包括定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子的第一磁性軸承支架以及具有旋轉(zhuǎn)元件的第二軸承支架的流體動(dòng)力 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī),所述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)包括:定子(12);轉(zhuǎn)子(14),所述轉(zhuǎn)子(14)能夠在流體流動(dòng)的帶動(dòng)下圍繞旋轉(zhuǎn)軸(X)旋轉(zhuǎn);以及所述轉(zhuǎn)子(14)的至少一個(gè)支撐軸承(20A、20B),一個(gè)或每個(gè)所述第一軸承(20A、20B)包括連接到所述定子(12)的磁性定子元件(46A、46B)和連接到所述轉(zhuǎn)子(14)的磁性轉(zhuǎn)子元件(48A、48B)。此外,所述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)還包括所述轉(zhuǎn)子(14)的至少一個(gè)第二支撐軸承(22A、22B),一個(gè)或每個(gè)所述第二軸承(22A、22B)包括至少一個(gè)滾動(dòng)元件(50)。
【專利說(shuō)明】包括定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子的第一磁性軸承支架以及具有旋轉(zhuǎn)元件的第二軸承支架的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī),所述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)包括:
[0002]定子,
[0003]轉(zhuǎn)子,所述轉(zhuǎn)子能夠通過(guò)流體流動(dòng)圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),
[0004]所述轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)第一軸承支架,一個(gè)或每個(gè)第一軸承包括單組磁性定子元件以及單組磁性轉(zhuǎn)子元件。
【背景技術(shù)】
[0005]根據(jù)文件US 7, 190,087 B2,現(xiàn)有技術(shù)中已存在此類流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)。所述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的一部分由磁性軸承支撐,所述磁性軸承包括定子磁性元件和轉(zhuǎn)子磁性元件,另一部分由位于轉(zhuǎn)子與定子之間的薄水層支撐。所述定子與轉(zhuǎn)子之間的空間不與水流隔離,相反,在流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中,薄水層沿旋轉(zhuǎn)軸的方向流出。
[0006]盡管如此,此類流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)只能在浸水時(shí)運(yùn)行,這使得制成之后的運(yùn)行甚至正常運(yùn)行測(cè)試極為復(fù)雜。
[0007]因此,本發(fā)明的目的在于提供一種使操作及正常運(yùn)行測(cè)試更簡(jiǎn)便的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]為此,本發(fā)明的目標(biāo)是一種上述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī),其特征在于,所述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)還包括至少所述轉(zhuǎn)子的第二支撐軸承,一個(gè)或每個(gè)第二軸承包括至少一個(gè)滾動(dòng)元件。
[0009]除了本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)之外,所述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)包括一個(gè)或多個(gè)以下特性,這些特性獨(dú)自出現(xiàn)或者以所有可能的技術(shù)組合的形式出現(xiàn):
[0010]一個(gè)或每個(gè)第二軸承包括多個(gè)區(qū)段,每個(gè)區(qū)段包括至少一個(gè)滾動(dòng)元件,各第二軸承的區(qū)段圍繞旋轉(zhuǎn)軸接續(xù)布置,從而形成圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的環(huán)形;
[0011]每個(gè)區(qū)段能夠獨(dú)立于一個(gè)或多個(gè)各自的第二軸承的區(qū)段拆除;
