TWM398024U - Axially magnetic flux type permanent magnetic wind power generator with magnetic levitation - Google Patents

Description

五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 [0001] [0002] 本創作係有關於一種具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機，尤指一種可使轉子等元件浮於基座，以在風葉 帶動轉子作動時，轉子等元件即不會與基座發生摩擦， 俾增加轉子轉動順暢性，保持良好的發電效率，並避免 轉子等元件與基座摩擦受損生熱，以提高風力發電機使 用壽命之技術。 【先前技術·】 按，地球的石油資源有限，隨著原油價格的暴漲， 物品的價格亦相對提高，人們不僅面臨了原油短缺的情 形，在經濟上消費力也會相對衰退，故所引發的社會問 題與經濟損失不可計量，因此，只有積極發展替代能源 ，才能避免能源危機的發生，而於水力、風力、火力等 多種替代能源中，風力能源不僅取材方便，用之不竭外 ，更不會產生污染，極具環保效益，因此，廣為現今世 界各國所重視及廣受使用。 請參閱我國公告第479755之「小型風力發電機結構 」，為現有之一種風力發電機結構，其主要係包括有發 電機、風葉、導流機構、基座等，其中該導流機構係設 有一上蓋板及一下蓋板，運轉時，該風葉會因重力影響 ，而與該下蓋板相接觸，產生摩擦阻力，不僅造成風葉 運轉的轉速降低，同時，也降低了將風力轉換為電能之 能量轉換效率，再者，風葉與下蓋板摩擦亦會產生不必 要廢熱，導致發電機容易因過熱而產生損壞。 表單編號A0101 第3頁/共20頁 M398024 緣是，本創作人有鑑於現有風力發電機於設計上均 無法抵抗因重力所造成之摩擦能量損耗，乃藉其多年於 相關領域的製造及設計經驗和知識的輔佐，並經多方巧 思，針對降低風葉與機體間的摩擦阻力作更新的研發改 良，而研創出本創作。 【新型内容】 [0003] 本創作係有關於一種具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機’其主要目的像為了提供一種可以增加轉子轉動 順暢性，保持良好的發電效率，並避免轉子等元件與基 座摩擦受損生熱，而可有效提高風力發電機使用壽命之 風力發電機技術。 為了達到上述實施目的，本創，作人乃研擬如下可於 •W·. 低風速啟動之具磁浮之軸向磁通式永磁風力發電機，係 於基座上方設有浮盤，再於浮盤與基座間分別組設有磁 性體，並使組接於浮盤與基座之磁性體之相對面設為相 同磁性，以形成相斥之磁力，另使浮盤上組設轉子，而 於轉子的上、下轉子盤與周緣環圈間係構成一容置空間 ，以供定子設置於内，並於定子之定子固定盤上組設有 線圈，另使轉子的上、下轉子盤位於容置空間之内面各 組設有永磁體，以與定子之線圈相對，又使設於上、下 轉子盤之永磁體相對應面設為相反磁性，再由轉子與定 子中央穿設一與轉子活動組設，而與定子相固接之軸桿 ，並使該軸桿底端與基座相固接，復於轉子外側組設風 葉。 藉此，利用浮盤與基座間所設磁性體形成之相斥磁 表單編號A0101 第4頁/共20頁 M398024 力，以使組接於浮盤上之轉子等元件浮於基座上，當風 葉帶動轉子作動時，轉子等元件即不會與基座發生摩擦 ，據此，俾增加轉子轉動時的順暢性，以保持良好的發 電效率，且使轉子等元件不會與基座摩擦受損及生熱， 以提高風力發電機使用壽命者。 