專(zhuān)利名稱(chēng)：用于風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)利用風(fēng)力渦輪機(jī)或其它轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的周界作為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以及與轉(zhuǎn)子配合以便發(fā)電的定子。
背景技術(shù)：
風(fēng)車(chē)已經(jīng)使用了很多代，用于從地面抽水以及用于發(fā)電的目的。風(fēng)車(chē)的基本優(yōu)點(diǎn)在于其使用風(fēng)的能量以轉(zhuǎn)動(dòng)具有由風(fēng)驅(qū)動(dòng)的徑向延伸的葉片的葉輪。該轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成多種有用的目的。例如，安裝在塔上的螺旋槳形式的風(fēng)力渦輪機(jī)被放置在盛行穩(wěn)定的風(fēng)的地區(qū)并且風(fēng)力渦輪機(jī)被用于發(fā)電。傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片很大并且用昂貴的剛性材料制成并且構(gòu)造成具有從中心輪轂徑向延伸的葉片，在葉片的外端沒(méi)有額外支撐。傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)葉片以高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)并且必須經(jīng)受由葉片的快速繞轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力和由風(fēng)施加到葉片上的懸臂彎曲力。由于葉片的外部以很高的速度運(yùn)動(dòng)并且與強(qiáng)風(fēng)交接，所以葉片越大，它們必須越堅(jiān)固并且它們變得越昂貴。因此，由于用于更大的葉片的更堅(jiān)固材料的費(fèi)用，葉片的長(zhǎng)度和寬度實(shí)際是有限的。另一種類(lèi)型的風(fēng)力渦輪機(jī)是具有由代替上述傳統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的剛性葉片的柔性材料構(gòu)造的帆翼(sailwing)的風(fēng)力渦輪機(jī)。例如，美國(guó)專(zhuān)利4330714、4350895以及 4729716公開(kāi)了不使用剛性螺旋槳葉片而是使用捕捉風(fēng)的帆的風(fēng)力渦輪機(jī)。帆安裝在渦輪機(jī)的放射狀桅上。這些特定的風(fēng)力渦輪機(jī)包括圓形內(nèi)緣和外緣，渦輪機(jī)的帆既被內(nèi)緣支撐也被外緣支撐。外緣支撐帆的外部，使得施加到帆上的風(fēng)力可以被外緣在很大程度吸收，因此如果有施加到帆上的懸臂力的話也很小。這允許風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片由更輕的材料、與典型的無(wú)葉片渦輪機(jī)相比不需要承受較大的應(yīng)力的材料制成。上述引用的專(zhuān)利的風(fēng)力渦輪機(jī)構(gòu)造有繞渦輪機(jī)葉輪周向延伸的外圍欄(outer rail)。橡膠輪胎或其它轉(zhuǎn)動(dòng)物體放置在接合所述外圍欄的位置，以便轉(zhuǎn)動(dòng)所述橡膠輪胎， 從動(dòng)輪胎反過(guò)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。因此，風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)被用于發(fā)電。通常在圍繞渦輪機(jī)葉輪的下部象限的弧形中可以安裝多種葉輪/發(fā)電機(jī)組件，為了提高的電力生產(chǎn)而采用了大風(fēng)力渦輪機(jī)的尺寸和形狀。另外，一些發(fā)電機(jī)可以斷開(kāi)以便改變施加到風(fēng)力渦輪機(jī)的載荷。如上所述的現(xiàn)有技術(shù)風(fēng)力渦輪機(jī)通過(guò)將渦輪機(jī)葉輪相對(duì)于迎面而來(lái)的風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)一角度來(lái)控制渦輪機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)速。典型地，發(fā)電機(jī)具有最佳的速度范圍，在該速度范圍中，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行需要渦輪機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)在每單位時(shí)間的轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)。