CN110296037A - 双层发电机以及风力发电平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双层发电机，包括磁体和线圈，所述线圈设置有均呈筒状的内外两层，所述磁体位于两层线圈之间，并设有驱动装置，在驱动装置的作用下，所述磁体和线圈同时做反向转动。从而将磁场切割线圈的相对速度提高2‑4倍，充分地发挥了磁体的作用，避免了设置增速器和缓冲装置的同时，确保了低速的动力源仍然能更快地提供稳定电流，有利于节能降耗。并提供了包括该双层发电机的两种风力发电平台，具有构思巧妙、结构简单等特点。

Description

双层发电机以及风力发电平台

技术领域

本发明属于发电机技术领域，具体地讲，特别涉及一种双层发电机。

背景技术

发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。

发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。发电机发电电流的大小受磁场切割线圈的相对速度决定。

传统的发电机仅仅磁体或者线圈其中之一转动，也即单向旋转，发电机启动时速度较低，需要将转速稳到一定转数才能产生可用的稳定电流。市面上也有安装增速器的发电机，利用增速器缩短发电机产生稳定电流需等待的时间。但是，增速器不仅增加了成本和体积，而且还需要设置缓冲装置缓慢的将转速提高，并且对驱动的动力要求更高，增加了驱动动力的负担，不利于节能降耗。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种低能耗的双层发电机。

本发明实现上述目的的技术方案如下：一种双层发电机，包括磁体和线圈，所述线圈设置有均呈筒状的内外两层，所述磁体位于两层线圈之间，并设有驱动装置，在驱动装置的作用下，所述磁体和线圈同时做反向转动。

本发明通过设置内外两层线圈，将磁体布置在两层线圈之间，并使磁体和线圈同时反向旋转，从而将磁场切割线圈的相对速度提高2-4倍，充分地发挥了磁体的作用，避免了设置增速器和缓冲装置的同时，确保了低速的动力源仍然能更快地提供稳定电流，有利于节能降耗。

作为优选之一，所述磁体和线圈共用同一驱动装置，所述驱动装置包括动力源、动力轴和锥齿轮组，所述动力轴由动力源驱动转动，所述动力轴与锥齿轮组中设置的第一锥齿轮固定连接，所述锥齿轮组还包括两个相对的第二锥齿轮，两个所述第二锥齿轮均与第一锥齿轮垂直啮合，并且所述第二锥齿轮与磁体和线圈均同轴布置，当第一锥齿轮转动时，上下两个第二锥齿轮分别带动磁体和线圈反向转动。通过设置锥齿轮组实现同一动力源同时驱动磁体和线圈做反向运动，有利于横向发电，并且双层发电机整体的结构紧凑。

进一步地，还包括外壳，所述磁体和线圈均位于所述外壳内，在外壳内还安装有中心轴，其中一个所述第二锥齿轮与中心轴固定，另一个第二锥齿轮活套在中心轴上，磁体和线圈中的其一与中心轴固定连接，另一与活套在中心轴上的第二锥齿轮固定连接。两个第二锥齿轮与磁体和线圈的连接结构简单。

作为另一优选，所述磁体和线圈分别设置有驱动装置，每一所述驱动装置均包括动力源和动力轴，对应的所述动力轴与对应的磁体或者线圈连接。分别设置驱动装置，有利于磁体和线圈的驱动结构简单化，并且便于动力轴与磁体和线圈的同轴布置，有利于垂直发电。

进一步地，两个所述动力轴采用内外活套的结构布置。结构更加简单。

更进一步地，所述动力源包括大小两个叶轮，两个所述叶轮并排布置，并且大叶轮在前、小叶轮在后。这样对横向发电设计一大一小两个叶轮承接风力或者水力，大叶轮与小叶轮可以固套在同一动力轴上，从而充分利用风力；也可以分别固套在内外套设的两个动力轴上，并将大叶轮与小叶轮的叶片相对反向安装，从而利用大叶轮和小叶轮实现两个动力轴的反向转动。

