CN109253046A - 一种应用磁动力和机械动力的风能发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用磁动力和机械动力的风能发电装置，属于发电技术领域，包括叶轮、旋转轴和发电机，叶轮安装在所述旋转轴的上端，还包括转动件和连接件，所述转动件为圆形的板体件，磁力槽内设有第一永磁体，发电机的顶部安装在所述发电机安装口内，连接件包括底板、中间连接体和顶板，顶板的顶面设有上磁力凹槽，上磁力凹槽、下磁力凹槽内分别设有第二永磁体、第三永磁体，连接架的横向部中间连接有磁力吸附筒，磁力吸附筒的内侧壁上设有对称设置的、永磁体的定子，旋转轴上安装有永磁体的转子，悬挂件的底面连接有第四永磁体内底面设有第六永磁体，底板的底面设有支撑底座；本发明具有发电机运行稳定和延长发电机使用寿命的优点。

Description

一种应用磁动力和机械动力的风能发电装置

技术领域：

本发明属于发电技术领域，具体涉及一种应用磁动力和机械动力的风能发电装置。

背景技术：

随着不可再生能源的日益枯竭，人们越来越重视可再生能源的开发利用。风能作为可再生能源中重要的一部分，其不但具有清洁环保的特点，而且分布地域广，便于利用，是一种极具发展前景的新型能源。

目前我们在利用风力发电时，自然界产生的风，其不但风向多变，而且风力大小不一，而传统的机械式的轴承风力发电装置，其启动风速要求最低为3m/s，而我国大多数地区的一年之中大部分时间其风速在3m/s以下，这使得大量的风力资源因无法正常利用而浪费。

此外，现有的垂直轴承风力发电装置克服了风向多变的问题，但是垂直轴承风力发电装置中的发电机受到叶轮以及叶轮旋转轴向下的重力作用，影响发电机的运行稳定性和使用寿命。

发明内容：

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种应用磁动力和机械动力的风能发电装置，该应用磁动力和机械动力的风能发电装置具有发电机运行稳定和延长发电机使用寿命的优点。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种应用磁动力和机械动力的风能发电装置，包括叶轮、旋转轴和发电机，所述叶轮安装在所述旋转轴的上端，还包括转动件和连接件，所述转动件为圆形的板体件，所述旋转轴的下端侧壁上设有限位件，所述转动件的顶面设有限位配合件，所述限位件与所述限位配合件相固定连接，所述转动件的底面中部设有从下向上凹入的发电机安装口，所述发电机安装口的内侧壁上设有齿槽，所述转动件的底面设有下磁力凹槽，所述转动件的顶面设有磁力槽，所述磁力槽内设有第一永磁体，所述发电机的顶部安装在所述发电机安装口内，所述发电机的顶部外缘设有轮齿，所述轮齿与所述齿槽相配合连接，所述连接件包括底板、中间连接体和顶板，所述底板和所述中间连接体组合成上端开口的且内部空心的倒圆台体，所述顶板位于所述倒圆台体的上端，所述顶板和所述中间连接体的内壁之间连接有支撑杆，所述顶板的顶面设有上磁力凹槽，所述上磁力凹槽、所述下磁力凹槽内分别设有第二永磁体、第三永磁体，所述第二永磁体与所述第三永磁体的相邻面的极性相同，所述顶板的顶面还连接有倒U形的连接架，所述连接架的横向部中间连接有磁力吸附筒，所述磁力吸附筒的下端开口且上端设有转动孔，所述磁力吸附筒的内侧壁上设有对称设置的、永磁体的定子，所述旋转轴穿过所述转动孔，所述旋转轴上安装有永磁体的转子，所述转子位于所述磁力吸附筒内，所述定子的顶端高于所述转子的顶端，所述定子与所述转子的相邻面的极性相反，所述连接架的横向部下端连接有悬挂件，所述悬挂件的底面连接有第四永磁体，所述第一永磁体与所述第四永磁体的相邻面的极性相反，所述发电机的底部设有圆柱状的安装台，所述安装台的底面设有第五永磁体，所述安装台的侧壁上设有环形凸体，所述底板的顶面连接有安装筒，所述安装筒的内侧壁上设有环形凹槽，所述环形凸体与所述环形凹槽相配合连接，所述安装筒的内底面设有第六永磁体，所述第五永磁体与所述第六永磁体的相邻面的极性相同，所述底板的底面设有支撑底座。