另外，發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)包括向發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子施加轉(zhuǎn)動(dòng)并且克服運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的拖拽力和摩擦力。因此，希望生產(chǎn)和使用在產(chǎn)生電力過(guò)程中拖拽力和摩擦力減小并且當(dāng)產(chǎn)生電力時(shí)允許渦輪機(jī)葉輪的轉(zhuǎn)速范圍更寬的發(fā)電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
簡(jiǎn)單的說(shuō)，本發(fā)明涉及由轉(zhuǎn)動(dòng)源發(fā)電，例如由大氣風(fēng)提供動(dòng)力的風(fēng)驅(qū)動(dòng)的渦輪機(jī)， 其可以被用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)換成電的轉(zhuǎn)動(dòng)能量。風(fēng)力渦輪機(jī)的支架可以包括直立的塔，渦輪機(jī)葉輪繞橫向延伸的中心軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在塔上。但是，如果合適，可以使用其它轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，例如水力驅(qū)動(dòng)的葉輪和太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的葉輪。在下文中，它們有時(shí)被稱(chēng)為轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪。轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪可以繞橫向延伸的中心軸安裝在支架上。在風(fēng)力渦輪機(jī)的情況下，多個(gè)帆翼組件由渦輪機(jī)葉輪承載，每個(gè)帆翼組件包括由柔性材料例如帆布或玻璃纖維制成的帆翼，從渦輪機(jī)葉輪的中心軸徑向延伸。帆支撐纜線延伸為基本平行于帆翼的縱軸。形狀控制裝置可以被用于調(diào)整帆翼的節(jié)距、扭轉(zhuǎn)和形狀。形狀控制裝置可以包括帆端部支撐件， 其連接到帆翼的相對(duì)的內(nèi)端和外端，用于旋轉(zhuǎn)帆翼相對(duì)端部中的一個(gè)或兩個(gè)，以選擇性地對(duì)帆翼給予節(jié)距和/或縱向扭轉(zhuǎn)。其它形狀控制裝置可以包括間隔地定位在帆翼的相對(duì)端之間以用于調(diào)整支撐纜線之間的距離的展開(kāi)器桿(spreader bar)，以及從帆支撐件延伸到纜線以用于調(diào)整帆翼的構(gòu)型的調(diào)整纜線(trim cable) 0帆翼的形狀控制裝置在序列號(hào) No. 12/426, 494的母申請(qǐng)中更加詳細(xì)描述，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入這里。風(fēng)力渦輪機(jī)葉輪可以包括外周界圍欄，所述外周界圍欄可以被用于穩(wěn)定和支撐帆翼，還用于形成用于定子的轉(zhuǎn)子，定子和轉(zhuǎn)子一起用作發(fā)電機(jī)。另外，與外周界圍欄同軸的中間圓形圍欄可以被用于在該位置機(jī)械地驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)在風(fēng)力渦輪機(jī)的中間圍欄處的使用允許風(fēng)力渦輪機(jī)以比所述外周界圍欄慢的速度驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。這里公開(kāi)的結(jié)構(gòu)和步驟的其它特征和優(yōu)點(diǎn)可以從下面的說(shuō)明書(shū)和附圖得到理解。


