磁懸浮垂直渦輪風力發電機的製作方法
2023-06-02 23:39:46 1
專利名稱：磁懸浮垂直渦輪風力發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種垂直風力發電機，特別是磁懸浮垂直渦輪風力發電機。
背景技術：
目前，風力發電機按主軸的工作方式分為水平式和垂直式兩種。水 平式風力發電機得到了普遍利用，有著較成熟的實用經驗。但是水平式 風電機風葉直徑大，需要的基座高，檢修和保養不方便，也耗費建材； 旋轉的風葉有效受風面小，運行噪聲大，容易傷到過往的鳥類，啟動風 速大，適合於風力資源豐富的地區
發明內容
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本發明的目的在於提供一種能在低風速條件下得到較高的發電效 率，結構簡單、保養方便、風能利用率高的磁懸浮垂直渦輪風力發電機。 本發明的技術解決方案是
一種磁懸浮垂直渦輪風力發電機，包括葉片、支承在塔身支架上的 渦輪、尾翼，葉片與主工作軸連接，主工作軸設有軸向支承結構、徑向 支承結構，主工作軸與發電機連接，其特徵是渦輪的導風通道與軸心 線(與風向平行)呈35 40°夾角；所述軸向支承結構由磁軸承組成的 主支承部分和由機械滾輪組成的輔助支承部分組成；所述機械滾輪對稱 地排布，呈圓形裝配在塔座的載物臺上；所述磁軸承包括主動吸力型電磁鐵線圈，主動吸力型電磁鐵線圈上下設置在主工作軸凸盤的上下方， 對應為一個工作單元，所有工作單元也是按圓對稱等分排布的，且與機 械滾輪支承呈同心圓排布在機械滾輪外側，每個電磁鐵單元保證磁極相 對。
渦輪與尾翼連接成整體，通過導軌輪與塔身支架連接。 葉片安裝在由兩個同心圓柱體組成的主體框架上，葉片凹面為受風面。
在塔身支架上方設置遮雨蓋，遮雨蓋上設置避雷針。 本發明結構合理，能在低風速條件下得到較高的發電效率，具有啟 動風速低、風能利用率高、結構簡單和維修方便的優點。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。 圖1是本發明一個實施例的結構示圖。 圖2是渦輪結構示意圖。 圖3是軸向支承結構簡圖。
圖4是軸向支承結構的主、輔支承部分俯視圖。
具體實施例方式
一種磁懸浮垂直渦輪風力發電機，包括葉片6、支承在塔身支架3 上的渦輪16、葉片6與主工作軸14連接，主工作軸設有軸向支承結構 7、徑向支承結構15，主工作軸與發電機12連接，渦輪的導風通道與和 風向平行的軸心線呈35~40°夾角(a );所述軸向支承結構7由磁軸 承組成的主支承部分和由機械滾輪組成的輔助支承部分組成；所述機械滾輪IO對稱地排布，呈圓形裝配在塔座11的載物臺上；所述磁軸承包 括主動吸力型電磁鐵線圈8，主動吸力型電磁鐵線圈上下設置在主工作 軸凸盤9的上下方，對應為一個工作單元，所有工作單元也是按圓對稱 等分排布的，且與機械滾輪支承呈同心圓排布在機械滾輪外側，每個電 磁鐵單元保證磁極相對；單元數參考選擇8， 16， 32， 64……等比數列，
具體數目視葉片結構的重量和電磁線圈導線允許的最大電流而定。在工 作間隙期渦輪結構由滾輪輔助支承部分支承，工作時也起著限位和保護 電磁單元的作用，開始工作以後就由主動電磁單元浮起主工作軸凸盤， 從而在低阻力下支承起風力機。在實際應用中，對小型低功率輸出場合， 徑向軸承可以直接簡化用機械軸承。徑向支承結構是在塔身支架3上下 成對的。