优选地，所述限位件为三角形状，所述限位件的数量为四个且呈正方形排列，所述限位配合件包括基座和内凹件，所述基座为长方形状，所述基座的中心设有安装孔，所述内凹件设置在所述基座上，所述限位件通过螺栓连接在所述内凹件内，所述旋转轴的下端安装在所述安装孔内。

优选地，所述支撑底座的顶面设有第一支撑筒，所述第一支撑筒的内侧壁上设有滑动凹槽，所述底板的底面设有第二支撑筒，所述第二支撑筒的外侧壁上设有滑动凸体，所述第二支撑筒设置在所述第一支撑筒内，所述滑动凸体设置在所述滑动凹槽内，所述第一支撑筒的中心设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的上端与所述底板的底面相连接。

优选地，所述旋转轴的侧壁上连接有两个夹紧件，两个所述夹紧件之间设有所述转子。

优选地，所述夹紧件和所述转子之间连接有弹性垫片。

优选地，两个所述夹紧件之间连接有锁定件。

优选地，所述锁定件为螺杆。

优选地，所述缓冲弹簧的上端与所述底板的底面相焊接。

优选地，所述悬挂件包括电动伸缩气缸和连接板，所述电动伸缩气缸连接在所述连接架的横向部下端，所述连接板连接在所述电动伸缩气缸的伸缩杆下端，所述第四永磁体连接在所述连接板的底面。

优选地，所述第二永磁体与所述第三永磁体的相邻面之间距离、所述第一永磁体与所述第四永磁体的相邻面之间的距离和所述第五永磁体与所述第六永磁体的相邻面之间的距离均为1—3cm。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明中所述转动件为圆形的板体件，所述旋转轴的下端侧壁上设有限位件，所述转动件的顶面设有限位配合件，所述限位件与所述限位配合件相固定连接，使得旋转轴连接在转动件上。

2.本发明中所述转动件的底面中部设有从下向上凹入的发电机安装口，所述发电机安装口的内侧壁上设有齿槽，所述发电机的顶部安装在所述发电机安装口内，所述发电机的顶部外缘设有轮齿，所述轮齿与所述齿槽相配合连接，使得发电机与转动件的连接更加牢固。

3.本发明中所述转动件的底面设有下磁力凹槽，所述连接件包括底板、中间连接体和顶板，所述底板和所述中间连接体组合成上端开口的且内部空心的倒圆台体，所述顶板位于所述倒圆台体的上端，所述顶板和所述中间连接体的内壁之间连接有支撑杆，所述顶板的顶面设有上磁力凹槽，所述上磁力凹槽、所述下磁力凹槽内分别设有第二永磁体、第三永磁体，所述第二永磁体与所述第三永磁体的相邻面的极性相同，第二永磁体与第三永磁体相互排斥，减少了旋转轴和叶轮对发电机的重力。

4.本发明中所述顶板的顶面还连接有倒U形的连接架，所述连接架的横向部中间连接有磁力吸附筒，所述磁力吸附筒的下端开口且上端设有转动孔，所述磁力吸附筒的内侧壁上设有对称设置的、永磁体的定子，所述旋转轴穿过所述转动孔，所述旋转轴上安装有永磁体的转子，所述转子位于所述磁力吸附筒内，所述定子的顶端高于所述转子的顶端，所述定子与所述转子的相邻面的极性相反，定子对转子有竖置向上的吸引力，可以减少了旋转轴和叶轮对发电机的重力。

5.本发明中所述转动件的顶面设有磁力槽，所述磁力槽内设有第一永磁体，所述连接架的横向部下端连接有悬挂件，所述悬挂件的底面连接有第四永磁体，所述第一永磁体与所述第四永磁体的相邻面的极性相反，第一永磁体与第四永磁体相互吸引，减少了旋转轴和叶轮对发电机的重力。

6.本发明中所述发电机的底部设有圆柱状的安装台，所述安装台的底面设有第五永磁体，所述安装台的侧壁上设有环形凸体，所述底板的顶面连接有安装筒，所述安装筒的内侧壁上设有环形凹槽，所述环形凸体与所述环形凹槽相配合连接，所述安装筒的内底面设有第六永磁体，所述第五永磁体与所述第六永磁体的相邻面的极性相同，所述底板的底面设有支撑底座，支撑底座能够承接发电机传递过来的力。