[0012]一個(gè)或每個(gè)滾動(dòng)元件以機(jī)械方式連接到一個(gè)零件,即所述定子或所述轉(zhuǎn)子,并且抵靠另一個(gè)零件,即所述定子或轉(zhuǎn)子,優(yōu)選情況下,一個(gè)或每個(gè)滾動(dòng)元件以機(jī)械方式連接到所述定子并且抵靠所述轉(zhuǎn)子;
[0013]一個(gè)或每個(gè)第二軸承適用于支撐所述轉(zhuǎn)子,同時(shí)沿著旋轉(zhuǎn)軸的方向以及垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸的方向延伸;
[0014]—個(gè)或每個(gè)滾動(dòng)元件在圍繞滾動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)期間是活動(dòng)的,所述滾動(dòng)軸布置在與旋轉(zhuǎn)軸平行的縱向平面中,并且所述滾動(dòng)軸相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸傾斜;
[0015]所述滾動(dòng)軸與所述旋轉(zhuǎn)軸之間的角度始終大于0°并且始終小于90°,優(yōu)選地介于30°與60°之間,更優(yōu)選地約等于45° ;
[0016]—個(gè)或每個(gè)滾動(dòng)元件在圍繞滾動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)期間是活動(dòng)的,所述一個(gè)或每個(gè)元件呈錐形,并且所述滾動(dòng)軸與所述旋轉(zhuǎn)軸平行;
[0017]所述定子包括有源定子零件并且所述轉(zhuǎn)子包括有源轉(zhuǎn)子零件,大致位于在垂直于旋轉(zhuǎn)軸的徑向上與有源定子零件相對(duì)的位置,所述有源轉(zhuǎn)子零件能夠與所述有源定子零件一起工作,以便在轉(zhuǎn)子圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生磁場(chǎng),并且至少一個(gè)第二軸承以及定子或轉(zhuǎn)子中的一個(gè)零件是止動(dòng)表面,所述止動(dòng)表面彼此相對(duì)并且能夠在至少一個(gè)滾動(dòng)元件損壞時(shí)彼此接觸,以便有源定子零件與有源轉(zhuǎn)子零件之間的空氣間隙始終大于最小預(yù)定值;
[0018]所述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)包括兩個(gè)第一軸承,所述兩個(gè)第一軸承根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸彼此隔開(kāi);
[0019]所述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)包括兩個(gè)第二軸承,所述兩個(gè)第二軸承根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸彼此隔開(kāi);
[0020]所述定子包括有源定子零件并且所述轉(zhuǎn)子包括有源轉(zhuǎn)子零件,大致位于垂直于旋轉(zhuǎn)軸的徑向上與所述有源定子零件相對(duì)的位置,所述有源轉(zhuǎn)子零件能夠與所述有源定子零件一起工作,以便在轉(zhuǎn)子圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng),并且所述兩個(gè)第一軸承和/或所述兩個(gè)第二軸承沿所述旋轉(zhuǎn)軸分別位于所述有源定子零件和有源轉(zhuǎn)子零件的一側(cè)和另一側(cè)上;
[0021]一個(gè)或每個(gè)滾動(dòng)元件是由以下項(xiàng)構(gòu)成的群組中的元件:輥?zhàn)印⑨樅托≈?;以?br>
[0022]一個(gè)或每個(gè)第二軸承包括多個(gè)滾動(dòng)元件,所述多個(gè)滾動(dòng)元件置于至少兩個(gè)不同的行中,每行大致根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸的平面布置。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0023]參照附圖閱讀以下僅用于示例但不提出限制的說(shuō)明之后,可以了解本發(fā)明的這些特性和優(yōu)點(diǎn),在附圖中:
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)的透視圖,所述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子,
[0025]圖2是根據(jù)圖1中的平面II的局部界面透視圖,
[0026]圖3是根據(jù)圖1中的平面III的局部界面透視圖,
[0027]圖4是圖3中的框區(qū)的放大圖,以及
[0028]圖5是圖1中的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的支撐軸承的一個(gè)區(qū)段的極簡(jiǎn)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在圖1中,流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10包括:定子12 ;活動(dòng)轉(zhuǎn)子14,所述活動(dòng)轉(zhuǎn)子圍繞縱軸X旋轉(zhuǎn),從后向前定向;流量噴嘴16 ;以及定子的支架18。
