CN105207401A - 一种复合式发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合式发电机，包括发电机本体，发电机本体包括：外壳，外壳呈两端开口的筒状结构；轴承组，轴承组设置在外壳两个开口端的内壁上；转子，套接在所述筒状结构的外壳内，转子两端的端面与轴承组转动连接；转子内沿着其中心轴方向开设有中空的圆柱状通道，通道的两个开口端分别为发电机本体的进气口和出气口；通道的内壁上设有导流部，通道的内壁和导流部上均设有绝缘层；定子，套接在所述转子外部，定子与转子不接触；集电环，用于为转子提供励磁电流；接线端子，接线端子与定子相连，用于将发电产生的电流输出。本发明通过在转子的中心轴方向开设通道,将水轮机/汽轮机与发电机合二为一,结构紧凑,水/水蒸气的动力利用充分。

Description

一种复合式发电机

技术领域

本发明涉及一种发电机，具体涉及一种复合式发电机。

背景技术

现有的发电机一般采用水轮机或蒸汽机带动发电机转子进行发电，但此类发电机功耗较高，而且水轮机或蒸汽机与发电机安装的距离较远，水轮机或汽轮机与发电机之间动能的传递不完全，不能充分利用水或蒸汽的冲击能量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种复合式发电机。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种复合式发电机，包括发电机本体，所述发电机本体包括：

外壳，所述外壳呈两端开口的筒状结构；

轴承组，所述轴承组包括结构相同的第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和第二轴承对称设置在所述外壳两个开口端的内壁上；

转子，所述转子套接在所述筒状结构的外壳内，所述转子两端的两个端面分别与设置在外壳两端的第一轴承和第二轴承转动连接；所述转子内沿着其中心轴方向开设有中空的圆柱形通道，所述通道的两个端口分别为发电机本体的进气口和出气口，所述进气口与进气管相连，所述出气口与出气管相连；所述通道的内壁上设有导流部，所述通道的内壁和导流部上均设有绝缘层；

定子，所述定子套接在所述转子与所述外壳之间，所述定子与所述转子不接触，所述定子与外壳的内壁固定相连；

集电环，所述集电环设置在所述第一轴承或第二轴承的一侧；所述集电环与转子相连，用于为转子提供励磁电流；

接线端子，所述接线端子与所述定子相连，所述接线端子用于将发电机产生的电流输出。

本发明的有益效果是：本发明通过在转子的中心轴方向开设通道,用通道代替现有的汽轮机,将水轮机/汽轮机与发电机合二为一,结构紧凑,水/水蒸气的动力利用充分,且减少了发电需要的动力；通过在转子的内壁和导流部设置绝缘层,可避免电流外泄。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述绝缘层的厚度为0.5μm-1μm。

进一步，所述导流部包括多个扇叶片，所述扇叶片的导流面为弧面，所述多个扇叶片均匀竖直焊接在所述转子的内壁上。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过在导流部设置扇叶片,且扇叶片的导流面为弧面,可使扇叶片上的每一个点都能受到气流的冲击力,使气流的冲击力得到充分利用。

进一步，所述导流部的导流面与转子的中心轴之间的夹角为10°-80°。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过将导流部的导流面与中心轴设置一定角度,方便气流依次穿过各个导流面。

进一步，所述导流部包括一个螺旋叶片，所述螺旋叶片呈螺旋型焊接在所述转子的内壁上。

采用上述进一步方案的有益效果是:螺旋叶片能够使气流的运行有序/且不间断。

进一步，所述导流部包括多个轮板，所述多个轮板均匀交错竖直焊接在所述转子的内壁上。

进一步，所述通道内设有连接轴，所述多个轮板或多个扇叶片均与所述连接轴固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过在通道内设置连接轴，使多个轮板和多个扇叶片均与连接轴固定连接，可使多个连接板、多个轮板形成一个整体，在气流的冲击力带动下，相互协作，共同带动。

