專利名稱：輕便旋轉(zhuǎn)型江河海底以及風(fēng)力場中通用發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
輕便旋轉(zhuǎn)型江河海底以及風(fēng)力場中通用發(fā)電裝置所屬技術(shù)領(lǐng)域-本實用新型涉及一種能在江河海底以及風(fēng)力場中直接安裝的發(fā)電裝置。
技術(shù)背景t〗前公知水力發(fā)電裝置，是由水庫大壩、引流涵洞、蝸殼、定子、轉(zhuǎn)子組成， 并且是用定子做外殼，轉(zhuǎn)子在殼內(nèi)與葉片連接，水流需要經(jīng)過蝸殼才能進入殼 內(nèi)，沖擊轉(zhuǎn)子葉片發(fā)電。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、密封不良，不適合直接安裝在江河海底， 并且建造水庫大壩，選址困難，造價昂貴。為此，白子剛在2006年8月8日提 交了名為《江河海底以及風(fēng)力場中的發(fā)電裝置》申請書，申請?zhí)?0062013114.2。 在那里提出了三個實施例，分別為交流型、永磁體異步型、永磁體同步導(dǎo)體高 速反向旋轉(zhuǎn)型，但是里邊有一個弱點，就是葉片帶動外殼緊密連接的永磁體旋 轉(zhuǎn)，由于大型發(fā)電裝置的永磁體重達幾十噸，無論是外殼、軸承還是齒輪都是 重型結(jié)構(gòu)。發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有水力發(fā)電機不能直接安裝在江河海底這一不足，以及上一份 申請旋轉(zhuǎn)部分太重這一弱點，本實用新型提供一種輕便旋轉(zhuǎn)型江河海底以及風(fēng) 力場中通用發(fā)電裝置。其特征是其定子由外圈永磁體或勵磁線圈、內(nèi)圈永磁體或勵磁線圈、齒 輪及外圈永磁體或硅鋼片圓柱體固定支架和中通軸組成靜止部分；其轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn) 子葉片、轉(zhuǎn)子外殼、端蓋齒輪滾柱、外嚙合齒輪、內(nèi)嚙合齒輪、旋轉(zhuǎn)支架滾柱、 柵格狀圓筒導(dǎo)體、滑環(huán)觸頭組成旋轉(zhuǎn)部分，柵格狀圓筒導(dǎo)體切割內(nèi)外圈永磁體 或勵磁線圈磁力線產(chǎn)生的電流經(jīng)軸上滑環(huán)進入中通軸，以兩個密封副實現(xiàn)全密 封。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的方案是把公知發(fā)電機轉(zhuǎn)子和定子的位 置互換。轉(zhuǎn)子來做外殼，外殼表面安裝葉片，葉片在外力作用下，帶動外殼兩 側(cè)端蓋安裝的齒輪滾柱，同步旋轉(zhuǎn)；齒輪滾柱帶動外嚙合齒輪以及同軸內(nèi)嚙齒 輪，內(nèi)嚙合齒輪帶動?xùn)鸥駹顖@筒導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)。內(nèi)圈永磁體或硅鋼片圓柱體依靠中 通軸，外圈永磁體或硅鋼片圓柱體依靠《齒輪及外圈永磁體或硅鋼片圓柱體固 定支架》保持靜止狀態(tài)。核心技術(shù)是對永磁體進行磁淠蔽包覆，只在實地安裝 時，才暴露有效部分，否則大量充磁的永磁體儲存、搬運、安裝、使用均構(gòu)成 障礙。屏蔽材料以高導(dǎo)磁率的復(fù)合材料為好。發(fā)明了一種稱作柵格狀園筒導(dǎo)體 的機構(gòu)，它在齒輪帶動下，(由于端蓋齒輪滾柱的園周大于旋轉(zhuǎn)支架滾柱的圓周) 以高于水流或風(fēng)流線速度旋轉(zhuǎn)。發(fā)明了發(fā)電機中通軸，電流以及潤滑冷卻液可 以經(jīng)過中通軸進出，實現(xiàn)了用兩個密封副全密封的結(jié)構(gòu)。為了簡易安裝在江河 海底以及維修，采用了整體重力沉降方案。第一個實施例為永磁體型其定子的內(nèi)外圈永磁體由釹鐵硼扇形板組裝成 同軸園柱體。組裝方法扇形板的磁極性或是同性一致排列，或是N和S間隔排列，但內(nèi) 外圈磁性必須N和S對稱排列；轉(zhuǎn)子的柵格狀園筒導(dǎo)體安裝在絕緣的旋轉(zhuǎn)支架 上，電流獨自由滑環(huán)觸頭引向軸上滑環(huán)進行整流。第二個實施例為勵磁線圈型其定子的內(nèi)外圈勵磁線圈安裝在硅鋼片組成的 園柱體凸臺上，繞制方法外圈勵磁線圈全部左旋或是左旋右旋間隔排列，內(nèi) 圈勵磁線圈全部右旋或是右旋左旋間隔排列，但內(nèi)外圈勵磁線圈必須是N和S 對稱排列；轉(zhuǎn)子的柵格狀園筒導(dǎo)體安裝在絕緣的旋轉(zhuǎn)支架上，電流獨自由滑環(huán) 觸頭引向軸上滑環(huán)進行整流。


