單向徑向直流定子裝置的導(dǎo)線單向鋪設(shè)在定子鐵心平面，輸出端輸出直流電流，操作控制裝置用以運行。
【文檔編號】F03D3/06GK104141592SQ201410048513
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月12日
【發(fā)明者】吉辰政太郎 申請人:吳德榮