又本創作係進一步使定子固定盤及組設於定子固定 盤之線圈厚度小於等於永磁體的厚度，另使永磁體間的 距離設為大於等於永磁體厚度加2倍氣隙寬度，藉此，即 可形成可供磁力線流暢通過的空間，以保持轉子轉動的 順暢性® 另本創作係使定子的線圈圈繞成環狀，並使圈繞成 環狀之線圈内徑大於轉子永磁體的直徑，依此，當轉子 之永磁體旋轉時磁力線僅會與單一線圈邊產生交集，藉 此使感應之電壓波形接近正弦波形。 【實施方式】 [0004] 而為令本創作之技術手段及其所能達成之效果，能 夠有更完整且清楚的揭露，茲詳細說明如下，請一併參 閱揭露之圖式及圖號： 首先，請參閱第一、二圖所示，為本創作之具磁浮 之軸向磁通式永磁風力發電機，係由基座（1 )、浮盤 (2 ) '轉子（3 )、定子（4)及風葉（5 )所組成 ;其中： 該基座（1 )，係於基座（1 )上端周側成形有凸 緣（1 1 )，再於基座（1 )上端面環佈組設有複數磁 性體（1 2)，又由基座（1 )中央設一軸孔（1 3) 表單編號A0101 第5頁/共20頁 M398024 S玄浮盤（2)，乃位置於基座（1)之凸緣（11 )上方，而於浮盤（2 )底面環佈組設有複數緊密排列 之磁性體（21)，以與基座（1)凸緣（1 1)上環 設之磁性體（1 2)相對應，並使該浮盤（2)底面所 設磁性體（2 1 )與基座（1 )上設具之磁性體（1 2 )相對應面設為相同之磁性，再使浮盤（2)底端周緣 形成往下延伸之環壁（2 2)，以包覆基座（1)凸緣 (1 1 )外側，並使環壁（2 2)底緣往内侧凸設有抵 擋部（2 2 1)，以位置於基座（^ )凸緣（丄丄）下 方，復於浮盤（2)中央設一接合孔（2 3); 該轉子（3)，係設有上、下轉子盤（3 i )、（ 3 2)，再於上、下轉子盤（3丄）、（3 2)間組設 有環圈（3 3)，以使上、下轉子盤（3丄）' (3 2 )間隔形成有一容置空間（3 4)，而於上、下轉子盤 (3 1 ) 、（ 3 2)位於此容置空間（3 4)的盤面上 係各環佈組設有呈圓形之永磁體（3 5)'( 3 6)， 並使該組設於上'下轉子盤（3 1 )'(3 2 )的永磁 體（3 5) 、（ 3 Θ)其相對應面設為相反磁性，而組 設於上轉子盤（3 1 )的永磁體（3 5)與組設於下轉 子盤（3 2)的永磁體（3 6)間的距離即為其氣隙， 凊一併參閱第三圖所示，本創作係規範出最佳永磁體（ 3 5)、（3 6)間距離（A)為大於等於永磁體（3 5)、（36)厚度（B)加2倍氣隙寬度（c)，再使 上、下轉子盤（31) 、 （32)於中央外側凸設有接 合塊（311)、（321)，而於接合塊（3 1 1 ) 表車編號A0101 帛6頁/共20頁 M398024 、（3 2 1 )内面則相對凹設有容部（3 1 2 ) 、（ 3 2 2)，以供軸承（37) 、（38)組接其中，並使 上、下二轴承（3 7)、（ 3 8)共同抱持組設一軸桿 (3 9)，且使該軸桿（3 9)穿經下轉子盤（3 2) 接合塊（3 2 1 )中心所設穿孔（3 2 3 )，以穿置組 a又於基座（1 )的轴孔（1 3)内，並以鎖固件（1 4 )與基座（1)鎖掣固定，復使下轉子盤（32)於中 央所設接合塊（3 2 1 )與浮盤（2)中央設具之接合 孔（2 3 )對應接合，以使下轉子盤（3 2)與浮盤（ 2)相組接； 該定子（4)，係位設於轉子（3)其上、下轉子 盤（31) 、（32)形成之容置空間（34)中，乃 使定子固定盤（4 1 )與軸桿（3 9)相固接，並使定 子固定盤（4 1 )及組設於定子固定盤（4 i )上的線 圈（4 2 )厚度（b )小於等於永磁體（3 5 ) 、（ 3 6)厚度（B)，請一併參閱第四、五圖所示，再於定 子固定盤（4 1)環佈設具有數線槽孔（411)，且 於線槽孔（4 1 1 )内嵌置有圈繞成環狀之線圈（42 )，並使该繞成環狀之線圈（4 2)内徑（d)大於轉 子（3)永磁體（3 5 )、（ 3 6 )直徑（D)，復使 線圈（4 2)連接電源輸出線； 忒風葉（5)，係組接於轉子（3)的環圈（3 3 )外側處。 