以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖1是本實用新型第一個實施例縱剖面構(gòu)造圖，圖2是圖1的A-A剖視圖(其 中省略了內(nèi)、外圈永磁體)，圖3是柵格狀圓筒導(dǎo)體部件圖，圖4是第二個實施 例用勵線磁線圈替代永磁體縱剖面圖，。圖中1.轉(zhuǎn)子葉片;2.轉(zhuǎn)子外殼;3.外圈子永磁體或者硅鋼片圓柱體;4.外殼兩側(cè) 端蓋;5.端蓋密封副;6.端蓋軸承;7.正電流引出電纜;8.中通軸;9.軸上滑環(huán);10.旋轉(zhuǎn) 支架軸承;11.旋轉(zhuǎn)支架;12.滑環(huán)觸頭;13內(nèi)圈永磁體或者硅鋼片圓柱體;14.柵格狀 園筒導(dǎo)體;15.端蓋齒輪滾柱;16.外嚙齒輪;17.齒輪旋轉(zhuǎn)軸承;18.齒輪軸;19.旋轉(zhuǎn)支 架滾柱;20.內(nèi)嚙合齒輪;21.齒輪及外圈永磁體或勵磁線圈固定支架;22.負電流引 出電纜;23.內(nèi)圈永磁體或勵磁線固定螺桿;24.外圈永磁體或硅鋼片圓柱體固定螺 桿;25.端蓋固定螺絲;26.主軸固定支架;27.重力底座;28.水流導(dǎo)向板;29.沖沙通 道;30.整機吊裝環(huán);31.外圈硅鋼片凸臺;32.外圈勵磁線圈;33.內(nèi)圈硅鋼片凸臺;34. 內(nèi)圈勵磁線圈。
具體實施方式
-在圖中，轉(zhuǎn)子葉片(1)在水力作用下(也適用于風(fēng)力)，帶動轉(zhuǎn)子外殼(2)、 外殼兩側(cè)端蓋(4)、及其上的端蓋齒輪滾柱(15)同步旋轉(zhuǎn)。端蓋齒輪滾柱(15) 帶動外嚙合齒輪(16)、以及同軸內(nèi)嚙合齒輪(20)旋轉(zhuǎn)；內(nèi)嚙合齒輪(20)帶
動旋轉(zhuǎn)支架滾柱(19)旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)支架(1U及其上的柵格狀園筒導(dǎo)體(14) 以高于水流的線速度旋轉(zhuǎn)。柵格狀園筒導(dǎo)體(14)切割內(nèi)外永磁體或勵磁線圈 磁場產(chǎn)生的電流經(jīng)滑環(huán)觸頭(12)、軸上滑環(huán)(9)進入中通軸(8)，由正電流 引出電纜(7)和負電流引出電纜(22)輸出發(fā)電機。內(nèi)圈永磁體(13)是16 塊扇形板，由內(nèi)圈永磁體或者硅鋼片圓柱體固定螺桿(23)組裝固定在中通軸 (8)上，靜止不動，磁性同極外指或N和S間隔排列。外圈永磁體(3)是16 塊扇形板。利用外圈永磁體或者硅鋼片圓柱體固定螺桿(24)固定在"齒輪及 外圈永磁體或者硅鋼片圓柱體固定支架"(21)上，最終固定在中通軸(8)上， 靜止不動，磁性同極內(nèi)指或N和S間隔排列，內(nèi)外圈永磁體之間形成環(huán)狀磁場。 第二個實施例用勵磁線圈來替代永磁體的具體實施方式
是(圖4)用硅鋼 片軟磁鐵沖裁成帶16個凸起的園盤。外圈硅鋼片使用螺桿(24)組裝成帶16 排長方形凸臺(31)的圓柱體(3),內(nèi)圈硅鋼片使用螺桿(23)組裝成帶16排 長方形凸臺(33)的圓柱體(13)。外圈勵磁線圈(32)全部左旋繞制或左旋右旋 間隔排列，電源取自軸上滑環(huán)，內(nèi)圈勵磁線圈(34)全部右旋繞制或右旋左旋 間隔排列，啟動電源取自兩端軸上滑環(huán)。內(nèi)外線圈之間形成環(huán)狀磁場。磁場強 度根據(jù)磁路定理<image>image see original document page 5</image>
