多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)屬于發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體來說， 是涉及一種集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)，該機(jī)器可以將水環(huán)境和大氣環(huán)境中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成 電能或?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換成機(jī)械能。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國外有多種型號的系統(tǒng)有效利用集合海洋和大氣環(huán)境中產(chǎn)生的電能。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)的搜索結(jié)果沒有公開任何專利涉及本發(fā)明的獨(dú)創(chuàng)性。以下是相關(guān)的美國 專利：
[0005] 美國專利4568836號中講述了一種將海中波能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。該裝置有浮 動(dòng)船體拋錨固定在海底，渦輪裝配有氣室，其中裝有部分液體，內(nèi)有渦輪安裝在氣室上半部 分。該渦輪可自我校正且與發(fā)電機(jī)相連結(jié)。波浪運(yùn)動(dòng)引起氣室內(nèi)液體壓縮空氣進(jìn)而來驅(qū)動(dòng) 渦輪。
[0006] 美國專利6711897B2號公開了一種在波浪運(yùn)動(dòng)中上下浮動(dòng)的浮漂和重物。波浪運(yùn) 動(dòng)驅(qū)動(dòng)與發(fā)電機(jī)相連的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0007] 美國專利6833631B2號講述了一種波浪發(fā)電機(jī)，其有細(xì)長的內(nèi)部部件豎向延伸至 水體，其較低端防止水體表面之下的豎向運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的外部浮動(dòng)部件安裝在內(nèi)部 部件長度延長線上。外部部件與內(nèi)部部件一起運(yùn)動(dòng)，且外部部件在內(nèi)部部件長度延長線上。 外部部件相對內(nèi)部部件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)影響線圈和磁鐵的相對直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電能。
[0008] 美國專利8188613B2中的結(jié)構(gòu)是所有發(fā)明中相對較合理的，但是其主要的問題在 于渦輪是直接套在電機(jī)軸上，形成了一個(gè)懸臂梁，從而導(dǎo)致了產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。眾所 周知渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的主要受力是渦輪，因此渦輪軸工作時(shí)沒有軸承，是無法穩(wěn)定工 作的，同時(shí)如果要用于水流、洋流、波浪等發(fā)電，沒有密封也是無法在水力中使用。
[0009] 對于本發(fā)明所涉及的背景目的和本領(lǐng)域的指示，可參考Atiya在美國專利 6967416B2 號專利。
[0010] 利用水環(huán)境產(chǎn)生電能的現(xiàn)有發(fā)明是利用水體由重力、波浪、洋流、潮汐和水流產(chǎn)生 的自然流動(dòng)發(fā)電，但這些水介質(zhì)的流動(dòng)速度較低時(shí)都存在一個(gè)系統(tǒng)正常工作的問題。同樣 的，風(fēng)力發(fā)電方面主要是基于風(fēng)能的動(dòng)能利用，其基本問題也是當(dāng)風(fēng)速低于2米/秒時(shí)系統(tǒng) 無法正常工作。
[0011] 以上發(fā)明由于存在一些重大缺陷或缺少實(shí)際可生產(chǎn)性，都沒能有效地推向市場。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012] 本實(shí)用新型就是為了克服上述裝置的缺點(diǎn)，進(jìn)行的系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型的 多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)，由三片或多片渦輪葉片安裝在渦輪軸上，渦輪軸通過前 軸承和后軸承固定安裝在外殼的支板上，渦輪軸上裝有密封，渦輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過加速齒輪 箱加速后帶動(dòng)轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)，定子固定在外殼的中心豎板上，空心電機(jī)軸通過電機(jī)軸承安 裝修在渦輪軸上，整個(gè)裝置以中心豎板呈左、右對稱分布，左、右渦輪葉片在工作時(shí)呈正、反 相對旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子采用永磁材料，可橫向、縱向串、并聯(lián)安裝多個(gè)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)。
[0013] 其中：所述加速齒輪箱由固定在渦輪軸上的內(nèi)齒輪帶動(dòng)支撐在支板上的二個(gè)或三 個(gè)固定軸二級齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，二級齒輪的另一個(gè)齒輪帶動(dòng)固定在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0014] 本發(fā)明的初步目標(biāo)是：生產(chǎn)一種集成型的直通裝置，利用集成渦輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋 轉(zhuǎn)，以及通過外部供電，該裝置具有電動(dòng)機(jī)的功能，不同于先前陸上和水上相近的發(fā)電機(jī)/ 電動(dòng)機(jī)裝置。