[0030]流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10還包括兩個(gè)第一軸承20A、20B以及兩個(gè)第二軸承22A、22B,用于支撐轉(zhuǎn)子14,如圖2所示。
[0031]流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10能夠?qū)⒀乜v軸X在流量噴嘴16內(nèi)循環(huán)的流體流中的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能,其中所述流體流使轉(zhuǎn)子14圍繞X軸旋轉(zhuǎn),并且使轉(zhuǎn)子14相對(duì)于定子12旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生電能。
[0032]例如,流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10是用于利用海流中的動(dòng)能的水下渦輪機(jī)?;蛘撸黧w動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)用于浸沒(méi)在水流中,以便將水流中的液壓能轉(zhuǎn)換成電能。
[0033]定子12呈現(xiàn)圍繞縱軸X旋轉(zhuǎn)的環(huán)形形狀。定子12包括有源定子零件24。
[0034]在圖2和圖3所示的實(shí)例中,定子12包括主體25、用于固定流量噴嘴的夾板26以及通向定子內(nèi)部的可拆卸板28。夾板26通過(guò)使用諸如螺釘?shù)雀浇友b置29連接到主體25。
[0035]轉(zhuǎn)子14包括內(nèi)環(huán)30、外環(huán)32和多個(gè)葉片34,所述多個(gè)葉片在內(nèi)環(huán)30與外環(huán)32之間沿垂直于旋轉(zhuǎn)軸X的徑向R延伸,如圖1所示。在所述的實(shí)施例中,轉(zhuǎn)子14包括八個(gè)葉片32,這些葉片以一定角度分布在內(nèi)環(huán)30的外周上。兩個(gè)相鄰葉片34之間的角偏移約等于45。。
[0036]轉(zhuǎn)子14還包括有源轉(zhuǎn)子零件36,如圖2所示,所述零件布置在外環(huán)32的外周上并且能夠與有源定子零件24 —起工作,以便在轉(zhuǎn)子14在定子12內(nèi)圍繞X軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng),并且因此而產(chǎn)生電能。有源轉(zhuǎn)子零件36大致位于徑向R上與有源定子零件24相對(duì)的位置。
[0037]流量噴嘴16包括兩個(gè)半噴嘴38,這兩個(gè)半噴嘴38沿縱軸X附接到定子12的兩側(cè)上,如圖1所示。流量噴嘴16呈現(xiàn)圍繞縱軸X旋轉(zhuǎn)的環(huán)形形狀,所述環(huán)形呈現(xiàn)橢圓形的橫截面。在沿平行于X軸的縱向平面延伸的截面中,每個(gè)半噴嘴38呈U形,所述U形的一端附接到定子的主體25,而U形的另一端通過(guò)諸如螺釘?shù)雀浇蛹?0附接到對(duì)應(yīng)的夾板26,如圖2所示。
[0038]支架18包括位于地面上的多個(gè)支撐銷42以及與地面隔開(kāi)的定子的三個(gè)垂直支撐臂44。例如,支架18包括管狀支架。
[0039]兩個(gè)第一軸承20A、20B沿旋轉(zhuǎn)軸X彼此隔開(kāi)。第一軸承20A還稱為第一前軸承,而第一軸承20B還稱為第一后軸承。
[0040]在圖2和圖3所示的實(shí)例中,所述兩個(gè)第一軸承20A、20B沿旋轉(zhuǎn)軸X位于與有源定子零件24和有源轉(zhuǎn)子零件36相對(duì)的位置處。
[0041]每個(gè)第一軸承20A、20B還包括與定子12相連的磁性定子元件46A、46B以及與轉(zhuǎn)子14相連的磁性轉(zhuǎn)子磁鐵48A、48B。形成第一前軸承20A的磁性元件46A、48A也稱為前磁性元件,而形成第一后軸承20B的磁性元件46A、46B也稱為后磁性元件。
[0042]例如,每個(gè)第一軸承20A、20B是無(wú)源磁性軸承。每個(gè)第一軸承20A、20B包括永久磁鐵。
[0043]兩個(gè)第二軸承22A、22B沿旋轉(zhuǎn)軸X彼此隔開(kāi)。第二軸承22A還稱為第二前軸承,而第二軸承22B還稱為第二后軸承。
[0044]在圖2和圖3所示的實(shí)例中,所述兩個(gè)第二軸承22A、22B沿縱軸X位于與有源定子零件24和有源轉(zhuǎn)子零件36的兩側(cè)上。兩個(gè)第二軸承22A、22B優(yōu)選地沿縱軸X位于第一軸承20A、20B的兩側(cè)上。
[0045]每個(gè)第二軸承22A、22B包括主體49和多個(gè)滾動(dòng)元件50,這些滾動(dòng)元件圍繞轉(zhuǎn)子14的外周分布并且機(jī)械地附接到主體49。此外,多個(gè)滾動(dòng)元件50置于至少另個(gè)不同的行中,未圖示,每行大致根據(jù)垂直于旋轉(zhuǎn)軸X的平面布置。