7.本发明中所述限位件为三角形状，所述限位件的数量为四个且呈正方形排列，所述限位配合件包括基座和内凹件，所述基座为长方形状，所述基座的中心设有安装孔，所述内凹件设置在所述基座上，所述限位件通过螺栓连接在所述内凹件内，所述旋转轴的下端安装在所述安装孔内，该限位件和限位配合件连接方式简单且牢固。

8.本发明中所述支撑底座的顶面设有第一支撑筒，所述第一支撑筒的内侧壁上设有滑动凹槽，所述底板的底面设有第二支撑筒，所述第二支撑筒的外侧壁上设有滑动凸体，所述第二支撑筒设置在所述第一支撑筒内，所述滑动凸体设置在所述滑动凹槽内，所述第一支撑筒的中心设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的上端与所述底板的底面相连接，提高了支撑底座的缓冲作用。

9.本发明中所述旋转轴的侧壁上连接有两个夹紧件，两个所述夹紧件之间设有所述转子，限制转子在旋转轴上移动。

10.本发明中所述夹紧件和所述转子之间连接有弹性垫片，提高转子与夹紧件之间连接强度。

11.本发明中两个所述夹紧件之间连接有锁定件，进一步地固定转子的位置。

12.本发明中所述锁定件为螺杆，简单而实用。

13.本发明中所述缓冲弹簧的上端与所述底板的底面相焊接，使得缓冲弹簧与底板的连接更加牢固。

14.本发明中所述悬挂件包括电动伸缩气缸和连接板，所述电动伸缩气缸连接在所述连接架的横向部下端，所述连接板连接在所述电动伸缩气缸的伸缩杆下端，所述第四永磁体连接在所述连接板的底面，能够调整第四永磁体与第一永磁体之间的距离，以改变引力大小。

15.本发明中所述第二永磁体与所述第三永磁体的相邻面之间距离、所述第一永磁体与所述第四永磁体的相邻面之间的距离和所述第五永磁体与所述第六永磁体的相邻面之间的距离均为1—3cm，该距离下具有较强的引力或排斥力。

附图说明：

附图用来提供对本发明进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为限位件与限位配合件的连接示意图；

附图标记：1、叶轮；2、、旋转轴；3、发电机；4、转动件；5、连接件；51、底板；52、中间连接体；53、顶板；6、限位件；7、限位配合件；71、基座；72、内凹件；8、发电机安装口；9、齿槽；10、轮齿；11、下磁力凹槽；12、支撑杆；13、上磁力凹槽；14、第二永磁体；15、第三永磁体；16、连接架；17、磁力吸附筒；18、定子；19、转子；20、磁力槽；21、第一永磁体；22、悬挂件；23、第四永磁体；24、安装台；25、第五永磁体；26、环形凸体；27、安装筒；28、环形凹槽；29、第六永磁体；30、支撑底座；31、第一支撑筒；32、滑动凹槽；33、滑动凸体；34、缓冲弹簧；35、夹紧件；36、弹性垫片；37、锁定件；38、电动伸缩气缸；39、连接板；40、第二支撑筒。

具体实施方式：

如图1—2所示，一种应用磁动力和机械动力的风能发电装置，包括叶轮1、旋转轴2和发电机3，叶轮1安装在旋转轴2的上端，还包括转动件4和连接件5。

转动件4为圆形的板体件，旋转轴2的下端侧壁上设有限位件6，转动件4的顶面设有限位配合件7，限位件6与限位配合件7相固定连接，使得旋转轴2连接在转动件4上。

转动件4的底面中部设有从下向上凹入的发电机安装口8，发电机安装口8的内侧壁上设有齿槽9，发电机3的顶部安装在发电机安装口8内，发电机3的顶部外缘设有轮齿10，轮齿10与齿槽9相配合连接，使得发电机3与转动件4的连接更加牢固。

