專利名稱：渦扇式雙扇葉水平軸軸向扭矩平衡風能發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及發(fā)電設備技術(shù)領域，具體來說是涉及一種風能發(fā)電機。
背景技術(shù)：
目前全球能源緊張，各國紛紛加強加快了對可再生能源開發(fā)利用速度，爭相研發(fā)那些將自然界能源通過一定的技術(shù)手段從非電能轉(zhuǎn)換成電能并加以利用的方法，在諸多發(fā)電方式中，風能發(fā)電就是一個非常好的利用形式。目前，我國的風能發(fā)電機站的主要類型為垂直軸和水平軸兩種，其原理是將風能轉(zhuǎn)化為葉輪的轉(zhuǎn)動，再通過傳動裝置將動能傳送至發(fā)電機?，F(xiàn)有技術(shù)中對于發(fā)電機的設計通常是以定子結(jié)構(gòu)固定在塔架上，轉(zhuǎn)子通過風機葉輪并經(jīng)過多級傳動機構(gòu)旋轉(zhuǎn)達到切割磁力線，進而實現(xiàn)發(fā)電機發(fā)電的目的。雖然這種風能發(fā)電機屬于目前世界上最環(huán)保的可再生能源發(fā)電方式，但它也存在一個非常嚴重的不足，那就是只能被動地接受大自然的風力，常常處于靠天吃飯的境地，而這種不足，會極大地 限制風能發(fā)電機的應用范圍。正是由于上述原因，人們有了建立移動式風能發(fā)電站的設計理念，即利用行駛中的移動運載工具與空氣摩擦產(chǎn)生的風能發(fā)電，為新能源電動汽車或移動運載工具的蓄電池補充電能，以達到延長續(xù)駛里程的目的。現(xiàn)有技術(shù)中一般結(jié)構(gòu)的發(fā)電機是由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子線圈被固定在支架上不能旋轉(zhuǎn)，風機葉輪轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子切割磁力線，實現(xiàn)風力發(fā)電機的循環(huán)發(fā)電。這種結(jié)構(gòu)明顯的缺陷在于雖然說轉(zhuǎn)子和定子之間沒有直接的摩擦接觸，但是定子磁場中的磁力線會通過與轉(zhuǎn)子之間的氣隙牢牢的吸住轉(zhuǎn)子線圈中的鐵芯，使之形成一種強大的電磁阻力，當風力吹動轉(zhuǎn)子扇葉旋轉(zhuǎn)時，這種阻力會通過定子與發(fā)電機的底座轉(zhuǎn)移到汽車的車身上，使電動汽車在原有驅(qū)動功率向前行駛的動力上又增加了這部分阻力功率，根據(jù)經(jīng)典力學原則，作用在葉輪上的風力要扭動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)切割定子磁場中的磁力線，此時定子磁場也會產(chǎn)生一個反作用力。彼此之間形成方向相反，力量相等的相互作用力，即使有足夠大的風力可以產(chǎn)生感應電流，那也是在增加了電動汽車相等輸出能量的基礎上所獲得的，這種缺陷是顯而易見的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可移動的渦扇式雙扇葉水平軸軸向扭矩平衡風能發(fā)電機，用以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是根據(jù)經(jīng)典力學原理二力平衡的條件，作用在一個物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直線上，那么它們的合力為零。本發(fā)明的渦扇式雙扇葉水平軸軸向扭矩平衡風能發(fā)電機，具體實現(xiàn)的手段是該發(fā)電機由發(fā)電機支架、一對可以相互自由旋轉(zhuǎn)的發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組和發(fā)電機外轉(zhuǎn)子葉輪組組成，利用發(fā)電機外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪旋轉(zhuǎn)方向的不同，人為的制造了一種在同一直線上，作用在同一個物體上的兩個大小相等、方向相反的平衡力。本發(fā)明的渦扇式雙扇葉水平軸軸向扭矩平衡風能發(fā)電機，其包括主軸、內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組、外轉(zhuǎn)子葉輪組、發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體、電樞集電環(huán)、電刷、電刷接線端子、勵磁導電滑環(huán)、勵磁滑環(huán)電刷、電刷接線端子、固定單側(cè)端蓋和座架；所述的主軸通過軸承安裝在座架上，內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組裝在主軸上，所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