所述动力源包括风帽，所述风帽的中心线与磁体和线圈的中心线重合。这样设置风帽，有利于承接微风进行稳定发电。

针对现有技术中的缺陷，本发明的另一目的在于提供一种低能耗的风力发电平台。

本发明实现上述目的的技术方案如下：

一种风力发电平台，包括至少一个发电机，所述发电机采用上述的双层发电机结构，还包括氢气球、空中平台、电缆和地面平台，所述发电机固定安装在空中平台上，所述空中平台悬挂在氢气球下方，在空中平台与地面平台之间连接有电缆。这样将发电平台升至空中，利用高空风力进行发电，可以实现高空风力资源的有效利用。

在所述空中平台与地面平台之间连接有固定套，所述电缆位于固定套内。固定套一方面实现空中平台与地面平台的连接，另一方面可以对电缆进行防护。

针对现有技术中的缺陷，本发明的又一目的在于提供又一种低能耗的风力发电平台。

本发明实现上述目的的技术方案如下：

一种风力发电平台，包括工作台和三个发电机，每一所述发电机均采用上述的双层发电机结构，每一所述发电机的风帽的中心线均竖向布置，三个所述发电机在工作台呈等边三角形的三个顶点分布，在工作台顶面固定有半球状的网笼，三个所述发电机的风帽均位于网笼内。

有益效果：本发明通过设置内外两层线圈，将磁体布置在两层线圈之间，并使磁体和线圈同时反向旋转，从而提供了一种低能耗、高效率的双层发电机，并提供了包括该双层发电机的两种风力发电平台，具有构思巧妙、结构简单、生产容易等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为实施例一的结构示意图。

图2为实施例一的动力源结构示意图。

图3为实施例二的结构示意图。

图4为实施例三的结构示意图。

图5为实施例三的动力源结构示意图。

图6为实施例四的结构示意图。

图7为实施例五的结构示意图。

图8为实施例五的动力源结构示意图。

图9为实施例六的结构示意图。

图10为实施例七的结构示意图。

附图标记：外壳1、中心轴2、磁体3、线圈4、动力轴5、第一锥齿轮6、第二锥齿轮7、大叶轮8、小叶轮9、风帽10、第三锥齿轮11、第四锥齿轮12、氢气球13、固定套14、电缆15、地面平台16、空中平台17、网笼18、工作台19。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例一：

如图1和图2所示，一种双层发电机，包括外壳1、磁体3和线圈4，所述磁体3和线圈4均位于所述外壳1内。所述线圈4设置有均呈筒状的内外两层，所述磁体3位于两层线圈4之间。并设有驱动装置，在驱动装置的作用下，所述磁体3和线圈4同时做反向转动。所述驱动装置的结构和数量不做限定，可以是同一驱动装置驱动磁体3和线圈4反向转动，也可以是磁体3和线圈4各自设置驱动装置。

本实施例中，所述磁体3和线圈4共用同一驱动装置，所述驱动装置包括动力源、动力轴5和锥齿轮组。所述动力源包括大小两个叶轮，两个所述叶轮并排固套在动力轴5上，并且大叶轮8在前、小叶轮9在后，大叶轮8和小叶轮9的叶片同向布置。所述动力轴5由动力源驱动转动，所述动力轴5与锥齿轮组中设置的第一锥齿轮6固定连接。所述锥齿轮组还包括两个相对的第二锥齿轮7，两个所述第二锥齿轮7均与第一锥齿轮6垂直啮合，并且所述第二锥齿轮7与磁体3和两层线圈4均同轴布置。在外壳1内还安装有中心轴2，其中一个所述第二锥齿轮7与中心轴2固定，另一个第二锥齿轮7活套在中心轴2上，磁体3和线圈4中的其一与中心轴2固定连接，另一与活套在中心轴2上的第二锥齿轮7固定连接。本实施例中，磁体3与中心轴2固定连接，内外两层线圈4均与活套在中心轴2上的第二锥齿轮7固定连接。为了克服磁体3和线圈4转动产生的离心力，在磁体3、线圈4、外壳1以及中心轴2之间可以设置轴承或者轴套，对相互之间的间隙进行支撑和限定。