转动件4的底面设有下磁力凹槽11，连接件5包括底板51、中间连接体52和顶板53，底板51和中间连接体52组合成上端开口的且内部空心的倒圆台体，顶板53位于倒圆台体的上端，顶板53和中间连接体52的内壁之间连接有支撑杆12，顶板53的顶面设有上磁力凹槽13，上磁力凹槽13、下磁力凹槽11内分别设有第二永磁体14、第三永磁体15，第二永磁体14与第三永磁体15的相邻面的极性相同，第二永磁体14与第三永磁体15相互排斥，减少了旋转轴2和叶轮1对发电机3的重力。

顶板53的顶面还连接有倒U形的连接架16，连接架16的横向部中间连接有磁力吸附筒17，磁力吸附筒17的下端开口且上端设有转动孔，磁力吸附筒17的内侧壁上设有对称设置的、永磁体的定子18，旋转轴2穿过转动孔，旋转轴2上安装有永磁体的转子19，转子19位于磁力吸附筒17内，定子18的顶端高于转子19的顶端，定子18与转子19的相邻面的极性相反，定子18对转子19有竖置向上的吸引力，可以减少了旋转轴2和叶轮1对发电机3的重力。

转动件4的顶面设有磁力槽20，磁力槽20内设有第一永磁体21，连接架16的横向部下端连接有悬挂件22，悬挂件22的底面连接有第四永磁体23，第一永磁体21与第四永磁体23的相邻面的极性相反，第一永磁体21与第四永磁体23相互吸引，减少了旋转轴2和叶轮1对发电机3的重力。

发电机3的底部设有圆柱状的安装台24，安装台24的底面设有第五永磁体25，安装台24的侧壁上设有环形凸体26，底板51的顶面连接有安装筒27，安装筒27的内侧壁上设有环形凹槽28，环形凸体26与环形凹槽28相配合连接，安装筒27的内底面设有第六永磁体29，第五永磁体25与第六永磁体29的相邻面的极性相同，底板51的底面设有支撑底座30，支撑底座30能够承接发电机3传递过来的力。

限位件6为三角形状，限位件6的数量为四个且呈正方形排列，限位配合件7包括基座71和内凹件72，基座71为长方形状，基座71的中心设有安装孔，内凹件72设置在基座71上，限位件6通过螺栓连接在内凹件72内，旋转轴2的下端安装在安装孔内，该限位件6和限位配合件7连接方式简单且牢固。

支撑底座30的顶面设有第一支撑筒31，第一支撑筒31的内侧壁上设有滑动凹槽32，底板51的底面设有第二支撑筒40，第二支撑筒40的外侧壁上设有滑动凸体33，第二支撑筒40设置在第一支撑筒31内，滑动凸体33设置在滑动凹槽32内，第一支撑筒31的中心设有缓冲弹簧34，缓冲弹簧34的上端与底板51的底面相连接，提高了支撑底座30的缓冲作用。

旋转轴2的侧壁上连接有两个夹紧件35，两个夹紧件35之间设有转子19，限制转子19在旋转轴2上移动。

夹紧件35和转子19之间连接有弹性垫片36，提高转子19与夹紧件35之间连接强度。

两个夹紧件35之间连接有锁定件37，进一步地固定转子19的位置。

锁定件37为螺杆，简单而实用。

缓冲弹簧34的上端与底板51的底面相焊接，使得缓冲弹簧34与底板51的连接更加牢固。

悬挂件22包括电动伸缩气缸38和连接板39，电动伸缩气缸38连接在连接架16的横向部下端，连接板39连接在电动伸缩气缸38的伸缩杆下端，第四永磁体23连接在连接板39的底面，能够调整第四永磁体23与第一永磁体21之间的距离，以改变引力大小。

第二永磁体14与第三永磁体15的相邻面之间距离、第一永磁体21与第四永磁体23的相邻面之间的距离和第五永磁体25与第六永磁体29的相邻面之间的距离均为1—3cm，该距离下具有较强的引力或排斥力。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征等同替换所组成的技术方案。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (10)