圖IA是風(fēng)力渦輪機(jī)的前視圖。圖IB是圖IA的風(fēng)力渦輪機(jī)的側(cè)視圖。圖IC是圖IA和IB的風(fēng)力渦輪機(jī)的頂視圖。圖2是類(lèi)似于圖IB的側(cè)視圖，但是示出了風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子的下部的更多細(xì)節(jié)。圖3是圖2中所示的發(fā)電機(jī)更詳細(xì)的視圖。圖4是發(fā)電機(jī)的特寫(xiě)圖，示出了在其圓形路徑(circular path)的底部用作發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的外周界圍欄，還示出了定子的中心部分。圖5是從圖4倒轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的橫截面圖。圖6是用作發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的外周界圍欄的側(cè)視圖。圖7是定子的另一個(gè)實(shí)施方式當(dāng)施加到用作轉(zhuǎn)子的外周界圍欄時(shí)的端視圖，空氣軸承對(duì)設(shè)置在定子的相對(duì)側(cè)。圖8A、8B、8C類(lèi)似于圖1A、1B和1C，除了圖8A、8B以及8C公開(kāi)了具有中間圓形圍欄、發(fā)電機(jī)設(shè)置在中間圓形圍欄處的風(fēng)力渦輪機(jī)。圖9示出了圖8的發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在更詳細(xì)地參照附圖，在全部多個(gè)附圖中相同的標(biāo)記表示相同的部件，圖1示出了設(shè)計(jì)成用于捕捉風(fēng)并且轉(zhuǎn)動(dòng)以用于發(fā)電的目的的風(fēng)力渦輪機(jī)20。風(fēng)力渦輪機(jī)包括渦輪機(jī)葉輪22，其具有由一系列角撐M形成的外周界23和繞所述渦輪機(jī)葉輪連續(xù)延伸的外周界圓形圍欄沈。所述外周界圓形圍欄可以由弧段形成，并且如下文中更詳細(xì)描述的，周界圍欄可以用作發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。輪軸結(jié)構(gòu)28在渦輪機(jī)葉輪22的中心并且多個(gè)帆翼組件30安裝在輪軸結(jié)構(gòu)28上并且徑向朝向形成渦輪機(jī)葉輪的周界的角撐M延伸。渦輪機(jī)葉輪可以安裝在直立的桅桿32上，并且桅桿通過(guò)偏航軸承35可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在地面支架34上。桅桿32大體可以為三角形橫截面，三角形的一個(gè)邊在其側(cè)面面對(duì)渦輪機(jī)葉輪22，并且三角形的會(huì)聚邊從圓邊延伸遠(yuǎn)離。這種形狀為迎面而來(lái)的風(fēng)力提供了大的彎曲阻力。桅桿的其它橫截面形狀可以被按照希望使用。設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)，用于在其偏航軸承35上相對(duì)于地面支架34轉(zhuǎn)動(dòng)桅桿32以便將渦輪機(jī)葉輪22轉(zhuǎn)動(dòng)到風(fēng)中。在圖IA中所示的實(shí)施方式中，渦輪機(jī)葉輪22可以包括與周界圓形圍欄沈同軸并且與輪軸結(jié)構(gòu)觀同軸的中間支撐環(huán)36。外周界圓形圍欄沈和中間支撐環(huán)36都繞輪軸結(jié)構(gòu)一致轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)帆翼40可以支撐在輪軸結(jié)構(gòu)28和中間支撐環(huán)36之間，同時(shí)外帆翼30可以支撐在中間支撐環(huán)36和外周界圓形圍欄沈之間。外帆翼和內(nèi)帆翼可以相對(duì)于迎面而來(lái)的風(fēng)以不同的角度定向。例如，圖2示出了在其周界由帆端部支撐件42支撐的外帆翼30，帆端部支撐件42被回轉(zhuǎn)環(huán)44支撐，馬達(dá)46用于轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)環(huán)和帆端部支撐件。這種類(lèi)型的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以被用于使帆翼30和40形成扭轉(zhuǎn)和/或節(jié)距。發(fā)電機(jī)50在圖2-5中示出。外周界圓形圍欄沈用作發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。定子組件52 安裝在渦輪機(jī)葉輪22的周界處并且定位為接收用作發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的外周界圓形圍欄26。 轉(zhuǎn)子沈形成繞渦輪機(jī)葉輪的周界的弧段，并且轉(zhuǎn)子的每個(gè)弧段包括其自身的線圈。如圖5中所示，每個(gè)轉(zhuǎn)子部段包括封閉外殼M，所述封閉外殼M具有平面的相對(duì)的側(cè)壁55和56、內(nèi)端壁58和外端壁59。電子線圈60定位在封閉外殼中，在線圈60和外端壁59之間形成空間62。冷卻翅片64從所述外端壁59延伸，用于從所述轉(zhuǎn)子沈吸取熱量的目的。另外，冷卻液，例如油66占據(jù)線圈60周?chē)囊恍┛臻g。