據此’當使用實施時，請再參閱第―、二圖所示， 風力係吹動風葉（5)，被吹動的風葉（5)即帶動相 組接的轉子（3)轉動，此時，設置於轉子（3)之永 表舉編號麵丨 s 7頁/共20頁 M398024 磁體（35)、（36)便會與定子（4) (a 〇\ , 、4 )上所设線圈 相互感應作用，而於其間產生電磁場， =部份則經由線圈（42)連接之電源輪出線傳送於 以供外部電ϋ設備使用或供f電設備儲存； ⑶轉動時’利用與轉子（3)相組接之 ’于（2)與基座⑴間之磁性體（2丄）、（1 2 )間的相斥力’即使浮盤（2)及組接於浮盤（2)上 之轉子（3)等元件浮於基座⑴上，如此，當風葉 (5)帶動轉子（3)轉動時，轉子⑴等元件即不 會與基座（1 )相互摩擦，藉此，不僅可以增加轉子（ 3 )轉動時的·性’保祕料發電效率，此外，轉 子（3)等元件亦不會與基座(1)發生摩擦而受損， 也不會有摩擦生熱，導致發電機元件間過熱損壞之情形 〇 再者’本創作於設計上，請—併參閱第三圖所示， 係使疋子固疋盤（4 1 )及組設於定子固定盤（4 1 ) 上的線圈（42)厚度（b)小於等於永磁體（35) 、（36)厚度（B) ’另使永磁體（35)、 )間距離（A)設為大於科永磁體（3 5)、（3 6 )厚度（B)加2倍氣隙寬度（c)，依此設計，當轉子 (3)相對定子（4)轉動產生電磁場時，其磁力線可 以流暢的通過永磁體（35) ' (36)與定子固定盤 (4 1 )㈤保、持轉子（3 )轉動的順暢性； 另μ一併參閱第四、五圖所示，本創作係使定子（ 4)的線圈（4 2)圈繞成環狀，並使圈繞成環狀之線 圈（4 2 )内後（d)大於轉子（3)永磁體（3 5) 表單編號麵1 第8頁/共20頁 M398024 、（36)直徑（d)，如此’當轉子（3)相對定子 (4)旋轉時’於永磁體（35) 、 （36)通過定子 (4)線圈（4 2)的瞬間方產生磁力線，由於永磁體 (3 5 )、（ 3 6)的直徑（D)小於環狀之線圈（4 2)内( d)，故永磁體（35)、（36)旋轉時 磁力線僅會與單一線圈（4 2 )邊產生交集，有助於使 感應輸出之電壓波形接近正弦波形。 由上述結構及實施方式可知，本創作係具有如下優 點： 1·本創作係於轉子底部組接浮盤，並使浮盤與基座 間設有磁性相斥之磁性體，如此，當風葉帶動轉子作動 時’組接於浮盤上之轉子等元件會浮於基座上，使轉子 等元件不會與基座發生摩擦，據此，以增加轉子轉動時 的順暢性，保持良好的發電效率’使轉子等元件不會與 基座發生摩擦受損，亦不會因摩擦生熱，導致發電機元 件間過熱損壞之情形。 2 ·本創作係使定子固定盤及組設於定子固定盤之線 圈厚度小於等於永磁體的厚度，另使永磁體間的距離設 為大於等於永磁體厚度加2倍氣隙寬度，藉此，以形成可 供磁力線流暢通過的空間，以保持轉子轉動的順暢性。 3.本創作係使定子的線圈圈繞成環狀，並使圈繞成 環狀之線圈内徑大於轉子永磁體的直徑，於此，當轉子 之永磁體旋轉時磁力線僅會與單一定子線圈邊產生交集 ’有助於使感應輸出之電壓波形接近正弦波形。 5.本創作係使浮盤底面及基座凸緣上所設之磁性體 呈緊密環設排列，藉此緊密排列的磁性體設置，即可使 表單编號A0101 第9頁/共20頁 ινυ^δυζ4 子盤與基座凸緣間產生良好麟力，以使浮盤於低風速 狀態，便能啟動帶動組接之轉子轉動發電者。 綜上所述，本創作實施例確能達到所預期功效，又 其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中亦 未曾公開於巾請前，誠已完全符合專利法之規定盘要求 ，表依法提出新型專利之中請，懇請惠予審查，並賜准 專利’則實感德便。 