組包括轉(zhuǎn)子、第一葉輪、第一連接件，所述的第一葉輪外徑與發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體外徑相匹配，通過第一連接件固裝在主軸上，所述的由電磁驅(qū)動的轉(zhuǎn)子固裝在主軸上；所述外轉(zhuǎn)子葉輪組安裝在發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體并通過軸承安裝在主軸上，所述外轉(zhuǎn)子葉輪組包括由電磁驅(qū)動的定子、第二葉輪、第二連接件，所述定子扣合在轉(zhuǎn)子外部，且固裝在第二連接件上，所述第二連接件通過軸承安裝在主軸上，第二葉輪固裝在第二連接件上，所述的第二葉輪外徑與集風筒內(nèi)徑相匹配，實現(xiàn)了內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組與外轉(zhuǎn)子葉輪組互不擋風，風壓逐步增強的效果。并且第一葉輪的葉輪扭曲方向與第二葉輪的葉輪扭曲方向相反，達到內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組和外轉(zhuǎn)子葉輪組的轉(zhuǎn)向為相反設置的目的；所述的電樞集電環(huán)固裝在主軸上，且與內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組相連接，所述的電樞電刷刷握固裝在發(fā)電機固定端蓋上，電樞電刷刷握的電刷與電樞集電環(huán)滑動連接，所述電樞接線端子與電樞電刷刷握的電刷相連接；所述勵磁導電滑環(huán)固裝在外轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)，所述電刷刷握固裝在發(fā)電機單側(cè)端蓋上，電刷與勵磁導電滑環(huán)滑動連接，所述接線端子與電刷相連接。采用這樣的技術(shù)手段，完全改變了發(fā)電機定子使用永磁鐵的傳統(tǒng)技術(shù)設計，定子、轉(zhuǎn)子使用電磁技術(shù)，電刷與勵磁導電滑環(huán)滑動連接，根據(jù)實際需要，定子、轉(zhuǎn)子可互換使用。 進一步的，該發(fā)電機還包括端蓋，端蓋固裝在座架上一端，起到連接發(fā)電機電路與外接電路的作用，
進一步的，所述接線端子安裝在端蓋上。進一步的，發(fā)電機主軸兩端通過軸承與座架和一側(cè)端蓋連接。進一步的，發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子電樞線圈和集電環(huán)固裝在發(fā)電機主軸上。進一步的，發(fā)電機外轉(zhuǎn)子勵磁線圈通過軸承安裝在發(fā)電機主軸上。
進一步的，發(fā)電機集風筒固裝在發(fā)電機座架上。進一步的，該發(fā)電機還包括軸承端蓋，所述軸承端蓋安裝在主軸的兩端部。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的技術(shù)效果有
1、本發(fā)明外轉(zhuǎn)子葉輪組和內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組在沿風向方面無重疊，所以能有效的捕捉風
倉泛;
2、本發(fā)明利用集風筒的方法能加強外轉(zhuǎn)子葉輪組的風力壓強；
3、本發(fā)明采用勵磁線圈建立磁場能夠通過外部電路調(diào)節(jié)發(fā)電功率；
4、本發(fā)明可以通過兩組接線端子任意改變磁場與電樞線圈的工作模式；
5、本發(fā)明利用了一大兩小三個軸承的轉(zhuǎn)動設計，可以平穩(wěn)地達到相互旋轉(zhuǎn)的目的；
6、本發(fā)明將葉輪直接安裝在發(fā)電機主軸上，減少了傳動的過程，提高了機械能傳動的效率；
7、本發(fā)明將順向和逆向的葉輪安裝在同一主軸上，其扭矩相互抵消，達到了相對平衡的工作狀態(tài)，尤其是應用于汽車等交通工具時，能夠相對減少對汽車動力的損耗，即減少行駛阻力；
8、本發(fā)明利用順向和逆向的葉輪驅(qū)使發(fā)電機的轉(zhuǎn)子和定子同時轉(zhuǎn)動，增加了相對轉(zhuǎn)速，進而提聞了發(fā)電效率。


圖I為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意 附圖I中標示1、主軸,2、電樞集電環(huán)，3、電樞電刷刷握，4、電樞線圈，5、電樞接線端子，6、勵磁線圈，7、勵磁導電滑環(huán)，8、勵磁電刷刷握，9、勵磁接線端子，10、發(fā)電機固定端蓋，
11、內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組，12、外轉(zhuǎn)子葉輪組，13、發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體，14、發(fā)電機座架，15、發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子連接軸承，16、發(fā)電機外轉(zhuǎn)子連接軸承，17、集風筒，18、外軸承蓋，19、內(nèi)軸承蓋。