冷卻液66可能不能完全填充轉(zhuǎn)子部段的內(nèi)部，在轉(zhuǎn)子部段內(nèi)部留出空間。當(dāng)渦輪機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子26的部段將翻轉(zhuǎn)，圖4示出了在其旋轉(zhuǎn)的下弧段的轉(zhuǎn)子部段，而圖5示出了當(dāng)轉(zhuǎn)子經(jīng)過(guò)其旋轉(zhuǎn)的上弧段時(shí)的轉(zhuǎn)子部段。冷卻液66受重力以及離心力的影響以在轉(zhuǎn)子沈的內(nèi)部移動(dòng)，與線圈接觸并且與相對(duì)的側(cè)壁55和56的面對(duì)內(nèi)部的表面以及內(nèi)端壁58和外端壁59的面對(duì)內(nèi)部的表面接觸。這將線圈的熱傳遞到轉(zhuǎn)子的壁，以便當(dāng)轉(zhuǎn)子從定子離開(kāi)并且隨后朝向定子移動(dòng)， 冷卻翅片64和轉(zhuǎn)子壁的外表面將發(fā)出它們的熱。如圖4中所示，定子52包括定子半部70和71，當(dāng)轉(zhuǎn)子在渦輪機(jī)葉輪22上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)定子半部70和71定位在轉(zhuǎn)子沈的路徑的相對(duì)側(cè)上。定子半部70和71可以基本相同并且每個(gè)可以包括基本為杯形的定子外殼72，其開(kāi)口 74面對(duì)轉(zhuǎn)子沈的相對(duì)的側(cè)壁55和56。 每個(gè)繞杯形定子外殼的邊緣76都具有面對(duì)所述轉(zhuǎn)子的平邊，邊的形狀確定為用于將從定子外殼離開(kāi)的空氣形成為每個(gè)定子外殼和轉(zhuǎn)子之間的空氣膜，使得在定子外殼和轉(zhuǎn)子之間形成空氣軸承?？諝廨S承減小轉(zhuǎn)子和定子之間的摩擦力。定子半部的線圈80通過(guò)所述定子外殼72被保持為與轉(zhuǎn)子沈并排。在定子線圈80之后的杯形定子外殼中形成空間82，該空間形成空氣運(yùn)動(dòng)通過(guò)定子線圈的氣路?？諝夤艿?4與每個(gè)定子外殼72的空間82相通，以便將空氣供給到定子線圈80之后的氣道82，使得空氣從氣道移動(dòng)通過(guò)定子線圈，冷卻定子線圈。在空氣移動(dòng)通過(guò)定子線圈以及定子線圈周?chē)鷷r(shí)，空氣經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子沈的平面和杯形定子外殼72的邊緣76之間。當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)杯形定子外殼72的邊緣76時(shí)，空氣在定子外殼72和轉(zhuǎn)子沈的面對(duì)表面之間形成空氣軸承。從所述定子外殼的邊緣移動(dòng)的空氣形成抵靠轉(zhuǎn)子26的平面面對(duì)表面的、確保定子外殼將不摩擦地接合轉(zhuǎn)子的表面的空氣軸承。渦輪機(jī)葉輪的直徑可以很大，超過(guò)100英尺。當(dāng)這樣大尺寸的渦輪機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 轉(zhuǎn)子部段26很可能將不完全遵循相同的路徑，使得當(dāng)轉(zhuǎn)子部段移動(dòng)通過(guò)定子時(shí)，和/或移動(dòng)進(jìn)入定子組件52更淺或更深時(shí)，轉(zhuǎn)子部段可能經(jīng)歷側(cè)向擺動(dòng)。由于這種運(yùn)動(dòng)的可能性， 希望定子響應(yīng)于轉(zhuǎn)子的側(cè)向運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行側(cè)向運(yùn)動(dòng)，并且希望構(gòu)造出高度比定子的高度大的轉(zhuǎn)子，以便定子一直可以在轉(zhuǎn)子線圈的電場(chǎng)內(nèi)。如圖3中所示，為了適應(yīng)轉(zhuǎn)子沈的可能的側(cè)向運(yùn)動(dòng)，定子組件52包括支撐平臺(tái) 86，具有定子支撐圍欄88的支撐架安裝在所述支撐平臺(tái)上。定子外殼72利用輥，例如可以沿著定子支撐圍欄88移動(dòng)的輥90安裝在支撐圍欄88上。可膨脹的風(fēng)箱(bellow) 92定位在定子外殼72的封閉側(cè)上。風(fēng)箱92為氣袋形狀，每個(gè)在一端連接到定子外殼72并且在遠(yuǎn)端由定子的支架88支撐。當(dāng)風(fēng)箱92膨脹時(shí)，它們推動(dòng)定子外殼72朝向與轉(zhuǎn)子沈的接合， 定子外殼的邊緣的空氣軸承有助于避免定子外殼接觸轉(zhuǎn)子。