專(zhuān)利名稱(chēng)：磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，尤其涉及路燈照明專(zhuān)用小型磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
已有技術(shù)磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)以相向磁極造成轉(zhuǎn)子懸浮狀態(tài)，在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn)發(fā)電，由于世界性的能源危機(jī)，利用風(fēng)能已經(jīng)是各個(gè)國(guó)家新能源的重要源泉之一，在當(dāng)前形勢(shì)下，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的深入研究已引起各圍的重視，已有技術(shù)磁懸浮風(fēng) 力發(fā)電機(jī)不能有效地利用我國(guó)廣大的低風(fēng)速資源，存在如下不足，影響了風(fēng)力發(fā)電的普及與發(fā)展1、低風(fēng)速不啟動(dòng)，只有風(fēng)速大于4米/秒時(shí)才能發(fā)電。而我國(guó)又具有極廣闊的低風(fēng)速資源，還無(wú)法有效地加以利用；2、風(fēng)力發(fā)電機(jī)戶(hù)外工作環(huán)境惡劣，在風(fēng)沙、雨雪、高低溫環(huán)境下，軸承壽命大大縮短，一般2-3年就需要大修。3、風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般是水平迎風(fēng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平衡的不對(duì)稱(chēng)性引起機(jī)械震動(dòng)，產(chǎn)生的噪音也大，抗強(qiáng)風(fēng)性能也差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，該風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)著眼點(diǎn)立足于風(fēng)速不高，風(fēng)力不大，風(fēng)向不定的城市街道使用，同時(shí)要保證風(fēng)機(jī)在強(qiáng)風(fēng)下的發(fā)電效率和安全性，同時(shí)也注重了造型美觀，與太陽(yáng)能電池、燈具、燈桿和道路互相協(xié)調(diào)，成為市容的一景，其研制與開(kāi)發(fā)對(duì)風(fēng)能的利用與普及有深遠(yuǎn)意義，能切實(shí)解決城市、農(nóng)村的道路、庭院、景觀、廣告、交通對(duì)照明電力的要求，本實(shí)用新型專(zhuān)注于路燈照明風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的不足。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括底座、定子、轉(zhuǎn)子和風(fēng)機(jī)葉片，底座上端垂直設(shè)置一圓管狀的定子，轉(zhuǎn)子為一上端封閉而下端開(kāi)放的圓管，定子的外部和轉(zhuǎn)子的內(nèi)部分別安裝著磁懸浮軸承，靠著磁懸浮軸承之間的排斥力，轉(zhuǎn)子和風(fēng)機(jī)葉片處于懸浮狀態(tài)該風(fēng)機(jī)葉片為球面條狀，風(fēng)機(jī)葉片數(shù)量至少兩條。且，該風(fēng)機(jī)葉片表面布滿(mǎn)連續(xù)圓形弧面凹坑。且，該轉(zhuǎn)子隨風(fēng)速和氣流的變化能上下浮動(dòng)，提升的高度預(yù)先根據(jù)要求設(shè)計(jì)。且，該磁懸浮軸承采用多級(jí)永磁體組合技術(shù)。且，在該定子頂部增加了球形的鋼珠。且，該磁懸浮軸承內(nèi)留有轉(zhuǎn)子向上浮升的空間。本實(shí)用新型的有益效果是I.本實(shí)用新型磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用多級(jí)釹鐵硼永磁體組合技術(shù)，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在磁懸浮狀態(tài)下，依靠風(fēng)力推動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并切割磁力線發(fā)電。2.磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用垂直軸安裝旋轉(zhuǎn)方式，不隨風(fēng)向變化改變軸心，并設(shè)計(jì)成一種完全對(duì)稱(chēng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，能在風(fēng)力> I米/秒時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)，利用微風(fēng)發(fā)電。[0014]3.本實(shí)用新型采用球面條形風(fēng)機(jī)葉片，克服了光滑流線的外形，可以提高風(fēng)能利用率。4.磁懸浮軸承無(wú)需潤(rùn)滑能防腐蝕，防銹，防潮，防水，防風(fēng)沙，防老化，抗強(qiáng)風(fēng)等特點(diǎn)，維護(hù)期為20年。5.由于采用了頂部圓球形的鋼珠，即使磁懸浮發(fā)生了故障，也只對(duì)微風(fēng)發(fā)電有影響，當(dāng)風(fēng)速大于2米/秒時(shí)，仍可繼續(xù)正常發(fā)電，也不會(huì)妨礙轉(zhuǎn)子隨氣流和風(fēng)速升降。

圖I為本實(shí)用新型磁懸浮風(fēng)カ發(fā)電機(jī)剖視圖。圖2為本實(shí)用新型磁懸浮風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的球面條形扇葉結(jié)構(gòu)示意圖?！0019]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)陰I :轉(zhuǎn)子2 :鋼珠3:組合永久磁鐵4:定子5 :底座6 :轉(zhuǎn)子線圈7 :轉(zhuǎn)子提升的高度 8 :風(fēng)機(jī)葉片9 :避雷針
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型磁懸浮風(fēng)カ發(fā)電機(jī)作進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型磁懸浮風(fēng)カ發(fā)電機(jī)包括底座5、定子4、轉(zhuǎn)子I和風(fēng)機(jī)葉片8，底座5下端能磁懸浮風(fēng)カ發(fā)電機(jī)將風(fēng)機(jī)牢固固定，底座5上端垂直設(shè)置一圓管狀的定子4，轉(zhuǎn)子I為一上端封閉而下端開(kāi)放的圓管狀，轉(zhuǎn)子I的內(nèi)徑大小定子4的外徑，轉(zhuǎn)子I自上而下地垂直地套在定子4的上部外邊，風(fēng)機(jī)葉片8球面條形扇葉，風(fēng)機(jī)葉片8安裝在轉(zhuǎn)子I外邊，為保證定位精準(zhǔn)，可在轉(zhuǎn)子I的處部先焊接若干固定突起，在固定突起設(shè)置多個(gè)固定孔，同時(shí)在風(fēng)機(jī)葉片8的相應(yīng)部位設(shè)置多個(gè)安裝孔，安裝時(shí)用螺絲或螺栓穿過(guò)每組固定孔和安裝孔，把風(fēng)機(jī)葉片8和轉(zhuǎn)子I結(jié)合在一起，風(fēng)機(jī)葉片8為球面條狀，風(fēng)機(jī)葉片8的寬度要根據(jù)實(shí)際需要，通常圓心角在10度至20度左右即可，風(fēng)機(jī)葉片8的數(shù)量在兩條以上，實(shí)踐中最好為4條，因?yàn)檫@樣比較對(duì)稱(chēng)，而且受風(fēng)效果好，不相互干擾。定子的外部和轉(zhuǎn)子的內(nèi)部分別安裝著磁懸浮軸承，靠著磁懸浮軸承之間的排斥力，轉(zhuǎn)子和風(fēng)機(jī)葉片處于懸浮狀態(tài)。磁懸浮風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的風(fēng)機(jī)葉片8表面，既包括外表面,也包括內(nèi)表面,布滿(mǎn)連續(xù)凹坑，凹坑的形狀為圓形弧面，制我造時(shí)，在坯料上批量機(jī)械加工出凹坑后，將坯料進(jìn)行金屬切割，最后加工成形才形成風(fēng)機(jī)葉片8。磁懸浮風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子隨風(fēng)速和氣流的變化能上下浮動(dòng)，提升的高度7是預(yù)先根據(jù)要求設(shè)計(jì)的。磁懸浮風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的磁懸浮軸承米用多級(jí)永磁體組合技術(shù)，多級(jí)永磁體組合技術(shù)指的是，多個(gè)小永磁鐵沿著環(huán)形軌跡排列，一個(gè)小永磁鐵的N極對(duì)著前邊小永磁鐵的S扱，而這個(gè)小永磁鐵的S極則被后邊小永磁鐵的N極對(duì)著，如此循環(huán)往復(fù)，而每個(gè)小永磁鐵之間都保留著微小的縫隙，這個(gè)結(jié)構(gòu)被固定下來(lái)，即稱(chēng)為磁懸浮軸承。