渦輪16為外大內小的結構形式，將均勻的空氣流變成渦流，提高 風能利用效率。
渦輪與尾翼5連接成整體，通過導軌輪4與塔身支架3連接。渦輪 的工作原理則如圖3所示，在A半邊進風的矩形導風通道都是平行於軸 心線7的，而B半邊的導風通道是與軸心線1成一定角度的(一般為35 ° 40°角，最優為38°角)，這樣原本作用在B半邊，阻止葉片相對旋 轉的風能，轉化為作用在A半邊，推動葉片相對旋轉的風能，提高了風 能的有效使用。尾翼如同風向標的尾翼，會因為風向作用指向背風面， 從而使渦輪始終迎著風。在大功率高精度應用場合，可以不用尾翼，而 直接用伺服系統調節渦輪的位置。尾翼根據使用場合的不同還可以作廣 告位或宣傳標語位，既起到平衡作用又經濟又美觀。葉片垂直安裝在由兩個同心圓柱體組成的主體框架上，葉片凹面為 受風面。
在塔身支架上方設置遮雨蓋2，遮雨蓋上設置避雷針1。避雷針是 保證高塔結構免受雷電破壞的；遮雨蓋主要是為葉片和支承結構等遮 雨，防止它們因進水而影響正常工作。
權利要求
1、一種磁懸浮垂直渦輪風力發電機組，包括葉片、支承在塔身支架上的渦輪、尾翼，葉片與主工作軸連接，主工作軸設有軸向支承結構、徑向支承結構，主工作軸與發電機連接，其特徵是渦輪的導風通道與和風向平行的軸心線呈35～40°夾角；所述軸向支承結構由磁軸承組成的主支承部分和由機械滾輪組成的輔助支承部分組成；所述機械滾輪對稱地排布，呈圓形裝配在塔座的載物臺上；所述磁軸承包括主動吸力型電磁鐵線圈，主動吸力型電磁鐵線圈上下設置在主工作軸凸盤的上下方，對應為一個工作單元，所有工作單元也是按圓對稱等分排布的，且與機械滾輪支承呈同心圓排布在機械滾輪外側，每個電磁鐵單元保證磁極相對。
2、 根據權利要求1所述的磁懸浮垂直渦輪風力發電機，其特徵是渦輪與尾翼連接成整體，通過導軌輪與塔身支架連接。
3、 根據權利要求1或2所述的磁懸浮垂直渦輪風力發電機，其特 徵是葉片安裝在由兩個同心圓柱體組成的主體框架上，葉片凹面為受風面。
4、 根據權利要求1或2所述的磁懸浮垂直渦輪風力發電機，其特 徵是在塔身支架上方設置遮雨蓋，遮雨蓋上設置避雷針。
全文摘要
本發明公開了一種磁懸浮垂直渦輪風力發電機，渦輪的導風通道與和風向平行的軸心線呈35～40°夾角；軸向支承結構由磁軸承組成的主支承部分和由機械滾輪組成的輔助支承部分組成；所述機械滾輪對稱地排布，呈圓形裝配在塔座的載物臺上；磁軸承包括主動吸力型電磁鐵線圈，主動吸力型電磁鐵線圈上下設置在主工作軸凸盤的上下方，對應為一個工作單元，所有工作單元也是按圓對稱等分排布的，且與機械滾輪支承呈同心圓排布在機械滾輪外側，每個電磁鐵單元保證磁極相對；渦輪為垂直渦輪結構形式。本發明結構合理，能在低風速條件下得到較高的發電效率，具有啟動風速低、風能利用率高、結構簡單和維修方便的優點。
文檔編號F03D3/06GK101532471SQ20091002515
公開日2009年9月16日 申請日期2009年2月18日 優先權日2009年2月18日
發明者吳國慶, 周井玲, 萍 廖, 張旭東, 張玉梅, 施振佺, 陽 曹, 朱維南, 茅靖峰, 陳興華, 顧雲華 申請人:南通大學