具體實施例方式下面結(jié)合

本發(fā)明的
具體實施例方式 如附圖I所示的實施例，一種渦扇式雙扇葉水平軸軸向扭矩平衡風能發(fā)電機，包括主軸I、電樞集電環(huán)2、內(nèi)轉(zhuǎn)子電樞線圈4、內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組11、發(fā)電機固定端蓋10、發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子連接軸承15，安裝在座架14上；勵磁線圈6、勵磁導電滑環(huán)7、外轉(zhuǎn)子葉輪組12、發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體13，通過發(fā)電機外轉(zhuǎn)子連接軸承16安裝在主軸I上；電樞電刷刷握3、電樞接線端子
5、勵磁電刷刷握8、勵磁接線端子9，通過絕緣裝置安裝在發(fā)電機固定端蓋10上；勵磁導電滑環(huán)7，通過絕緣裝置安裝在發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體13上；集風筒17，安裝在發(fā)電機座架14上；包括主軸I、內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組11、外轉(zhuǎn)子葉輪組12、發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體13、電樞集電環(huán)2、電刷、電刷接線端子、勵磁導電滑環(huán)、勵磁滑環(huán)電刷、電刷接線端子、固定單側(cè)端蓋和座架；所述的主軸I通過發(fā)電機內(nèi)轉(zhuǎn)子連接軸承15安裝在發(fā)電機座架14上，內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組11裝在主軸I上，所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組11包括轉(zhuǎn)子、第一葉輪、第一連接件，所述的第一葉輪外徑與發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體13外徑相匹配，通過第一連接件固裝在主軸I上，所述的由電磁驅(qū)動的轉(zhuǎn)子固裝在主軸I上；所述外轉(zhuǎn)子葉輪組12安裝在發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體13并通過發(fā)電機外轉(zhuǎn)子連接軸承16安裝在主軸I上，所述外轉(zhuǎn)子葉輪組12包括由電磁驅(qū)動的定子、第二葉輪、第二連接件，所述定子扣合在轉(zhuǎn)子外部，且固裝在第二連接件上，所述第二連接件通過軸承安裝在主軸I上，第二葉輪固裝在第二連接件上，所述的第二葉輪外徑與集風筒17內(nèi)徑相匹配，實現(xiàn)了內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組11與外轉(zhuǎn)子葉輪組12互不擋風，風壓逐步增強的效果。并且第一葉輪的葉輪扭曲方向與第二葉輪的葉輪扭曲方向相反，達到內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組11和外轉(zhuǎn)子葉輪組12的轉(zhuǎn)向為相反設置的目的；所述的電樞集電環(huán)2固裝在主軸I上，且與內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組11相連接，所述的電樞電刷刷握3固裝在發(fā)電機固定端蓋10上，電樞電刷刷握3的電刷與電樞集電環(huán)2滑動連接，所述電樞接線端子5與電樞電刷刷握3的電刷相連接；所述勵磁導電滑環(huán)7固裝在發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體13內(nèi)，所述電刷刷握固裝在發(fā)電機單側(cè)端蓋上，電刷與勵磁導電滑環(huán)滑動連接，所述接線端子與電刷相連接。本發(fā)明的渦扇式雙扇葉水平軸軸向扭矩平衡風能發(fā)電機工作原理和工作過程是當安裝在汽車上時，由于汽車前進時就有空氣流動，空氣流動就會形成風，有風就能利用風做功，風沿主軸方向進入，阻力風能在集風筒17的作用下推動裝在主軸I上的內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組11向一側(cè)旋轉(zhuǎn)，同樣這股阻力風能在集風筒17的作用下繼續(xù)向后沖去，由于第一葉輪的葉輪扭曲方向與第二葉輪的葉輪扭曲方向相反，這時外轉(zhuǎn)子葉輪組12隨著風力做相反方向旋轉(zhuǎn)。其產(chǎn)生的電能在汽車行駛中，一方面向車載電池充電，一方面向汽車動力電機提供電能。