进一步，所述连接轴的长度不大于所述转子的长度。

进一步，包括多个发电机本体，所述多个发电机本体依次连接在进气管与出气管之间，各个发电机本体中转子内的通道相互连通；从进气管至出气管方向，依次连接的发电机本体的转子上的导流部的导流面积依次减小。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过设置多个发电机本体，且从进气管至出气管，各个发电机本体转子上的导流部的导流面积依次减小，一方面，可充分利用气流或水流的冲击力，另一方面，可为不同的用电负载提供不同的电压。

进一步，包括3个发电机本体，分别为第一发电机本体、第二发电机本体和第三发电机本体，所述第一发电机本体包括第一转子，所述第一转子包括第一通道和第一导流部；所述第二发电机本体本体包括第二转子，所述第二转子包括第二通道和第二导流部；所述第三发电机本体包括第三转子，所述第三转子包括第三通道和第三导流部；

所述进气管依次与第一通道、第二通道和第三通道连通；所述第一导流部的导流面积大于所述第二导流部的导流面积，所述第二导流部的导流面积大于所述第三导流部的导流面积。

附图说明

图1为实施例1的纵截面结构示意图；

图2为实施例2的纵截面结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、外壳；11、第一端盖；12、第二端盖；2、转子；21、通道；211、进气口；212、出气口；22、绝缘层；23、轮板、24、扇叶片；25、螺旋叶片；26、中心轴；27、连接轴；3、定子；4、轴承组；41、第一轴承；42、第二轴承；5、进气管；6、出气管；7、第一发电机本体；71、第一转子；711、第一通道；712、第一导流部；8、第二发电机本体；81、第二转子；811、第二通道；812、第二导流部；9、第三发电机本体；91、第三转子；911、第三通道；912、第三导流部。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种复合式发电机，包括一个发电机本体，该发电机本体包括：

外壳1，如图1所示,外壳1呈无底的筒状结构，该筒状结构的外壳1的两端还设有第一端盖11和第二端盖12，第一端盖11和第二端盖12为结构相同的环状板，第一端盖11和第二端盖12相互平行覆盖在外壳1的开口两端。

轴承组4，如图1所示,轴承组4包括结构相同的第一轴承41和第二轴承42，第一轴承41和第二轴承42对称设置在外壳1两个开口端的内壁上。

转子2，如图1所示,转子2套接在筒状结构的外壳1内，具体套接在第一端盖11和第二端盖12之间，转子2两端的两个端面分别与设置在外壳1两端的第一轴承41和第二轴承42转动连接；转子2内沿着其中心轴26方向(中心轴为虚拟的轴线)开设有中空的圆柱状通道21，通道21的两个端口分别为发电机本体的出气口212和进气口211，进气口211与进气管5相连，出气口212与出气管6相连；通道21的内壁上设有导流部，通道21的内壁和导流部上均设有绝缘层22，绝缘层22的厚度为0.5μm-1μm，优选采用0.8μm；即通道21内部、转子2与轴承组4的连接处均与外部绝缘。通过在转子2的中心轴26方向开设通道21,用通道代替现有的水轮机或汽轮机,将水轮机/汽轮机与发电机合二为一,结构紧凑,水/水蒸气的动力利用充分,且减少了发电需要的动力；通过在通道的内壁和导流部设置绝缘层,可避免电流外泄。