[0046]在上述實(shí)施例中,每個(gè)第二軸承22A、22B通過(guò)使用諸如螺釘?shù)雀浇友b置51附接到定子12,例如,附接到其主體25,如圖5所示。附加地或替代地,每個(gè)第二軸承22A、22B附接到夾板26。
[0047]作為圖示的替代,每個(gè)第二軸承22A、22B附接到轉(zhuǎn)子14。
[0048]每個(gè)第二軸承22A、22B包括多個(gè)區(qū)段52,這些區(qū)段接續(xù)地布置在縱軸X周圍,從而形成圍繞縱軸X旋轉(zhuǎn)的環(huán)形。每個(gè)第二軸承22A、22B的區(qū)段52的數(shù)量N介于8與64之間。
[0049]區(qū)段52的數(shù)量N優(yōu)選地是沿徑向R的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10的直徑的遞增函數(shù),以便限制每個(gè)區(qū)段52的大小和質(zhì)量。換言之,流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10的直徑越大,數(shù)量N越大。
[0050]此外,每個(gè)第二軸承22A、22B能夠支撐轉(zhuǎn)子14,同時(shí)沿著旋轉(zhuǎn)軸X的方向以及徑向R延伸,即,同時(shí)沿軸向和徑向延伸。
[0051]內(nèi)環(huán)30和外環(huán)32各自呈圍繞縱軸X旋轉(zhuǎn)的圓柱管的形狀。內(nèi)環(huán)30和外環(huán)32位于縱軸X的中心。例如,內(nèi)環(huán)30和外環(huán)32沿縱軸X的長(zhǎng)度大致相等?;蛘?,內(nèi)環(huán)30和外環(huán)32沿縱軸X的長(zhǎng)度不同。
[0052]內(nèi)環(huán)30在垂直于X軸的平面中呈現(xiàn)第一直徑Dl,而外環(huán)32呈現(xiàn)大于第一直徑Dl的第二直徑D2。區(qū)段52的數(shù)量N優(yōu)選地是第二直徑D2的遞增函數(shù)。
[0053]例如,第一直徑Dl的值介于2,OOOmm與8,OOOmm之間。例如,第二直徑D2的值介于 4,OOOmm 與 18,OOOmm 之間。
[0054]每個(gè)滾動(dòng)元件50在圍繞滾動(dòng)軸T旋轉(zhuǎn)期間是活動(dòng)的,滾動(dòng)軸T位于平行于縱軸X的縱向平面P中。
[0055]在圖4所示的示例性實(shí)施例中,每個(gè)滾動(dòng)元件50是圍繞桿54旋轉(zhuǎn)的活動(dòng)棍子,所述桿連接到對(duì)應(yīng)第二軸承的主體49。所述輥?zhàn)映蕡A柱形。在未圖示的替代變型中,所述輥?zhàn)映蕡A錐形。
[0056]在未圖示的替代變型中,滾動(dòng)元件50不包括桿并且固持在外殼中。
[0057]在未圖示的替代變型中,滾動(dòng)元件50是針型輥?zhàn)印?br>
[0058]在未圖示的替代變型中,滾動(dòng)元件50是小珠。
[0059]滾動(dòng)元件50優(yōu)選地由不銹鋼等鋼材制成?;蛘?滾動(dòng)元件50由招、塑料材料、聚醚醚酮(也稱為PEEK)、復(fù)合材料或陶瓷制成。
[0060]由于每個(gè)第二軸承22A、22B能夠同時(shí)沿旋轉(zhuǎn)軸X和徑向R支撐轉(zhuǎn)子14,即同時(shí)沿軸向和徑向支撐,并且所述滾動(dòng)元件50呈圓柱形,即圓柱形輥?zhàn)?、圓柱形針或者珠狀元件,因此滾動(dòng)軸T相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸X傾斜,如圖2到圖4所示。滾動(dòng)軸T與旋轉(zhuǎn)軸X之間的角度Θ始終大于0°并且始終小于90°。角度Θ的值優(yōu)選地介于30°與60°之間,更優(yōu)選地約等于45°。
[0061]由于每個(gè)第二軸承22A、22B能夠同時(shí)沿軸向和徑向支撐轉(zhuǎn)子14,并且滾動(dòng)元件50呈圓錐形,即圓錐形輥?zhàn)踊驁A錐形針,因此滾動(dòng)軸T相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸X傾斜或者平行于旋轉(zhuǎn)軸X,此時(shí)由滾動(dòng)元件50的圓錐形狀來(lái)確保軸向支撐。
[0062]在圖2和圖3所示的示例性實(shí)例中,每個(gè)第二軸承22A、22V連接到定子12,并且每個(gè)滾動(dòng)元件50機(jī)械地連接到定子12并且抵靠轉(zhuǎn)子14。在一種變型中,每個(gè)第二軸承22A、22B連接到轉(zhuǎn)子14,并且每個(gè)滾動(dòng)元件50隨后機(jī)械地連接到轉(zhuǎn)子14并且抵靠定子12。
[0063]每個(gè)區(qū)段52包括至少一個(gè)滾動(dòng)元件50,優(yōu)選地包括兩個(gè)到八個(gè)滾動(dòng)元件50。在圖2所示的示例性實(shí)例中,每個(gè)區(qū)段52包括3個(gè)滾動(dòng)元件50。
