CN201991679U - 管道电磁发电机 - Google Patents

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管道电磁发电机，其特征在于：具有叶轮、叶轮轴管、永久磁体、定子线圈、端盖，叶轮具有叶片，每片叶片的外边缘固定于叶轮轴管的内壁，中心边缘相互连结。本实用新型集流体能量采集器叶轮机和发电机于一体，结构紧凑，制造容易，成本低廉。在流体中如在水中，叶轮不容易变形，使用过程中不必经常维修，能更好地利用各种流体特别是低位能流体的能量。

Description

管道电磁发电机
一.技术领域
本实用新型属机电工程技术领域，特别是涉及电磁发电机的改进。
二.背景技术
天然的能量介质，例如诸如水能和风能等流体，具有无穷无尽的绿色能源。人类尽量利用自然界的绿色能源，对环境保护和国家持续发展具有重要的意义，已成了各国能源产业的共识。很多国家都调整了自己的能源产业政策，积极发展绿色能源。对于利用水能等流体来发电的这种常规技术，目前利用水能的发电装置，普遍具有独立的采集能量的叶轮机、中轴与叶轮机能量输出轴相连的发电机，发电机的结构都是采取带有绕组的转子固定在中轴上并在定子的磁场中旋转，从而产生感生电动势进行发电。基于上述结构形式下的流体发电装置，结构不紧凑，在较大能量的水头下的水电站具有较佳的投入产出比，但在较小能量的水头下就不实用。特别是在广大的具有低水头水资源的地区，要利用低水头水资源，实现多个流体发电装置进行并行发电时，结构复杂，要建设大规模的合并水资源的基础设施，投入产出比不理想，难以方便和经济地实现多个流体发电机进行并行发电。为了更好地利用各种流体特别是低位能流体的能量，实用新型专利200720302231.3，名称为“一种流体发电机”、发明专利申请200710165770.1，名称为“一种流体发电机”，提出了一种新的流体发电机，结构为：包括外筒体，具有多个固定在外筒体内的单个流体发电机，单个流体发电机具有定子、轴套、转子、内筒、多块叶片。实用新型专利200720302231.3，名称为“一种流体发电机”、发明专利申请200710165770.1，名称为“一种流体发电机”虽然集流体能量采集器叶轮机和发电机于一体，结构紧凑，可以方便地实现多个流体发电机进行并行发电，能更好地利用各种流体特别是低位能流体的能量，但也有不足之处，即是上述新的流体发电机，叶片在流体中比较容易变形，因而在使用过程中维修的工作量大。此外，实用新型专利200720302231.3，名称为“一种流体发电机”、发明专利申请200710165770.1，名称为“一种流体发电机”还有一个明显的不足之处，叶片一端悬空不固定，这一方面导致了上述所说的叶片在流体中比较容易变形，而更重要的是叶片中空的水流不能得以利用，降低了能量转换效率。因此，实用新型专利200720302231.3，名称为“一种流体发电机”、发明专利申请200710165770.1，名称为“一种流体发电机”的发明创造很值得进一步进行改进，以便更好地利用各种流体特别是低位能流体的能量进行发电。
三.发明内容
本实用新型的目的是设计制造管道电磁发电机，以克服目前利用流体来进行发电的装置结构复杂，制造难度大、噪声大、发电装置结构不紧凑、叶片在流体中容易变形、使用过程中要经常维修的缺点，以便更好地利用各种流体特别是低位能流体的能量。
本实用新型的目的是这样实现的：管道电磁发电机，其特征在于：具有一个或一个以上的轮边缘固定于叶轮轴管2内壁的叶轮1、内壁固定有叶轮1外壁固定有永久磁体3并两端紧套叶轮轴管轴承5的轴孔且穿过端盖8中部圆孔的叶轮轴管2、固定在叶轮轴管2外壁的永久磁体3、设置于永久磁体3外壁并内壁与永久磁体3外壁有细微间隙的定子线圈4、中部固定有叶轮轴管轴承5并置有能使叶轮轴管2两端紧套伸出的圆孔且与定子线圈4的左右两个端面结合固定的两个端盖8，所述的叶轮1具有二片或二片以上叶片，每片叶片的外边缘固定于叶轮轴管2的内壁，中心边缘相互连结。
具有固定于叶轮1迎水方向的叶轮轴管2前端的集水口6，所述的集水口6后部紧密嵌套有中部紧套叶轮轴管2前端的水口轴承9，还具有固定于叶轮轴管2尾端的出水口10，所述的出水口10前部紧密嵌套有中部紧套叶轮轴管2尾端的水口轴承9。
采取以上措施的本实用新型管道电磁发电机，集流体能量采集器叶轮机和发电机于一体，结构紧凑，制造容易，成本低廉。在流体中如在水中，叶轮不容易变形，使用过程中不必经常维修，能更好地利用各种流体特别是低位能流体的能量。