在定子外殼兩側(cè)的可膨脹風(fēng)箱 92中保持相等的壓力，使得當(dāng)轉(zhuǎn)子側(cè)向運(yùn)動(dòng)時(shí)，風(fēng)箱將沿著與轉(zhuǎn)子的側(cè)向運(yùn)動(dòng)方向相同的方向推動(dòng)定子。因此，氣袋用作接合所述定子外殼以用于將所述定子朝向所述轉(zhuǎn)子推動(dòng)的第一偏置裝置。為了確保當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)將要停止之時(shí)定子有時(shí)將減小朝向轉(zhuǎn)子的力，線圈張緊彈簧94 從側(cè)向支架結(jié)構(gòu)87延伸到定子外殼72，將促使定子外殼遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子。因此，彈簧用作接合所述定子外殼以用于促使所述定子遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子的第二偏置裝置。圖3示出了用于定子組件52的空氣供給系統(tǒng)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的空氣供給裝置(未示出)與空氣管道系統(tǒng)100相通?？諝馔ㄟ^(guò)在定子的相對(duì)端的管道102流動(dòng)到可膨脹風(fēng)箱92， 通過(guò)氣壓調(diào)節(jié)器104、以及氣壓釋放閥106，到達(dá)連續(xù)的風(fēng)箱92。到達(dá)風(fēng)箱的氣壓由氣壓調(diào)節(jié)器104調(diào)節(jié)以便將定子外殼72朝向轉(zhuǎn)子沈作用，相等的壓力施加到在轉(zhuǎn)子的兩側(cè)的風(fēng)箱。氣壓安全閥106用作當(dāng)氣壓下降到預(yù)定值之下時(shí)將空氣從風(fēng)箱92排出。這允許彈簧94當(dāng)氣壓消失時(shí)使定子外殼移動(dòng)遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子。類(lèi)似的，氣壓控制閥108如上所述的控制通過(guò)管道84到定子外殼72的空氣的運(yùn)動(dòng)。這保持定子線圈的冷卻并且在杯形定子外殼的邊緣相對(duì)于轉(zhuǎn)子沈的面對(duì)表面建立了空氣軸承。
當(dāng)可預(yù)計(jì)定子的上述可調(diào)節(jié)定位的部件將足夠使得定子外殼精確遵循轉(zhuǎn)子的側(cè)向運(yùn)動(dòng)時(shí)，來(lái)自空氣源98的空氣也可以被用于在支撐平臺(tái)86和其支撐表面112之間形成空氣軸承。支撐平臺(tái)86的周界形成有向下延伸的邊緣114，該邊緣114在支撐平臺(tái)86的底表面和支撐件的向上面向的表面112之間形成封閉空間。空氣移動(dòng)通過(guò)向下延伸的管道 118到空間116中，產(chǎn)生足夠的向上力以提升支撐平臺(tái)，從而隨著離開(kāi)的空氣120的運(yùn)動(dòng)而在周界邊緣114之下形成空間。離開(kāi)的空氣120在支撐平臺(tái)86之下形成空氣軸承，允許其沿著側(cè)向方向運(yùn)動(dòng)，遵循轉(zhuǎn)子26的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。圖7示出了一變型的定子組件122，其包括將定子半部朝向轉(zhuǎn)子沈推動(dòng)的可膨脹空氣風(fēng)箱124，但是空氣軸承從所述定子半部側(cè)向移位。一對(duì)空氣軸承1 和127被定子半部，例如定子半部1 支撐，使得空氣軸承1 和127可以與它們各自的定子半部一致運(yùn)動(dòng)。空氣軸承從彼此以及從定子外殼側(cè)向地移位以便確保定子外殼與運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子表面更完美的對(duì)準(zhǔn)。圖8A、8B以及8C示出了包括內(nèi)圍欄130的空氣渦輪機(jī)葉輪。內(nèi)圍欄130為圓形并且與現(xiàn)有圖的轉(zhuǎn)子26同軸。內(nèi)圍欄130可以形成有轉(zhuǎn)子的線圈，并且圖2-5中所示類(lèi)型的漂浮定子組件52可以應(yīng)用到內(nèi)圍欄130。渦輪機(jī)葉輪22的內(nèi)圍欄130從渦輪機(jī)葉輪的主要部分側(cè)向地移位，與桅桿32相鄰。如圖9中所示，定子132可以定位為容納內(nèi)圍欄130 以用于發(fā)電。圖2示出了周界圍欄沈處的發(fā)電機(jī)50，圖9示出了內(nèi)圍欄130處的發(fā)電機(jī)132， 可以在周界圍欄和內(nèi)圍欄都安裝發(fā)電機(jī)。利用這種雙重裝置，內(nèi)圍欄的發(fā)電機(jī)可以被用于高速風(fēng)中，其中轉(zhuǎn)子通過(guò)定子的運(yùn)動(dòng)相對(duì)慢，而外圍欄處的發(fā)電機(jī)可以被用于低速風(fēng)中，其中轉(zhuǎn)子通過(guò)定子的運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)高。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，雖然上述描述詳細(xì)闡述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是在不背離本發(fā)明如所附權(quán)利要求中所述的精神和范圍的情況下，可以做出變型、增加以及改變。