[0064]此外,每個(gè)區(qū)段52包括多個(gè)滾動(dòng)元件50,所述多個(gè)滾動(dòng)元件50置于兩個(gè)不同的行中,未圖示,優(yōu)選地置于兩行或三行中。每行大致布置在垂直于旋轉(zhuǎn)軸X的平面中。一行中的每個(gè)滾動(dòng)元件50大體布置為面對(duì)旋轉(zhuǎn)軸X中的另一行中的滾動(dòng)元件。在一種變型中,不同行中的滾動(dòng)元件50交錯(cuò)布置。
[0065]每個(gè)區(qū)段52能夠獨(dú)立于對(duì)應(yīng)的第二軸承22A、22B的其他區(qū)段52拆除。
[0066]換言之,在圖2所示的實(shí)例中,每個(gè)區(qū)段52能夠獨(dú)立于其他區(qū)段52從定子12拆除。作為未圖示的替代變型,當(dāng)每個(gè)第二軸承22A、22B附接到轉(zhuǎn)子14時(shí),每個(gè)區(qū)段52能夠獨(dú)立于其他區(qū)段52從轉(zhuǎn)子14拆除。
[0067]此外,第二軸承22A、22B和定子12各自呈現(xiàn)止動(dòng)表面56,所述止動(dòng)表面56彼此相對(duì),如圖5中所示。止動(dòng)表面56能夠在至少一個(gè)滾動(dòng)元件50損壞的情況下彼此接觸,以便有源定子零件24與有源轉(zhuǎn)子零件36之間的空氣間隙E始終大于最小預(yù)定值。
[0068]作為未圖示的替代變型,當(dāng)?shù)诙?2A、22B附接到轉(zhuǎn)子14時(shí),第二軸承22A、22B和轉(zhuǎn)子14各自呈現(xiàn)止動(dòng)表面,所述止動(dòng)表面彼此相對(duì)。類似地,止動(dòng)表面能夠在至少一個(gè)滾動(dòng)元件50損壞的情況下彼此接觸,以便空氣間隙E始終大于最小預(yù)定值。
[0069]現(xiàn)在將介紹本發(fā)明的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10的功能。
[0070]當(dāng)將流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10置于水流中時(shí),水流對(duì)葉片24施加壓力,從而使得轉(zhuǎn)子14沿箭頭ROT (如圖1所示)圍繞縱軸X旋轉(zhuǎn)。初始旋轉(zhuǎn)速度較低,隨著水流沿葉片24流動(dòng),旋轉(zhuǎn)速度也隨之增大。
[0071]有源轉(zhuǎn)子零件36于是相對(duì)于有源定子零件24活動(dòng),從而在定子12中產(chǎn)生磁場(chǎng)并感生電流。之后,將流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10因此而從水流的液壓能中產(chǎn)生的電能輸送到電力網(wǎng)系統(tǒng)。
[0072]流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10允許針對(duì)轉(zhuǎn)子14的旋轉(zhuǎn)速度,例如介于20轉(zhuǎn)/分到40轉(zhuǎn)/分之間的旋轉(zhuǎn)速度釋放10kW以上的功率。
[0073]當(dāng)轉(zhuǎn)子14圍繞縱軸X旋轉(zhuǎn)時(shí),第一軸承20A、20B和第二軸承22A、22B允許沿垂直于縱軸X的徑向R支撐并安置轉(zhuǎn)子14。
[0074]此外,第二軸承22A、22B允許沿縱軸X支撐并安置轉(zhuǎn)子14。
[0075]第一軸承20A、20B和第二軸承22A、22B還在轉(zhuǎn)子14止動(dòng)時(shí)支撐所述轉(zhuǎn)子,無(wú)論轉(zhuǎn)子是否浸沒(méi)。
[0076]作為第一軸承20A、20B的補(bǔ)充,即,當(dāng)流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10未浸沒(méi)時(shí),第二軸承22A、22B的存在能夠增強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)子14的支撐。
[0077]此外,第二軸承22A、22B能夠通過(guò)使用滾動(dòng)元件50來(lái)促使轉(zhuǎn)子14開(kāi)始旋轉(zhuǎn),從而普遍提高流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10的性能,無(wú)論水流的方向是否沿縱軸X。
[0078]此外,當(dāng)每個(gè)滾動(dòng)元件50的滾動(dòng)軸T相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸X傾斜時(shí),第二軸承22A、22B還用作軸向制動(dòng)器,以便根據(jù)縱軸X安置轉(zhuǎn)子14。
[0079]此外,當(dāng)一個(gè)或多個(gè)滾動(dòng)元件50損壞時(shí),止動(dòng)表面56的存在能夠限制轉(zhuǎn)子14的移動(dòng),隨后,止動(dòng)表面56彼此接觸,以免有源定子零件24與有源轉(zhuǎn)子零件36過(guò)于接近。