[0015] 本實(shí)用新型的一個(gè)重要的目標(biāo)是：將裝置簡化僅由一個(gè)渦輪、一個(gè)齒輪箱和發(fā)電 機(jī)/電動(dòng)機(jī)組成一個(gè)裝配緊密的集成單元體。渦輪葉片設(shè)計(jì)成僅需選擇對用的尺寸、節(jié)距 和長度構(gòu)造就即可用于水中也可用于空氣中。齒輪箱設(shè)計(jì)在沒有任何基礎(chǔ)改變下，其可降 低或提高葉片旋轉(zhuǎn)，切換發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)操作。
[0016] 本實(shí)用新型的另一個(gè)目標(biāo)是使用合適的發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)，優(yōu)先使用無刷交流型。 其定子由絕緣材料制成和繞組平行于轉(zhuǎn)子的縱軸。該裝置的四項(xiàng)基本元件包括環(huán)形定子、 環(huán)形轉(zhuǎn)子、軸承和環(huán)狀輸送帶，例如美國專利申請12002260序號中公開的無刷交流型電動(dòng) 機(jī)作為參照，必要時(shí)，使用時(shí)可不作變動(dòng)或稍加更改。
[0017] 本實(shí)用新型還有一個(gè)目標(biāo)就是高度集成為幾個(gè)簡單部裝件所組成。大大簡化生產(chǎn) 過程和節(jié)約了成本。通過下文中對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的具體介紹和結(jié)合附圖的附加說 明，可以清楚本發(fā)明的上述和其它目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。
[0018] 本實(shí)用新型的主要目標(biāo)是：改渦輪軸的懸臂梁為簡支梁結(jié)構(gòu)，增加兩個(gè)軸承，增加 一個(gè)密封裝置，以保證其在水中能有效和穩(wěn)定的工作。
[0019] 具體實(shí)施方案：由渦輪帶動(dòng)齒輪集成增速機(jī)構(gòu)，由2~3級齒輪增速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)內(nèi) /外轉(zhuǎn)子發(fā)電/電動(dòng)，渦輪呈前后對稱分布，前后渦輪及軸轉(zhuǎn)向相反，為了適用于水中，結(jié)構(gòu) 尺寸可能做成空心，可在水中作任意沉浮，兩個(gè)渦輪軸加設(shè)密封裝置，且呈簡支梁結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0020] 圖1是多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子主結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖中：1渦輪，2轉(zhuǎn)子，3定子，4外殼，5加速齒輪箱，6前軸承，7密封，8渦輪軸，9后 軸承，10支板，11中心、豎板，12電機(jī)軸，13電機(jī)軸承。
[0022] 圖2是圖1中加速齒輪箱部份的局部放大圖。
[0023] 圖中，5加速齒輪箱，5-1內(nèi)齒輪，5-2二級齒輪，5-3轉(zhuǎn)子齒輪。
[0024] 圖3是外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子的多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的主結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖中：1渦輪，2轉(zhuǎn)子，3定子，4外殼，5加速齒輪集成箱，6前軸承，7密封，8渦輪 軸，9后軸承，10支板，11中心豎板，12電機(jī)軸，13電機(jī)軸承。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 如圖1所示實(shí)施例，為本發(fā)明的多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的主結(jié)構(gòu)示意圖。 圖示為內(nèi)轉(zhuǎn)子_外定子結(jié)構(gòu)。
[0027] 三片或多片渦輪葉片1安裝在渦輪軸8上，渦輪軸8通過前軸承6和后軸承9固 定安裝在外殼4的支板10上，渦輪軸8上裝有密封7,渦輪軸8的轉(zhuǎn)動(dòng)通過加速齒輪箱5加 速后帶動(dòng)轉(zhuǎn)子2高速轉(zhuǎn)動(dòng)，定子3固定在外殼4的中心豎板11上，空心電機(jī)軸12通過電機(jī) 軸承13安裝修在渦輪軸8上，整個(gè)裝置以中心豎板成左、右對稱分布，左、右渦輪葉片在工 作時(shí)呈正反相對旋轉(zhuǎn)。為了提高發(fā)電能力，本專利的轉(zhuǎn)子采用永磁性材料，結(jié)構(gòu)緊湊?？?橫向、縱向，串、并聯(lián)安裝多個(gè)發(fā)電機(jī)。
[0028] 所述的多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)的加速齒輪箱5,由固定在渦輪軸8上的內(nèi) 齒輪5-1帶動(dòng)支撐在支板10上的二個(gè)或三個(gè)固定軸二級齒輪5-2轉(zhuǎn)動(dòng)，二級齒輪5-2的另 一個(gè)同軸齒輪帶動(dòng)固定在轉(zhuǎn)子2上的轉(zhuǎn)子齒輪5-3高速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0029] 這里的加速齒輪箱5,在圖1中用指示框標(biāo)示出其大致結(jié)構(gòu)范圍，所示的結(jié)構(gòu)僅為 最簡單的一種結(jié)構(gòu)，圖中僅為二級增速，具體的結(jié)構(gòu)可能是三級或更多級。