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權(quán)利要求
1.一種用于葉輪的發(fā)電機(jī)，所述葉輪安裝為用于在水平軸上轉(zhuǎn)動(dòng)，所述發(fā)電機(jī)包括 圓形轉(zhuǎn)子，其安裝在所述葉輪上并且繞所述水平軸同軸地延伸，用于沿著繞所述水平軸的周界路徑隨著所述葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述圓形轉(zhuǎn)子包括徑向延伸的相對(duì)側(cè)；定子，其設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的周界路徑處，所述定子被成形以接納所述轉(zhuǎn)子并且響應(yīng)于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)電，所述定子的特征在于包括定位在所述轉(zhuǎn)子的相對(duì)側(cè)上的一對(duì)相對(duì)的定子外殼，每個(gè)所述定子外殼包括面對(duì)所述轉(zhuǎn)子的所述相對(duì)側(cè)的勵(lì)磁線圈開(kāi)口，以及定位在每個(gè)所述定子外殼中并且通過(guò)所述勵(lì)磁線圈開(kāi)口面對(duì)所述轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁線圈。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)，其中，所述發(fā)電機(jī)的特征在于，第一偏置裝置，所述第一偏置裝置用于選擇性地將所述定子外殼朝向彼此以及朝向所述轉(zhuǎn)子推動(dòng)；以及第二偏置裝置，所述第二偏置裝置用于連續(xù)偏置所述定子外殼，使所述定子外殼互相遠(yuǎn)離并且遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)，其中，所述發(fā)電機(jī)的特征在于，空氣供給裝置，所述空氣供給裝置與所述一對(duì)相對(duì)的定子外殼以及所述勵(lì)磁線圈相通，用于向所述定子外殼和所述勵(lì)磁線圈供給空氣，并且每個(gè)所述定子外殼具有面對(duì)所述轉(zhuǎn)子的邊，所述邊被成形以在所述轉(zhuǎn)子和每個(gè)所述定子外殼的所述邊之間形成空氣膜，使得在所述定子外殼的所述邊和所述轉(zhuǎn)子的所述相對(duì)側(cè)之間形成空氣軸承。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述空氣供給裝置配置成冷卻所述定子外殼中的所述勵(lì)磁線圈。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子形成為一系列的弧段。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，每個(gè)所述弧段包括用于冷卻所述轉(zhuǎn)子的油室。
7.如權(quán)利要求5所述的發(fā)電機(jī)，其特征還在于，所述轉(zhuǎn)子包括用于冷卻所述轉(zhuǎn)子的冷卻翅片。
8.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第一偏置裝置包括可膨脹氣袋，用于選擇性地將所述定子外殼朝向所述轉(zhuǎn)子推動(dòng)，還用于減小所述定子外殼朝向所述轉(zhuǎn)子的推動(dòng)；并且所述第二偏置裝置包括線圈張緊彈簧，用于連續(xù)偏置所述定子外殼遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子。
9.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)，其特征還在于，彈簧，所述彈簧與每個(gè)所述定子為偏置關(guān)系以用于促使每個(gè)所述定子遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子；以及可膨脹氣袋，所述可膨脹氣袋與每個(gè)所述定子為偏置關(guān)系，且配置成用于將所述定子朝向所述轉(zhuǎn)子推動(dòng)。