定子，如图1所示,定子套接在转子2与外壳之间，定子与转子2不接触，定子固定在外壳1的内壁上。

集电环，集电环设置在所述第一轴承41或第二轴承42的一侧，具体设置在第一端盖11或第二端盖12上，且不与轴承组4相连；集电环与转子相连，用于为转子提供励磁电流；

接线端子，接线端子与所述定子相连，接线端子用于将发电机产生的电流输出。

如图1所示,转子2的通道21内的导流部可采用一个螺旋叶片25、或多个扇叶片24、或多个轮板23，导流部的导流面即为受气流冲击面，导流面与转子2的中心轴26之间的夹角为10°-80°。当导流部采用多个扇叶片24时，扇叶片24的导流面为弧面，多个扇叶片24均匀竖直焊接在转子2的内壁上。当导流部采用一个螺旋叶片25时，螺旋叶片25作为一个整体呈螺旋型焊接在转子2的内壁上。当导流部采用多个轮板23时，多个轮板23均匀交错竖直焊接在转子2的内壁上。当导流部采用多个扇叶片24或多个轮板23时，在通道21内沿中心轴26方向设有连接轴27，该连接轴27的长度不超过转子2的长度，以多个轮板23和多个扇叶片24的分布长度为宜；多个轮板23和多个扇叶片24的另一端均与连接轴27焊接固定。

本实施例还包括除上述部件的其他发电机所必需的部件。例如，本实施例的发电机还包括励磁绕组、定子绕组、电刷、风扇、集电环和风扇等，转子在外壁圆周上开设一些圆柱槽,在槽内嵌有励磁绕组,励磁绕组的两端通过集电环接到励磁电源(集电环为两个，先分别与电刷相连，再分别接入励磁电源的正负极),在转子圆周两侧形成南极和北极,转子旋转时就产生旋转磁场。转子的圆柱槽内的励磁绕组相互连接后再连接到集电环，集电环安装在转子轴承的一端，为降低发电机的温度，在转子两端还装有风扇。由于定子内的磁通在不停的变化，定子可采用多层硅钢片叠成，硅钢片间相互绝缘，可减小涡流损耗；硅钢片导磁良好，在定子铁芯内壁均匀分布着许多槽来嵌装定子绕组，定子铁芯槽内嵌放定子的三相绕组，每相绕组由多个线圈组成，按一定规律排列。定子和定子绕组安装在外壳内，外壳安装在发电机机座内，机座下方设有发电机接线箱，定子绕组通过接线端子连接到发电机接线箱，发电机发出的三相交流电从发电机接线箱引出。本实施例在工作时，从进气管通入水流或水蒸气，在水流或水蒸气的冲击作用下，导流部做旋转运动，导流部带动转子绕中心轴转动，转子被定子包围，转子中通入一定的励磁电流，使转子成为一个旋转磁场，定子中的定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过定子绕组和接线端子引出，接在电流输出回路中，便产生了电流。由于碳刷与转子相连处有断路处，使转子按一定方向转动，产生交变电流，以供家庭或工业使用。

实施例2

本实施例的复合式发电机包括多个发电机本体，多个发电机本体均采用如实施例1中发电机本体的结构。本实施例的多个发电机本体依次连接在水或水蒸气的进气管5与出气管6之间，各个发电机本体中转子2的通道21相互连通；从进气管5至出气管6方向，各个发电机本体中转子2上的导流部的导流面积依次减小。

具体如图2所示，本实施例的多个发电机本体组合而成的复合式发电机，包括3个发电机本体，分别为第一发电机本体7、第二发电机本体8和第三发电机本体9，第一发电机本体7包括第一转子71，第一转子71包括第一通道711和第一导流部712；第二发电机本体8包括第二转子81，第二转子81包括第二通道811和第二导流部812；第三发电机本体9包括第三转子91，第三转子91包括第三通道911和第三导流部912；

如图2所示,进气管5依次与第一通道711、第二通道811和第三通道911连通；第一导流部712的导流面积大于所述第二导流部812的导流面积，第二导流部812的导流面积大于所述第三导流部912的导流面积。第一导流部712、第二导流部812和第三导流部912可选择的采用螺旋叶片25、多个轮板23或多个扇叶片24。

本实施例的复合式发电机通过设置多个发电机本体，且从进气管至出气管，各个发电机本体转子上的导流部的导流面积依次减小，一方面，可充分利用气流或水流的冲击力，另一方面，可为不同的用电负载提供不同的电压。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合式发电机，包括发电机本体，其特征在于，所述发电机本体包括：