1.一种应用磁动力和机械动力的风能发电装置，包括叶轮、旋转轴和发电机，所述叶轮安装在所述旋转轴的上端，其特征在于：还包括转动件和连接件，所述转动件为圆形的板体件，所述旋转轴的下端侧壁上设有限位件，所述转动件的顶面设有限位配合件，所述限位件与所述限位配合件相固定连接，所述转动件的底面中部设有从下向上凹入的发电机安装口，所述发电机安装口的内侧壁上设有齿槽，所述转动件的底面设有下磁力凹槽，所述转动件的顶面设有磁力槽，所述磁力槽内设有第一永磁体，所述发电机的顶部安装在所述发电机安装口内，所述发电机的顶部外缘设有轮齿，所述轮齿与所述齿槽相配合连接，所述连接件包括底板、中间连接体和顶板，所述底板和所述中间连接体组合成上端开口的且内部空心的倒圆台体，所述顶板位于所述倒圆台体的上端，所述顶板和所述中间连接体的内壁之间连接有支撑杆，所述顶板的顶面设有上磁力凹槽，所述上磁力凹槽、所述下磁力凹槽内分别设有第二永磁体、第三永磁体，所述第二永磁体与所述第三永磁体的相邻面的极性相同，所述顶板的顶面还连接有倒U形的连接架，所述连接架的横向部中间连接有磁力吸附筒，所述磁力吸附筒的下端开口且上端设有转动孔，所述磁力吸附筒的内侧壁上设有对称设置的、永磁体的定子，所述旋转轴穿过所述转动孔，所述旋转轴上安装有永磁体的转子，所述转子位于所述磁力吸附筒内，所述定子的顶端高于所述转子的顶端，所述定子与所述转子的相邻面的极性相反，所述连接架的横向部下端连接有悬挂件，所述悬挂件的底面连接有第四永磁体，所述第一永磁体与所述第四永磁体的相邻面的极性相反，所述发电机的底部设有圆柱状的安装台，所述安装台的底面设有第五永磁体，所述安装台的侧壁上设有环形凸体，所述底板的顶面连接有安装筒，所述安装筒的内侧壁上设有环形凹槽，所述环形凸体与所述环形凹槽相配合连接，所述安装筒的内底面设有第六永磁体，所述第五永磁体与所述第六永磁体的相邻面的极性相同，所述底板的底面设有支撑底座。

2.根据权利要求1所述的应用磁动力和机械动力的风能发电装置，其特征在于：所述限位件为三角形状，所述限位件的数量为四个且呈正方形排列，所述限位配合件包括基座和内凹件，所述基座为长方形状，所述基座的中心设有安装孔，所述内凹件设置在所述基座上，所述限位件通过螺栓连接在所述内凹件内，所述旋转轴的下端安装在所述安装孔内。

3.根据权利要求1所述的应用磁动力和机械动力的风能发电装置，其特征在于：所述支撑底座的顶面设有第一支撑筒，所述第一支撑筒的内侧壁上设有滑动凹槽，所述底板的底面设有第二支撑筒，所述第二支撑筒的外侧壁上设有滑动凸体，所述第二支撑筒设置在所述第一支撑筒内，所述滑动凸体设置在所述滑动凹槽内，所述第一支撑筒的中心设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的上端与所述底板的底面相连接。

4.根据权利要求1所述的应用磁动力和机械动力的风能发电装置，其特征在于：所述旋转轴的侧壁上连接有两个夹紧件，两个所述夹紧件之间设有所述转子。

5.根据权利要求4所述的应用磁动力和机械动力的风能发电装置，其特征在于：所述夹紧件和所述转子之间连接有弹性垫片。

6.根据权利要求4所述的应用磁动力和机械动力的风能发电装置，其特征在于：两个所述夹紧件之间连接有锁定件。

7.根据权利要求6所述的应用磁动力和机械动力的风能发电装置，其特征在于：所述锁定件为螺杆。

8.根据权利要求3所述的应用磁动力和机械动力的风能发电装置，其特征在于：所述缓冲弹簧的上端与所述底板的底面相焊接。

9.根据权利要求8所述的应用磁动力和机械动力的风能发电装置，其特征在于：所述悬挂件包括电动伸缩气缸和连接板，所述电动伸缩气缸连接在所述连接架的横向部下端，所述连接板连接在所述电动伸缩气缸的伸缩杆下端，所述第四永磁体连接在所述连接板的底面。

10.根据权利要求1所述的应用磁动力和机械动力的风能发电装置，其特征在于：所述第二永磁体与所述第三永磁体的相邻面之间距离、所述第一永磁体与所述第四永磁体的相邻面之间的距离和所述第五永磁体与所述第六永磁体的相邻面之间的距离均为1—3cm。