[0030] 本專利的實(shí)施例子僅以內(nèi)轉(zhuǎn)子-外定子為實(shí)例，所述結(jié)構(gòu)不難推到外定子-內(nèi)轉(zhuǎn) 子的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，這種結(jié)構(gòu)主要是用于風(fēng)力發(fā)電/電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)然用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)時(shí)， 通常不裝密封7。
[0031] 本專利的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高，使用場地靈活，可以用于水力，也可以用于 風(fēng)力發(fā)電。同時(shí)本裝置通電后也可以作為這些水力、風(fēng)力用的電動(dòng)機(jī)。只是作電動(dòng)機(jī)時(shí)只 用其一半結(jié)構(gòu)，而不用左、右渦輪，但要從外殼上增加安裝支架，這也十分方便。
[0032] 總之，本實(shí)用新型的多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)其特征在于：裝置如附圖1所 示，由三片或多片渦輪葉片1安裝在渦輪軸8上，渦輪軸8通過前軸承6和后軸承9固定安 裝在外殼4的支板10上，渦輪軸8上裝有密封7,渦輪軸8的轉(zhuǎn)動(dòng)通過加速齒輪集成箱5加 速后帶動(dòng)轉(zhuǎn)子2高速轉(zhuǎn)動(dòng)，定子3固定在外殼4的中心豎板11上，空心電機(jī)軸12通過電機(jī) 軸承13安裝修在渦輪軸8上，整個(gè)裝置以中心豎板11呈左、右對稱分布，左、右渦輪葉片在 工作時(shí)呈正、反相對旋轉(zhuǎn)。使用風(fēng)力葉片即能用于風(fēng)力發(fā)電，為了提高發(fā)電能力，本專利的 轉(zhuǎn)采用永磁性材料，結(jié)構(gòu)緊湊，可橫向、縱向，串、并聯(lián)安裝多個(gè)發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)。
[0033] 所述的加速齒輪箱5,其特征在于：加速齒輪箱5如附圖2所示，是由固定在渦輪 軸8上的內(nèi)齒輪5-1帶動(dòng)支撐在支板10上的二個(gè)或三個(gè)固定軸二級齒輪5-2轉(zhuǎn)動(dòng)，二級齒 輪5-2的另一個(gè)同軸齒輪帶動(dòng)固定在轉(zhuǎn)子2上的轉(zhuǎn)子齒輪5-3高速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0034]本專利的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高，使用場地靈活，可以用于水力，也可以用于 風(fēng)力發(fā)電。同時(shí)本裝置通電后也可以作為這些水力、風(fēng)力用的電動(dòng)機(jī)。只是作電動(dòng)機(jī)時(shí)也 可只用其一半結(jié)構(gòu)，而不用左、右渦輪，但要從外殼上增加安裝支架，這也十分方便。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)，其特征在于：由三片或多片渦輪葉片（I)安裝 在渦輪軸（8)上，渦輪軸（8)通過前軸承（6)和后軸承（9)固定安裝在外殼（4)的支板（10) 上，渦輪軸（8 )上裝有密封（7 )，渦輪軸（8 )的轉(zhuǎn)動(dòng)通過加速齒輪箱（5 )加速后帶動(dòng)轉(zhuǎn)子（2 ) 高速轉(zhuǎn)動(dòng)，定子（3)固定在外殼（4)的中心豎板（11)上，空心電機(jī)軸（12)通過電機(jī)軸承（13) 安裝修在渦輪軸（8 )上，整個(gè)裝置以中心豎板（11)呈左、右對稱分布，左、右渦輪葉片在工 作時(shí)呈正、反相對旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)子（2)采用永磁材料，可橫向、縱向串、并聯(lián)安裝多個(gè)發(fā)電機(jī) /電動(dòng)機(jī)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)，其特征在于：所述加速齒 輪箱（5 )由固定在渦輪軸（8 )上的內(nèi)齒輪（5-1)帶動(dòng)支撐在支板（10 )上的二個(gè)或三個(gè)固定 軸二級齒輪（5-2)轉(zhuǎn)動(dòng)，二級齒輪（5-2)的另一個(gè)齒輪帶動(dòng)固定在轉(zhuǎn)子（2)上的轉(zhuǎn)子齒輪 (5-3)轉(zhuǎn)動(dòng)。
【專利摘要】一種多用途集成渦輪發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)由三片或多片渦輪葉片安裝在渦輪軸上，再通過前軸承固定安裝在外殼支板上，軸上裝有密封，軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過加速齒輪集成箱加速后帶動(dòng)轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)，定子固定在外殼的中心豎板上，裝置以中心豎板呈左、右對稱分布，左、右渦輪葉片在工作時(shí)呈正、反相對旋轉(zhuǎn)，利用海浪、海流、潮汐、河水及溪流和風(fēng)力發(fā)電，優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高，使用場地靈活，可以用于水力、風(fēng)力發(fā)電/電動(dòng)。
【IPC分類】F03D9/00, F03B13/00
【公開號】CN204646522
【申請?zhí)枴緾N201420690411
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】謝宛芝
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2014年11月18日