当大叶轮8和小叶轮9受风力或者水力作用转动时，所述动力轴5和第一锥齿轮6转动，上下两个第二锥齿轮7分别带动磁体3和内外线圈4反向转动。

发电机的其他电流传输结构由本领域技术人员适应性设置即可。

实施例二：

如图3所示，本实施例中，所述磁体3和线圈4共用同一驱动装置，所述驱动装置包括动力源、动力轴5和锥齿轮组。所述动力轴5安装在外壳1内，并且动力轴5与磁体3和内外两层线圈4均同轴布置，动力轴5由动力源驱动转动。所述动力源可以是水力或者风力驱动的叶轮或者风帽。所述锥齿轮组包括两个相对的第二锥齿轮7，两个所述第二锥齿轮7均与动力轴5同轴布置，其中一个所述第二锥齿轮7与动力轴5固定，另一个第二锥齿轮7活套在动力轴5上，磁体3和线圈4中的其一与动力轴5固定连接，另一与活套在动力轴5上的第二锥齿轮7固定连接。本实施例中，磁体3与动力轴5固定连接，内外两层线圈4均与活套在动力轴5上的第二锥齿轮7固定连接。两个第二锥齿轮7之间通过第一锥齿轮6传动，所述第一锥齿轮6与两个第二锥齿轮5均垂直啮合。本实施例的其他结构与实施例一相同，在此不做赘述。

当叶轮或者风帽受风力或者水力作用转动时，所述动力轴5带动磁体3转动，对应的第二锥齿轮7带动内外两层线圈4反向转动。

实施例三：

如图4和图5所示，本实施例中，所述磁体3和线圈4分别设置有驱动装置，每一所述驱动装置均包括动力源和动力轴5，对应的所述动力轴5与对应的磁体3或者线圈4连接。两个动力轴5采用内外活套的结构布置。

所述动力源包括大小两个叶轮，两个所述叶轮分别固套在两个动力轴5上，并且大叶轮8在前、小叶轮9在后，大叶轮8和小叶轮9的叶片相对反向布置。所述大叶轮8固套在内侧动力轴5上，小叶轮9固套在外侧动力轴5上。外侧动力轴5通过第一锥齿轮6和第二锥齿轮7与内外两层线圈4传动，所述第二锥齿轮7活套在中心轴2上。内侧动力轴5上固套有第三锥齿轮11，所述第三锥齿轮11与第四锥齿轮12垂直啮合，所述第四锥齿轮12同轴固套在中心轴2上，本实施例的其他结构与实施例一相同，在此不做赘述。

当大叶轮8和小叶轮9受风力或者水力作用时，两个叶轮相对反向转动，内侧动力轴5与外侧动力轴5相对反向转动，内侧的所述动力轴5经第三锥齿轮11和第四锥齿轮12带动中心轴2和磁体3转动，外侧的所述动力轴5经第一锥齿轮6和第二锥齿轮7带动内外两层线圈4转动，并且磁体3和内外线圈4相对反向转动。

实施例四：

如图6所示，本实施例中，所述磁体3和线圈4分别设置有驱动装置，每一所述驱动装置均包括动力源和动力轴5，对应的所述动力轴5与对应的磁体3或者线圈4连接。

本实施例中也设置有外壳1、在外壳1内安装有与磁体3和线圈4同轴的中心轴2，在中心轴2的两端均活套有第二锥齿轮7，其中一个第二锥齿轮7与磁体3固定连接，另一个第二锥齿轮7与内外两层线圈4固定连接。在外壳1的两端分别插装动力轴5，每一动力轴5的内端均通过第一锥齿轮6与对应的第二锥齿轮7传动，第一锥齿轮6与第二锥齿轮7垂直啮合。每一动力轴5的外端均安装有叶轮作为动力源，两个叶轮可一样大，也可以不一样大。本实施例的其他结构与实施例一相同，在此不做赘述。

实施例五：

如图7和图8所示，本实施例中，所述磁体3和线圈4分别设置有驱动装置，每一所述驱动装置均包括动力源和动力轴5，对应的所述动力轴5与对应的磁体3或者线圈4连接。两个动力轴5采用内外活套的结构布置。所述动力源包括风帽10，所述风帽10的中心线与磁体3和线圈4的中心线重合。