兩個(gè)這樣的磁懸浮軸承做為ー組上下設(shè)置，由于其兩者之間排斥力的存在而使上邊的磁懸浮軸承處于懸浮狀態(tài)，不會(huì)落下來(lái)。多組這樣的磁懸浮軸承則會(huì)使懸浮力成倍增長(zhǎng)，稱(chēng)之為多級(jí)永磁體組合技木。磁懸浮風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的下部?jī)?nèi)側(cè)，安裝了環(huán)形的轉(zhuǎn)子線圈6，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子線圈6與定子I并不接觸，轉(zhuǎn)子線圈6因與磁懸浮軸承的磁力切割作用，能夠直接產(chǎn)生電倉(cāng)^:。磁懸浮風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的定子4的頂部稍向處突出形成一個(gè)加強(qiáng)部位，加強(qiáng)部位頂部有一個(gè)向下的凹陷，轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁頂部正中也相應(yīng)形成ー個(gè)向上的凹陷，兩個(gè)凹陷增加設(shè)置了ー顆球形的鋼珠2，鋼珠2表面設(shè)置ー些潤(rùn)滑材料，以防磁懸浮軸承在啟動(dòng)、調(diào)試或老化階段損傷磁鉄。磁懸浮風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的磁懸浮軸承內(nèi)留有轉(zhuǎn)子向上浮升的空間。為了防護(hù)雷電的侵襲，在轉(zhuǎn)子的頂端安裝了避雷針9。 安裝完成后，當(dāng)有風(fēng)吹到風(fēng)機(jī)葉片8，風(fēng)機(jī)葉片8和轉(zhuǎn)子I又是一體的，風(fēng)機(jī)葉片8因?yàn)殡S轉(zhuǎn)子I懸浮而懸浮，所以阻カ很小，因而被風(fēng)力吹的轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。還是因?yàn)轱L(fēng)機(jī)葉片8和轉(zhuǎn)子I是一體的，此時(shí)轉(zhuǎn)子I圍繞著定子4轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。因相對(duì)位移產(chǎn)生了磁力切割，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)子線圈6開(kāi)始發(fā)電?？焖俎D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，風(fēng)機(jī)葉片8看上去變成ー個(gè)球體或扁球體，為了加快風(fēng)機(jī)葉片8的動(dòng)轉(zhuǎn)速度，風(fēng)機(jī)葉片8為球面條狀，使風(fēng)機(jī)葉片8兩面都能承受風(fēng)力，風(fēng)機(jī)葉片8表面布滿(mǎn)了園弧形凹坑，又増加了空氣的接能面積，風(fēng)機(jī)葉片8受カ大，與已有技術(shù)相比，一方面，同樣的風(fēng)得到更多的能，在更小的風(fēng)力作用下也能進(jìn)行發(fā)電，另一方面，轉(zhuǎn)子I的升カ大，提升的高度7就明顯優(yōu)于同類(lèi)產(chǎn)品，這就意味著懸浮能力卓越，不會(huì)因高速運(yùn)轉(zhuǎn)而被卡住，所以本實(shí)用新型發(fā)電效果顯著超越現(xiàn)有技術(shù)水平。風(fēng)機(jī)葉片8表面布滿(mǎn)了圓弧形凹坑，凹坑既能有效地增加風(fēng)機(jī)葉片8的表面積，又形成了凹凸不平的表面，克服了光滑流線的外形，因?yàn)榈惋L(fēng)速時(shí)空氣的粘滯性起主要作用，風(fēng)機(jī)葉片8表面的空氣邊界層在流過(guò)風(fēng)機(jī)葉片8表面時(shí)空氣分子之間的內(nèi)在摩擦產(chǎn)生摩擦阻力，這個(gè)摩擦力足夠大時(shí)就能帶動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片8轉(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)摩擦力的大小和風(fēng)機(jī)葉片8表面積成正比，還與風(fēng)機(jī)葉片8表面形狀有關(guān)，越流線越光滑的表面摩擦力越小，因此布滿(mǎn)凹坑的風(fēng)機(jī)葉片8比光滑流線的風(fēng)機(jī)葉片8在微風(fēng)時(shí)可以提高一倍以上的捕風(fēng)能力。