【圖式簡T說明】 [0005] 第一圖：本創作之立體圖 第二圖：本創作之剖視圖 第三圖：本創作之局部放大剖_ 第四圖：本創作之轉子俯剖視圖 第五圖：本創作之定子俯到視圖 【主要元件符號說明】 [0006] (1 ) 基座 (12) 磁性體 (14) 鎖固件 (21)磁性體 (2 2 1 )抵擋部 (3 ) 轉子 (3 1 1 )接合塊 (32) 下轉子盤 (3 2 2 )容部 (33) 環圏 (35) 永磁體 表單編號A0101 [11)凸緣 Q 3 )軸孔 (2) 浮盤 (2 2)環壁 (23)接合孔 (31) 上轉子盤 (312)容部 (3 2 1)接合塊 (3 2 3)穿孔 (34) 容置空間 (36) 永磁體 第丨0頁/共20頁 M398024 (37) 軸承 (38) (39) 軸桿 (4 ) (41) 定子固定盤 (411 (42) 線圈 (5 ) (A ) 距離 (B ) (C ) 氣隙寬度 (D ) (d ) 内徑 (b ) 軸承 定子 )線槽孔 風葉 厚度 直徑 厚度 表單編號Λ0101 第丨丨頁/共20

Claims (1)

1. M398024 六、申請專利範圍： 1 . 一種具磁浮之軸向磁通式永磁風力發電機，係於基座（1 )上方設有浮盤（2)，再於浮盤（2)與基座（1 )間 分別組設有磁性體（1 2)、（ 2 1 )，並使組接於浮盤 (2)與基座（1 )之磁性體（1 2)、（2 1 )之相對 面設為相同磁性，以形成相斥之磁力，另使浮盤（2)上 組設轉子（3)，而於轉子（3)的上、下轉子盤（3 1 )、（3 2)與周縴環圈（3 3)間係構成一容置空間（ 3 4)，以供定子（4)設置於内，並於定子（4)之定 子固定盤（41)上組設有蟓圈（42)，另使轉子（3 )的上、下轉子盤（31) ' (32)位於容置空間（3 4)之内面各組設有永磁體（3 5)、（3,6)，以與定 7~(4)之線圈（42)相對，又使設於上、下轉子盤（ 3 1 ) 、（3 2)之永磁體（3 5) 、（ 3 6)相對應面 設為相反磁性，且使各永磁體（3 5)、（ 3 6)間距離 (Α)設為大於等於永磁體（35)、（36)厚度（Β )加2倍氣隙ι度（◦)，再由轉子（3)與定子（4) 中央穿設一與轉子（3)活動組設，而與定子（4)相固 接之軸桿（3 9 )，並使該細桿（3 9)底端與基座（丄 )相固接，復於轉子（3)外側組設風葉（5。 •如申明專利範圍第1項所述具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機，其中，該定子（4)之定子固定盤（41)及組 設於定子固定盤（4 i )上的線圈（42)厚度（b)係 小於等於永磁體（3 5)、（3 6)厚度（β)。 3 ·如申請專利範圍第2項所述具磁浮之轴向磁通式永磁風力 099218281 表單編號A0101 第12頁/共20頁 0992056150-0 M398024 發電機’其中’該定子（4)的線圈（eg 狀’並使該圈繞成環狀之線圈（4 2)内徑 發電機，其中’該轉子（3)之上 '下轉子盤（31)、 (3 2)與轴桿（39)間係進一步組設有軸承（37) 、（3 8 ) 〇 如申請專利範圍第4項所述具磁浮之轴向磁通式永磁風力 發電機’其中，該基座（1 )上端周側係進一步成形有凸 緣（1 1)，另使浮盤（2)底端周緣進一步設有往下延 伸之環壁（2 2)，以包覆凸緣（11)外側，又使環壁 (2 2 )底緣主内側凸設有抵撐部（2 2 1 )，以位置於 基座（1 )凸緣（1 1)下方。 如申請專利範圍第5項所述具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機，其中，該浮盤（2)及基座（丄）間所設之磁性 體（21) 、 （12)係呈緊密環設排列設置。 