在電流和線圈匝數(shù)固定的情況下由硅鋼片凸臺、硅鋼片圓柱體、螺桿、端蓋、 中通軸、氣隙、形成的磁路長度應(yīng)盡量小，截面積和導(dǎo)磁率應(yīng)盡量大，巨大體 積的硅鋼鋼片圓柱體的磁屏蔽效應(yīng)是巨大的。和永磁體一樣磁屏蔽也是磁路的一種形式。柵格狀園筒導(dǎo)體(14)安裝在絕緣的旋轉(zhuǎn)支架(11)上，電流獨自 由滑環(huán)觸頭(12)引向軸上滑環(huán)整流。發(fā)電機借助主軸固定支架(26)固定在 重力底座(27)上，重力底座(27)的形狀扁平，密度》7.8g/cm3，以減小水的 阻力，重量以不被流量上限沖動為宜。水流導(dǎo)向板(28)安裝在發(fā)電機迎水面上, 將大約一半的無功水流導(dǎo)向葉片有功部位,水流導(dǎo)向板下部留有沖沙通道(29)。四 個整吊環(huán)(30)的作用是為了整機吊裝維修。該實用新型的有益效果是:免除了水庫大壩的建造,簡化了結(jié)構(gòu)，減輕了旋轉(zhuǎn)部 分的重量,實現(xiàn)了全密封，適合在江河海底以及風(fēng)力場中直接安裝。
權(quán)利要求1、輕便旋轉(zhuǎn)型江河海底以及風(fēng)力場中通用發(fā)電裝置，由定子和轉(zhuǎn)子組裝而成，其特征是其定子由外圈永磁體或勵磁線圈、內(nèi)圈永磁體或勵磁線圈、齒輪及外圈永磁體或硅鋼片圓柱體固定支架和中通軸組成靜止部分；其轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子葉片、轉(zhuǎn)子外殼、端蓋齒輪滾柱、外嚙合齒輪、內(nèi)嚙合齒輪、旋轉(zhuǎn)支架滾柱、柵格狀圓筒導(dǎo)體、滑環(huán)觸頭組成旋轉(zhuǎn)部分，柵格狀圓筒導(dǎo)體切割內(nèi)外圈永磁體或勵磁線圈磁力線產(chǎn)生的電流經(jīng)軸上滑環(huán)進入中通軸，以兩個密封副實現(xiàn)全密封。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕便旋轉(zhuǎn)型江河海底以及風(fēng)力場中通用發(fā)電 裝置，其特征是定子的內(nèi)外圈永磁體由釹鐵硼扇形板組裝成同軸圓柱 體，組裝方法是扇形板的磁極性或是同性一致排列，或是N和S間隔 排列，但內(nèi)外圈磁性必須N和S對稱排列；轉(zhuǎn)子的柵格狀圓筒導(dǎo)體安裝 在絕緣的旋轉(zhuǎn)支架上，電流獨自由滑環(huán)觸頭引向軸上滑環(huán)進行整流。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕便旋轉(zhuǎn)型江河海底以及風(fēng)力場中通用發(fā)電裝置， 其特征是定子的內(nèi)外圈勵磁線圈安裝在硅鋼片組成的圓柱體凸臺上； 繞制方法外圈勵磁線圈全部左旋或者左旋右旋間隔排列，內(nèi)圈勵磁線 圈全部右旋或者右旋左旋間隔排列，但內(nèi)外圈勵磁線圈必須是N和S對 稱排列；轉(zhuǎn)子的柵格狀圓筒導(dǎo)體安裝在絕緣的旋轉(zhuǎn)支架上，電流獨自由 滑環(huán)觸頭引向軸上滑環(huán)進行整流。
專利摘要一種能直接安裝在江河海底以及風(fēng)力場中通用發(fā)電裝置。它是把公知的發(fā)電機定子和轉(zhuǎn)子位置互換，由轉(zhuǎn)子來做殼。外殼表面安裝葉片，葉片在外力作用下，帶動端蓋齒輪滾柱、外嚙合齒輪、內(nèi)嚙合齒輪、旋轉(zhuǎn)支架滾柱，最終柵格狀圓筒導(dǎo)體以高于水流或風(fēng)速的線速度在內(nèi)外圈永磁體或勵線圈形成的磁力線中旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的電流經(jīng)滑環(huán)觸頭，軸上滑環(huán)進入中通軸，實現(xiàn)了由兩個密封副全密封的方案。為了簡易安裝維修，采用整體重力沉降方案。
文檔編號F03B13/06GK201050437SQ20062013928
公開日2008年4月23日 申請日期2006年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月11日
發(fā)明者白子剛 申請人:白子剛