風(fēng)機(jī)葉片8采用鈦合金或復(fù)合材料，非常輕巧，又具有極高的強(qiáng)度，風(fēng)機(jī)葉片8能以最小的質(zhì)量獲取最大的掃風(fēng)面積，可以大大加強(qiáng)風(fēng)機(jī)在微風(fēng)下的發(fā)電能力。在強(qiáng)風(fēng)時(shí)，空氣粘滯性在邊界層產(chǎn)生的摩擦カ可以不考慮，圓形凹坑在強(qiáng)風(fēng)下對(duì)流線效果影響很小，風(fēng)機(jī)葉片8的外形是主要因素，球面流線形風(fēng)機(jī)葉片8空氣阻カ小，空氣動(dòng)カ效率高，雷諾數(shù)足夠大，球形葉片在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)能產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)升力，不易發(fā)生流動(dòng)分離，又因?yàn)榘伎幽軌虼偈雇牧鬓D(zhuǎn)捩發(fā)生，布滿(mǎn)的弧形凹坑使風(fēng)機(jī)葉片8能產(chǎn)生側(cè)向升力，這兩個(gè)升力基本相等，這雙倍升力使轉(zhuǎn)子I能向上浮升，真正工作在懸空狀態(tài)，井能減輕磁斥力的負(fù)擔(dān)，可以提聞風(fēng)能利用率30%至50%。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。[0041]綜上所述，本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用實(shí)用性及成本效益上，完全符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需，且所掲示的結(jié)構(gòu)亦是具有前所未有的創(chuàng)新構(gòu)造，具有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性，符合有關(guān)新型專(zhuān)利要件的規(guī)定，故依法提 起申請(qǐng)。
權(quán)利要求1.一種磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括底座、定子、轉(zhuǎn)子和風(fēng)機(jī)葉片，底座上端垂直設(shè)置一圓管狀的定子，轉(zhuǎn)子為一上端封閉而下端開(kāi)放的圓管，轉(zhuǎn)子自上而下地套在定子的上部外邊，定子的外部和轉(zhuǎn)子的內(nèi)部分別安裝著磁懸浮軸承，靠著磁懸浮軸承之間的排斥力，轉(zhuǎn)子和風(fēng)機(jī)葉片處于懸浮狀態(tài)，其特征是所述風(fēng)機(jī)葉片(8)為球面條狀，風(fēng)機(jī)葉片數(shù)量至少兩條。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是所述風(fēng)機(jī)葉片(8)表面布滿(mǎn)連續(xù)圓形弧面凹坑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是所述轉(zhuǎn)子(I)隨風(fēng)速和氣流的變化能上下浮動(dòng)，提升的高度(7)預(yù)先根據(jù)要求設(shè)計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是所述磁懸浮軸承采用多級(jí)永磁體組合技術(shù)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是在所述定子(4)頂部增加了球形的鋼珠⑵。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是所述磁懸浮軸承內(nèi)留有轉(zhuǎn)子(I)向上浮升的空間。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括底座、定子、轉(zhuǎn)子和風(fēng)機(jī)葉片，底座上端垂直設(shè)置一圓管狀的定子，轉(zhuǎn)子為一上端封閉而下端開(kāi)放的圓管，轉(zhuǎn)子自上而下地套在定子的上部外邊，定子的外部和轉(zhuǎn)子的內(nèi)部分別安裝著磁懸浮軸承，靠著磁懸浮軸承之間的排斥力，轉(zhuǎn)子和風(fēng)機(jī)葉片處于懸浮狀態(tài)，該風(fēng)機(jī)葉片為球面條狀，風(fēng)機(jī)葉片數(shù)量至少兩條。
文檔編號(hào)H02N6/00GK202659422SQ201220306290
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者李易之 申請(qǐng)人:天津市晨光鳴都科技發(fā)展有限公司