如申請專利範圍第1項所述具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機，其中，該定子（4)的線圈（4 2)係圈繞成環 狀’並使該圏繞成環狀之線圈（4 2)内徑（d)大於轉 子（3 )永磁體（3 5 )、（ 3 6)直禋（D )。 如申請專利範圍第7項所述具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機，其中’該轉子（3)之上、下轉子盤（3 1)、 (3 2)與軸桿（3 9 )間係進一步組設有轴承（3 7) 、（3 8 ) ° 099218281 >係圈繞成環 (d)大於轉 子（3)永磁體（3 5)、（ 3 6)直徑（D )。 如申請專利㈣第3項所述具磁浮之㈣磁通式永磁風力 如申請專利範圍第8項所述具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機，其中，該基座（1 )上端周側係進一步成形有凸 表單蝙號A0101 第13頁/共20頁 〇992〇5615〇-〇 緣（1 1)，另使浮盤（2)底端周緣進一步設有往下延 伸之環壁（2 2)，以包覆&緣（1 1 )外側，又使環壁 (2 2)底緣在内側凸設有抵撐部（2 2 1 )，以位置於 基座（1)凸緣（11)下方。 W ·如申請專利範圍第9項所述具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機，其中，該浮盤（2 )及基座（1 )間所設之磁性 體（2 1 )、（ 1 2)係呈緊密環設排列設置。 11 .如申請專利範圍第丨項所述具磁浮之轴向磁通式永磁風力 發電機’其中’該轉子（3)之上、下轉子盤（31)、 (3 2)與軸桿（3 9)間係進一步組設有軸承（3 7) 、（3 8 )。 12 .如申請專利範圍第11項所述具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機，其中，該基座（1 )上端周側係進一步成形有凸 緣（1 1)’另使浮盤（2)底端周緣進一步設有往下延 伸之環壁（2 2)，以包覆凸緣（1 1 )外側，又使環壁 (2 2)底緣往内側凸設有抵擋部（2 2 1 )，以位置於 基座（1)凸緣（1 1)下方。 13 •如申請專利範圍第12項所述具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機’其中’該浮盤（2 )及基座（1 )間所設之磁性 體（2 1 )、（ 1 2)係呈緊密環設排列設置。 099218281 14，如申請專利範圍第1項所述具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機，其中，該基座（1 )上端周側係進一步成形有凸 緣（1 1 )，另使浮盤（2)底端周緣進一步設有往下延 伸之環壁（2 2)，以包覆凸緣（丄1 )外側，又使環壁 (2 2)底緣往内側*設有抵擋部（2 2 1 )，以位置於 基座（1 )凸緣（1 1 )下方。 表單編號A0101 0992056150-0 第14頁/共20頁 明 8024 15 .如申請專利範圍第14項所述具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機，其中，該浮盤（2)及基座（1 )間所設之磁性 體（21)、（12)係呈緊密環設排列設置。 16 ·如申請專利範圍第1項所述具磁浮之軸向磁通式永磁風力 發電機，其中，該浮盤（2 )及基座（1 )間所設之磁性 體（2 1 )、（ 1 2 )係呈緊密環設排列設置。 17 ·如申請專利範圍第！至第16項中之任一項所述具磁浮之軸 向磁通式永磁風力發電機，其中，該定子（4)之線圈（ 42)係^連接有電源輪出線。 099218281 表單煸號Α0101 第丨5頁/共20頁 0992056150-0