本实施例中也设置有外壳1，内外两个动力轴5均安装在外壳1上，并且内外两个动力轴5均与磁体3和线圈4同轴布置。内侧的动力轴5与磁体3固定连接，外侧的动力轴5通过转盘与内外线圈4固定连接，在内侧动力轴5的下端固定安装有风帽10，在外侧动力轴5的上端固定安装有风帽10，上下两个风帽10的方向相反。本实施例的其他结构与实施例一相同，在此不做赘述。

当风帽10受水平方向的风力或者水力驱动时，上下两个风帽10反向转动，从而带动磁体3和线圈4反向转动。

事实上，本实施例中风帽10也可以更换为叶轮，上下两个叶轮方向相反，上下两个叶轮可以大小相同，也可以不同。

实施例六：

如图9所示，一种风力发电平台，包括至少一个发电机，每一所述发电机均采用实施例一或实施例二或实施例三或实施例四或实施例五任一所述的双层发电机结构。本实施例还包括氢气球13、空中平台17、电缆15和地面平台16，所述发电机固定安装在空中平台17上，所述空中平台17悬挂在氢气球13下方，在空中平台17与地面平台16之间连接有电缆15。在所述空中平台17与地面平台16之间还连接有固定套14，所述电缆15位于固定套14内。

实施例七：

如图10所示，一种风力发电平台，包括工作台19和三个发电机，每一所述发电机均采用实施例五所述的双层发电机结构，每一所述发电机的风帽10的中心线均竖向布置，三个所述发电机在工作台19上呈等边三角形的三个顶点分布，在工作台19的顶面固定有半球状的网笼18，三个所述发电机的风帽10均位于网笼18内，在网笼18上还布置有避雷针。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种双层发电机，包括磁体和线圈，其特征在于：所述线圈设置有均呈筒状的内外两层，所述磁体位于两层线圈之间，并设有驱动装置，在驱动装置的作用下，所述磁体和线圈同时做反向转动。

2.根据权利要求1所述的双层发电机，其特征在于：所述磁体和线圈共用同一驱动装置，所述驱动装置包括动力源、动力轴和锥齿轮组，所述动力轴由动力源驱动转动，所述动力轴与锥齿轮组中设置的第一锥齿轮固定连接，所述锥齿轮组还包括两个相对的第二锥齿轮，两个所述第二锥齿轮均与第一锥齿轮垂直啮合，并且所述第二锥齿轮与磁体和线圈均同轴布置，当第一锥齿轮转动时，上下两个第二锥齿轮分别带动磁体和线圈反向转动。

3.根据权利要求2所述的双层发电机，其特征在于：还包括外壳，所述磁体和线圈均位于所述外壳内，在外壳内还安装有中心轴，其中一个所述第二锥齿轮与中心轴固定，另一个第二锥齿轮活套在中心轴上，磁体和线圈中的其一与中心轴固定连接，另一与活套在中心轴上的第二锥齿轮固定连接。

4.根据权利要求1所述的双层发电机，其特征在于：所述磁体和线圈分别设置有驱动装置，每一所述驱动装置均包括动力源和动力轴，对应的所述动力轴与对应的磁体或者线圈连接。

5.根据权利要求4所述的双层发电机，其特征在于：两个动力轴采用内外活套的结构布置。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的双层发电机，其特征在于：所述动力源包括大小两个叶轮，两个所述叶轮并排布置，并且大叶轮在前、小叶轮在后。

7.根据权利要求2或3或4或5所述的双层发电机，其特征在于：所述动力源包括风帽，所述风帽的中心线与磁体和线圈的中心线重合。

8.一种风力发电平台，其特征在于：包括至少一个发电机，每一所述发电机均采用权利要求1至7任一所述的双层发电机结构，还包括氢气球、空中平台、电缆和地面平台，所述发电机固定安装在空中平台上，所述空中平台悬挂在氢气球下方，在空中平台与地面平台之间连接有电缆。

9.根据权利要求8所述的双层发电机，其特征在于：在所述空中平台与地面平台之间连接有固定套，所述电缆位于固定套内。

10.一种风力发电平台，其特征在于：包括工作台和三个发电机，每一所述发电机均采用权利要求7所述的双层发电机结构，每一所述发电机的风帽的中心线均竖向布置，三个所述发电机在工作台呈等边三角形的三个顶点分布，在工作台顶面固定有半球状的网笼，三个所述发电机的风帽均位于网笼内。