四.附图说明
附图1是本实用新型实施例的部份剖的结构示意图；
附图2是附图1的A——A剖视图。
五.具体实施方式
本实用新型的基本结构是：具有一个或一个以上的轮边缘固定于叶轮轴管2内壁的叶轮1、内壁固定有叶轮1外壁固定有永久磁体3并两端紧套叶轮轴管轴承5的轴孔且穿过端盖8中部圆孔的叶轮轴管2、固定在叶轮轴管2外壁的永久磁体3、设置于永久磁体3外壁并内壁与永久磁体3外壁有细微间隙的定子线圈4、中部固定有叶轮轴管轴承5并置有能使叶轮轴管2两端紧套伸出的圆孔且与定子线圈4的左右两个端面结合固定的两个端盖8。叶轮1具有二片或二片以上叶片，每片叶片的外边缘固定于叶轮轴管2的内壁，中心边缘相互连结。叶片的外边缘与叶轮轴管2内壁的母线形成的角度在5度——85度之间，以40度为好。
当将具有一定压力的水流导入叶轮轴管2内，冲击叶轮1的迎水面，叶轮1将转动，从而带动固定在叶轮轴管2外壁的永久磁体3转动，则定子线圈4产生感生电动势而进行发电。由于本实用新型成本低，容易制造，并工作可靠，不须经常维护，最适宜多个本实用新型设置于水头落差的水流中进行并行发电荷载。
以下再结合附图和实施例对本发明作进一步的详述。
附图1给出了本实用新型实施例的部份剖的结构示意图。参考附图1，实施例具有二个轮边缘焊接固定于叶轮轴管2内壁的叶轮1(左面一个，右面一个，左面的一个因未剖开看不到)。叶轮轴管2用钢管做成。叶轮1的形状类似小孩子玩的纸风车，叶轮1用钢片做成，有8片在圆周上均匀排列的叶片(参看附图2)，每片叶片的展开面近似扇形平面，经钣金加工而呈涡片状扭面，每片叶片的外边缘与叶轮轴管2内壁的母线成约40度角排列，并焊接固定于叶轮轴管2的内壁。同样地，每片叶片的中心边缘通过一小段置于叶轮轴管2中心轴上的钢管组合焊成叶轮，每二片叶片之间具有间隙使流体通过。这样，当具有一定压力的水流冲击叶轮1的迎水面时，叶轮1将转动并带动叶轮轴管2转动，水流从每二片叶片之间的间隙通过，再冲击下一个叶轮1。
永久磁体3用钕铁硼或其他永磁材料制成的强力磁铁做成半圆瓦状，上下异极性的两个半圆瓦状的永久磁体3合成一个有微小缝隙的空心圆柱体。每个永久磁体3都有2个螺纹孔，以便用螺栓将永久磁体3与叶轮轴管2连接固定。
定子线圈4绕在硅钢片铁芯上，空心圆柱体状的定子线圈4内壁与永久磁体3外壁有细微的间隙，以便能由叶轮1、叶轮轴管2和永久磁体3组成的转子在其内转动。
两个端盖8同样的构造，用不导磁的铝做成，通过螺栓与定子线圈4固定一体。端盖8中部有子口固定有叶轮轴管轴承5。
固定于叶轮1迎水方向的叶轮轴管2前端的集水口6，后部有子口紧密嵌套水口轴承9，水口轴承9的中部轴孔紧套叶轮轴管2前端。集水口6用钢板做成，前部为空心圆台形，以便收集流体。
出水口10用钢板做成，除了尾部为空心圆柱状外，其他结构与集水口6结构相同，前部同样紧密嵌套有中部紧套叶轮轴管2尾端的水口轴承9。
前后的二个叶轮轴管轴承5使用防水轴承(水封)，分别嵌入端盖8中部的子口固定。集水口6嵌套的水口轴承9和出水口10嵌套的水口轴承9同样使用防水轴承(水封)。防水轴承(水封)现时已在各种水中电机得到了广泛的应用，有很多防水轴承(水封)商品可以选择使用，可以用密封的塑料轴承或陶瓷轴承，例如淅江海宁康耐特轴承制造有限公司生产的各种规格的防水轴承。
外壳7用铝板做成，通过螺栓与定子线圈4固定一体。
附图2给出了附图1的A——A方向剖视图。通过该图可更清楚地看到实施例的具体结构。参考附图2，叶轮1有点类似小孩子玩的纸风车，有8片叶片，每片叶片的外边缘焊接固定于叶轮轴管2的内壁，每片叶片的中心边缘通过一小段钢管组合焊成叶轮，该小段钢管前端封闭。由叶轮1、叶轮轴管2和永久磁体3组成转子。
实施例是这样工作的：当流体为水流时，视流体的方向，固定好本实用新型，将具有一定压力的水流导入集水口6，再进入叶轮轴管2内，冲击叶轮1的迎水面，叶轮1将转动，从而带动固定在叶轮轴管2外壁的永久磁体3转动，则定子线圈4产生感生电动势，配置相应的电刷引出即可发出电力荷载用电器。
现时本机电工程技术领域的一般技术人员，都可对常规电机进行设计和制造。本实用新型的各部件参数可依据电工原理按使用要求先进行理论计算，再经实验优选得出科学实用的工艺参数。本实用新型的实施例为二极直流发电机的工程实施例。在工程实践和产业活动中，根据用途要求和流体条件，还可将本实用新型设计制造成多极发电机，此时永久磁体3作多极的排列设置，并要设置与之匹配的线圈和电刷。