外壳(1)，所述外壳(1)呈两端开口的筒状结构；

轴承组(4)，所述轴承组(4)包括结构相同的第一轴承(41)和第二轴承(42)，所述第一轴承(41)和第二轴承(42)对称设置在所述外壳(1)两个开口端的内壁上；

转子(2)，所述转子(2)套接在所述筒状结构的外壳(1)内，所述转子(2)两端的两个端面分别与设置在外壳(1)两端的第一轴承(41)和第二轴承(42)转动连接；所述转子(2)内沿着其中心轴(26)方向开设有圆柱形通道(21)，所述通道(21)的两个端口分别为发电机本体的进气口(211)和出气口(212)，所述进气口(211)与进气管(5)相连，所述出气口(212)与出气管(6)相连；所述通道(21)的内壁上设有导流部，所述通道(21)的内壁和导流部上均设有绝缘层(22)；

定子(3)，所述定子(3)套接在所述转子(2)与所述外壳之间，所述定子(3)与所述转子(2)不接触，所述定子(3)与外壳(1)的内壁固定相连；

集电环，所述集电环设置在所述第一轴承(41)或第二轴承(42)的一侧；所述集电环与转子相连，用于为转子提供励磁电流；

接线端子，所述接线端子与所述定子(3)相连，所述接线端子用于将发电机产生的电流输出。

2.根据权利要求1所述一种复合式发电机，其特征在于，所述绝缘层(22)的厚度为0.5μm-1μm。

3.根据权利要求1所述一种复合式发电机，其特征在于，所述导流部包括多个扇叶片(24)，所述扇叶片(24)的导流面为弧面，所述多个扇叶片(24)均匀竖直焊接在所述转子(2)的内壁上。

4.根据权利要求1所述一种复合式发电机，其特征在于，所述导流部的导流面与转子的中心轴之间的夹角为10°-80°。

5.根据权利要求4所述一种复合式发电机，其特征在于，所述导流部包括一个螺旋叶片(25)，所述螺旋叶片(25)呈螺旋型焊接在所述转子(2)的内壁上。

6.根据权利要求4所述一种复合式发电机，其特征在于，所述导流部包括多个轮板(23)，所述多个轮板(23)均匀交错竖直焊接在所述转子(2)的内壁上。

7.根据权利要求3或6所述一种复合式发电机，其特征在于，所述通道(21)内设有连接轴(27)，所述多个轮板(23)或多个扇叶片(24)均与所述连接轴(27)固定连接。

8.根据权利要求7所述一种复合式发电机，其特征在于，所述连接轴(27)的长度不大于所述转子(2)的长度。

9.根据权利要求1-6、8任一项所述一种复合式发电机，其特征在于，包括多个发电机本体，所述多个发电机本体依次连接在进气管(5)与出气管(6)之间，各个发电机本体中转子(2)内的通道(21)相互连通；从进气管至出气管方向，依次连接的发电机本体的转子上的导流部的导流面积依次减小。

10.根据权利要求9所述一种复合式发电机，其特征在于，包括3个发电机本体，分别为第一发电机本体(7)、第二发电机本体(8)和第三发电机本体(9)，所述第一发电机本体(7)包括第一转子(71)，所述第一转子(71)包括第一通道(711)和第一导流部(712)；所述第二发电机本体(8)本体包括第二转子(81)，所述第二转子(81)包括第二通道(811)和第二导流部(812)；所述第三发电机本体(9)包括第三转子(91)，所述第三转子(91)包括第三通道(911)和第三导流部(912)；

所述进气管(5)依次与第一通道(711)、第二通道(811)和第三通道(911)连通；所述第一导流部(712)的导流面积大于所述第二导流部(812)的导流面积，所述第二导流部(812)的导流面积大于所述第三导流部(912)的导流面积。