[0080]因此,這可以確保有源定子零件24與有源轉(zhuǎn)子零件36之間的空氣間隙E始終大于最小預(yù)定值。換言之,止動(dòng)表面56有助于在一個(gè)或多個(gè)滾動(dòng)零件50損壞時(shí)避免有源定子零件24和有源轉(zhuǎn)子零件36損壞。
[0081]還可以通過(guò)能夠彼此獨(dú)立地拆除的區(qū)段52促進(jìn)流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)的維護(hù)。實(shí)際上,如果指定第二軸承22A、22B的滾動(dòng)元件50磨損或損壞,則只需拆除滾動(dòng)元件50已磨損或損壞的區(qū)段52即可,而無(wú)需從指定第二軸承22A、22B拆除其他區(qū)段52。之后,可以將包括已磨損或損壞的滾動(dòng)元件的區(qū)段52更換為新的區(qū)段52或者對(duì)其進(jìn)行維修。
[0082]因此,可以清楚地了解到,根據(jù)本發(fā)明的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)10能夠便于在制成之后進(jìn)行組裝、啟動(dòng)和適當(dāng)功能測(cè)試,同時(shí)簡(jiǎn)化維護(hù)過(guò)程。
【權(quán)利要求】
1.一種流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10),包括: 定子(12), 轉(zhuǎn)子(14),所述轉(zhuǎn)子(14)處于在流體流動(dòng)的帶動(dòng)下圍繞旋轉(zhuǎn)軸(X)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài), 所述轉(zhuǎn)子(14)的至少一個(gè)第一支撐軸承(20A、20B),一個(gè)或每個(gè)所述第一支撐軸承(20A.20B)包括固定到所述定子(12)的定子磁性元件(46A、46B)和固定到所述轉(zhuǎn)子(14)的轉(zhuǎn)子磁性元件(48A、48B), 其特征在于,所述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)還包括所述轉(zhuǎn)子(14)的第二支撐軸承(22A、22B),一個(gè)或每個(gè)所述第二支撐軸承(22A、22B)包括至少一個(gè)滾動(dòng)元件(50)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(I),其中一個(gè)或每個(gè)所述第二支撐軸承(22A、22B)包括多個(gè)區(qū)段(52),每個(gè)區(qū)段(52)包括至少一個(gè)滾動(dòng)元件(50),各自的第二軸承(22A、22B)的所述區(qū)段(52)圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸(X)接續(xù)布置,從而形成圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸(X)旋轉(zhuǎn)的環(huán)形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10),其中每個(gè)區(qū)段(52)能夠獨(dú)立于各自的第二支撐軸承(22A、22B)的所述區(qū)段(52)拆除。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10),其中一個(gè)或每個(gè)所述滾動(dòng)元件(50)機(jī)械地連接到一個(gè)零件,即所述定子(12)或所述轉(zhuǎn)子(14),并且抵靠另一個(gè)零件,即所述定子(12)或所述轉(zhuǎn)子(14),其中所述一個(gè)或每個(gè)滾動(dòng)元件(50)優(yōu)選地機(jī)械連接到所述定子(12)并且抵靠所述轉(zhuǎn)子(14)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10),其中一個(gè)或每個(gè)所述第二支撐軸承(22A、22B)能夠支撐所述轉(zhuǎn)子(14),并且同時(shí)沿所述旋轉(zhuǎn)軸(X)的方向以及垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸(X)的方向(R)延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10),其中一個(gè)或每個(gè)所述滾動(dòng)元件(50)在圍繞滾動(dòng)軸(T)旋轉(zhuǎn)期間是活動(dòng)的,所述滾動(dòng)軸(T)布置在與所述旋轉(zhuǎn)軸(X)平行的縱向平面(P)中,并且所述滾動(dòng)軸(T)相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸(X)傾斜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(10),其中所述滾動(dòng)軸(T)與所述旋轉(zhuǎn)軸(X)之間的角度(Θ)始終大于0°并且始終小于90°,優(yōu)選地介于30°與60°之間,更優(yōu)選地約等于45°。