Claims (2)

1.管道电磁发电机，其特征在于：具有一个或一个以上的轮边缘固定于叶轮轴管(2)内壁的叶轮(1)、内壁固定有叶轮(1)外壁固定有永久磁体(3)并两端紧套叶轮轴管轴承(5)的轴孔且穿过端盖(8)中部圆孔的叶轮轴管(2)、固定在叶轮轴管(2)外壁的永久磁体(3)、设置于永久磁体(3)外壁并内壁与永久磁体(3)外壁有细微间隙的定子线圈(4)、中部固定有叶轮轴管轴承(5)并置有能使叶轮轴管(2)两端紧套伸出的圆孔且与定子线圈(4)的左右两个端面结合固定的两个端盖(8)，所述的叶轮(1)具有二片或二片以上叶片，每片叶片的外边缘固定于叶轮轴管(2)的内壁，中心边缘相互连结。
2.根据权利要求1所述的管道电磁发电机，其特征为：具有固定于叶轮(1)迎水方向的叶轮轴管(2)前端的集水口(6)，所述的集水口(6)后部紧密嵌套有中部紧套叶轮轴管(2)前端的水口轴承(9)，还具有固定于叶轮轴管(2)尾端的出水口(10)，所述的出水口(10)前部紧密嵌套有中部紧套叶轮轴管(2)尾端的水口轴承(9)。
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