10.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述葉輪是風(fēng)力渦輪機(jī)并且包括用于捕捉風(fēng)的多個(gè)徑向延伸的帆翼。
11.一種用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)，包括環(huán)形轉(zhuǎn)子，其由一系列的轉(zhuǎn)子部段形成，每個(gè)所述轉(zhuǎn)子部段包括線圈，并且所述轉(zhuǎn)子部段繞橫向轉(zhuǎn)軸延伸并且能轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)環(huán)形路徑的?。欢ㄗ樱涠ㄎ辉谒霾慷蔚乃霏h(huán)形路徑的所述弧處，所述定子包括定位在所述環(huán)形路徑的所述弧的相對(duì)側(cè)上的線圈并且成形為在所述定子之間接納所述轉(zhuǎn)子的所述部段；以及第一偏置裝置，其用于可屈服地推動(dòng)所述定子的所述線圈側(cè)向地朝向與所述轉(zhuǎn)子的相對(duì)側(cè)的并排并且發(fā)電，還用于響應(yīng)于所述轉(zhuǎn)子的側(cè)向運(yùn)動(dòng)來(lái)側(cè)向地移動(dòng)所述定子的所述線圈，同時(shí)繼續(xù)發(fā)電。
12.如權(quán)利要求11所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，空氣供給裝置，所述空氣供給裝置用于在所述轉(zhuǎn)子和所述定子之間形成空氣軸承，以用于當(dāng)所述轉(zhuǎn)子側(cè)向運(yùn)動(dòng)時(shí)保持所述定子與所述轉(zhuǎn)子并排。
13.如權(quán)利要求12所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述定子包括定子外殼，所述定子外殼定位在所述環(huán)形路徑的相對(duì)側(cè)上，每個(gè)所述定子外殼包括面對(duì)所述環(huán)形路徑的定子開(kāi)口，所述定子的所述線圈在所述定子開(kāi)口處定位在所述定子外殼中并且面對(duì)所述環(huán)形路徑，所述定子外殼構(gòu)造成用于在所述轉(zhuǎn)子和所述定子外殼之間形成空氣軸承，以及空氣供給裝置用于將空氣供給到所述定子外殼，還用于形成所述空氣軸承并且保持所述定子外殼與所述轉(zhuǎn)子并排。
14.如權(quán)利要求11所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，一對(duì)同軸環(huán)形圍欄，所述一對(duì)同軸環(huán)形圍欄包括繞軸線沿著內(nèi)環(huán)形路徑可運(yùn)動(dòng)的內(nèi)圍欄和繞所述軸線沿著外環(huán)形路徑可運(yùn)動(dòng)的外圍欄，以及內(nèi)發(fā)電機(jī)，所述內(nèi)發(fā)電機(jī)定位在所述內(nèi)圍欄的所述內(nèi)環(huán)形路徑處；以及外發(fā)電機(jī)，所述外發(fā)電機(jī)定位在所述外圍欄的所述外環(huán)形路徑處。
15.如權(quán)利要求14所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述內(nèi)圍欄包括所述內(nèi)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，且所述外圍欄包括所述外發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
16.如權(quán)利要求14所述的發(fā)電機(jī)，其中，所述內(nèi)發(fā)電機(jī)包括內(nèi)定子，且所述外發(fā)電機(jī)包括外定子，并且氣壓裝置定位在所述內(nèi)定子和所述外定子處，用于將所述內(nèi)定子朝向所述內(nèi)轉(zhuǎn)子推動(dòng)以及將所述外定子朝向所述外轉(zhuǎn)子推動(dòng)。
全文摘要
一種風(fēng)力渦輪機(jī)或其它轉(zhuǎn)動(dòng)裝置具有形成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(26)的外周界，其外周界構(gòu)造有線圈。定子組件(52)定位在所述轉(zhuǎn)子的路徑的下周界并且包括定子半部，所述定子半部與移動(dòng)的轉(zhuǎn)子并排以用于發(fā)電。定子半部包括提供與轉(zhuǎn)子基本無(wú)摩擦接觸的空氣軸承，允許自由轉(zhuǎn)子以最小的阻力運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)H02K1/00GK102449878SQ201080022800
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者杰拉爾德·L·巴伯 申請(qǐng)人:杰拉爾德·L·巴伯