本發(fā)明的渦扇式雙扇葉水平軸軸向扭矩平衡風能發(fā)電機應用范圍廣，可用于純電動汽車、混合動力汽車、城鐵列車、高速列車等領域，也可用于節(jié)能建筑方面，利用單體建筑的通風道發(fā)電，例如北方農(nóng)村的單體建筑都有一根高于房脊的煙道，出風口與進風口之間有很強的壓差風，可以在建筑物的一側(cè)，建一根發(fā)電風道，在風道內(nèi)安裝幾臺小功率的風能發(fā)電機，以驅(qū)動發(fā)電機葉輪為準，基本可以解決普通住戶的用電。最后應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照 較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種可移動的渦扇式雙扇葉水平軸軸向扭矩平衡風能發(fā)電機，其包括主軸、內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組、外轉(zhuǎn)子葉輪組、發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體、電樞集電環(huán)、電刷、電樞電刷刷握、電刷接線端子、勵磁導電滑環(huán)、勵磁滑環(huán)電刷、固定端蓋、座架及集風筒； 其中，所述主軸通過軸承安裝在座架上，內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組裝在主軸上；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組包括轉(zhuǎn)子、第一葉輪、第一連接件，其中，第一葉輪外徑與發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體外徑相匹配，通過第一連接件固裝在主軸上，由電磁驅(qū)動的轉(zhuǎn)子固裝在主軸上； 所述外轉(zhuǎn)子葉輪組包括由電磁驅(qū)動的定子、第二葉輪、第二連接件，外轉(zhuǎn)子葉輪組安裝在發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體并通過軸承安裝在主軸上，其中，定子扣合在轉(zhuǎn)子外部，且固裝在第二連接件上，第二連接件通過軸承安裝在主軸上，第二葉輪固裝在第二連接件上，第二葉輪外徑與所述集風筒內(nèi)徑相匹配； 所述電樞集電環(huán)固裝在主軸上，且與內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組相連接，電樞電刷刷握固裝在發(fā)電機固定端蓋上，電樞電刷刷握的電刷與電樞集電環(huán)滑動連接，電樞接線端子與電樞電刷刷握的電刷相連接；所述勵磁導電滑環(huán)固裝在發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)，并與勵磁滑環(huán)電刷滑動連接；所述固定端蓋安裝在座架的一端，所述電刷接線端子安裝在固定端蓋上；所述集風筒安裝在座架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風能發(fā)電機，其特征在于所述第一葉輪的葉輪扭曲方向與第二葉輪的葉輪扭曲方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風能發(fā)電機，其特征在于發(fā)電機主軸兩端通過軸承與座架連接，并且，在主軸的兩端部還安裝有軸承端蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風能發(fā)電機，其特征在于內(nèi)轉(zhuǎn)子電樞線圈和集電環(huán)固裝在發(fā)電機主軸上，外轉(zhuǎn)子勵磁線圈通過軸承安裝在發(fā)電機主軸上。
全文摘要
一種渦扇式雙扇葉水平軸軸向扭矩平衡風能發(fā)電機，其包括主軸、內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組、外轉(zhuǎn)子葉輪組、發(fā)電機外轉(zhuǎn)子殼體、電樞集電環(huán)、電刷、電刷接線端子、勵磁導電滑環(huán)、勵磁滑環(huán)電刷、電刷接線端子、固定單側(cè)端蓋和座架。本發(fā)電機外轉(zhuǎn)子葉輪組和內(nèi)轉(zhuǎn)子葉輪組在沿風向方面無重疊，所以能有效的捕捉風能，并且利用順向和逆向的葉輪驅(qū)使發(fā)電機的轉(zhuǎn)子和定子同時轉(zhuǎn)動，增加了相對轉(zhuǎn)速，進而提高了發(fā)電效率。
文檔編號F03D1/06GK102734073SQ201210094460
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者陸繼榮, 陸遙 申請人:陸繼榮, 陸遙