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10),其中一個(gè)或每個(gè)所述滾動(dòng)元件(50)在圍繞滾動(dòng)軸(T)旋轉(zhuǎn)期間是活動(dòng)的,所述一個(gè)或每個(gè)所述滾動(dòng)元件(50)呈錐形,并且所述滾動(dòng)軸(T)與所述旋轉(zhuǎn)軸(X)平行。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10),其中所述定子(12)包括有源定子零件(24)并且所述轉(zhuǎn)子(14)包括有源轉(zhuǎn)子零件(36),大致位于垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸(X)的徑向(R)上與所述有源定子零件(24)相對(duì)的位置,所述有源轉(zhuǎn)子零件(36)能夠與所述有源轉(zhuǎn)子零件(24) —起工作,以便在所述轉(zhuǎn)子(14)圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸(X)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng),并且 其中至少一個(gè)第二支撐軸承(22A、22B)以及所述定子(12)或所述轉(zhuǎn)子(14)中的一個(gè)零件各自呈現(xiàn)止動(dòng)表面(56),所述止動(dòng)表面(56)彼此相對(duì)并且能夠在至少一個(gè)滾動(dòng)元件(5)損害時(shí)彼此接觸,以便所述有源定子零件(24)與所述有源轉(zhuǎn)子零件(36)之間的空氣間隙(E)始終大于最小預(yù)定值。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10),其中所述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10)包括兩個(gè)第一支撐軸承(20A、20B),其中所述兩個(gè)第一支撐軸承(20A、20B)沿所述旋轉(zhuǎn)軸(X)彼此隔開(kāi)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10),其中所述流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10)包括兩個(gè)第二支撐軸承(22A、22B),其中所述兩個(gè)第二軸承(22A、22B)沿所述旋轉(zhuǎn)軸(X)彼此隔開(kāi)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求10或11所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10),其中所述定子(12)包括有源定子零件(24)并且所述轉(zhuǎn)子(14)包括有源轉(zhuǎn)子零件(36),大致位于垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸(X)的徑向(R)上與所述有源定子零件(24)相對(duì)的位置,其中所述有源轉(zhuǎn)子零件(36)能夠與所述有源轉(zhuǎn)子零件(24) —起工作,以便在所述轉(zhuǎn)子(14)圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸(X)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng),以及 其中所述兩個(gè)第一支撐軸承(20A、20B)和/或所述兩個(gè)第二支撐軸承(22A、22B)沿所述旋轉(zhuǎn)軸(X)置于與所述有源定子零件(24)與所述有源轉(zhuǎn)子零件(36)相對(duì)的位置處。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10),其中一個(gè)或每個(gè)所述滾動(dòng)元件(50)是由以下項(xiàng)構(gòu)成的群組中的元件:輥?zhàn)?、針和小珠?br>
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的流體動(dòng)力渦輪發(fā)電機(jī)(10),其中一個(gè)或每個(gè)所述第二支撐軸承(22A、22B)包括多個(gè)滾動(dòng)元件(50),其中所述多個(gè)滾動(dòng)元件(50)能夠沿至少兩個(gè)不同的行延伸,每行大致根據(jù)垂直于所述旋轉(zhuǎn)軸(X)的平面布置。
【文檔編號(hào)】F03B13/26GK104254686SQ201380008203
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月6日
【發(fā)明者】H.迪歇涅, P.卡寧 申請(qǐng)人:通用電氣能源能量變換技術(shù)有限公司