专利名称：一种利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机的制作方法
技术领域：
本发明属于能源技术领域，涉及一种风力发电设备，具体涉及一种利用 自然风暨可再生风驱动的风力发电机。
技术背景随着国民经济的迅猛发展，能源短缺己经成为一个日趋严重的问题，风 能开发、发展风力发电是当前能源工程一项值得倍加关注的研究课题，而 现有风力发电系统离不开风车叶轮带动发电机转子运转发电，由于风车结构 的原因，在风力较小的情况时，由于风车叶轮转动力矩小，加上设备运转消 耗和摩擦阻力，使得发电能力受到了限制，风力发电及其开发应用受到严重 阻碍，因此用于能源开发的风力发电项目相对只适合于在多风和高风速地区 投入进行，对于少风和无风地区，采用风力发电用于能源开发就成为一种幻 想或奢望。 发明内容本发明的目的是提供一种利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机，采 用自然风力和高压风机再生风力装置作为动力源，将发电机两端的主轴与上 下自然风力驱动和高压风机再生风力驱动装置设置安装在同一根输出轴上， 无论在有风或无风的情况下，都可以使其中的一套驱动装置转动，从而带动 发电机转子运转发电，而使其带动发电机转子运转发电，高压风机再生风力 装置上设置安的磁悬浮驱动系统使再生风力驱动装置消除了重力，处于磁悬上的磁铁相互间产生的磁切割力和磁偶合力使输出轴 的转动力矩得到有效地激增，设备运转消耗和摩擦阻力陡降，风力发电机设 置的变频调速系统确保了风力发电设备稳定运转，提供设备本身消耗的功率 只占其产生的巨大的功率10%以下，在无风季节，只需在启动设备时提供少 量的启动电流，就可带动整个设备投入运转进行发电，而发出电的90%以上 都可作为其它设备的动力源，由此解决了少风和无风地区采用风力发电存在的风能问题。本发明所采用的技术方案是， 一种利用自然风暨可再生风驱动的风力发 电机，包括立式风筒和设置安装在风筒中部第四节的发电机，在第四节发电 机转子的两端通过限速连接器连接上下两组发电机驱动装置，所述的下端发 电机驱动装置包括设置在第一节支架上的强力再生风力驱动装置、多通道 再生风力主动力系统和涡流叶轮驱动装置、设置在第二节支架上的多通道再 生风力主动力系统、单、双通道再生风力系统和涡流叶轮、设置在第三节支 架上的多通道再生风力主动力系统与单、双通道再生风力系统，以及装在各 级再生风力系统上的磁悬浮驱动器；所述的上端发电机驱动装置包括设置 在第五节支架上的多通道再生风力主动力系统与单、双通道再生风力系统和 涡流叶轮驱动装置；设置在第六节支架上的多通道再生风力主动力系统、涡 流叶轮，以及装在各节再生风力系统上的磁悬浮驱动器。本发明所述的利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机，其特征还在于，所述的第一节强力再生风力驱动装置，是由均匀设置在同一支架平面的 多个强力风机的整体组成。所述的多通道再生风力主动力系统由三组以上多个高压风机通过风道与风轮连接组成的多通道再生风力驱动装置，所述的各高压风机输出端口与 风轮连接的风道成等角度切线设置。所述的单、双通道再生风力系统由一个高压风机通过风道与风轮连接形 成的单通道再生风力驱动装置装置，所述的该高压风机输出端口与风轮连接 的风道成切线设置。所述的涡流叶轮驱动装置是由多个均匀设置在同一支架上的接有风管 的高压风机组成。.所述的磁悬浮驱动器由上下两组、内外层磁悬浮驱动轮盘组成，内外层 磁悬浮驱动轮盘之间的平面上均匀设置一层正负极交错并相间排列的稀土 永磁磁铁。所述的多通道再生风力主动力系统磁悬浮驱动器内层磁悬浮驱动轮盘 分别与风轮两端面固定连接，通过传动键带动传动轴，两外侧的磁悬浮驱动 轮盘套装在传动轴上固定在支架上。所述的单、双通道再生风力恒动力系统磁悬浮驱动器内层磁悬浮驱动轮 盘分别装在风轮轴套两端，与风轮连接，两外侧的磁悬浮驱动轮盘套装在传 动轴上并通过传动键带动传动轴。所述的上下两组发电机驱动装置中还设有调速变频系统，调速变频系统 与多通道再生风力主动力系统和单、双通道再生风力系统的高压风机电路连 接，通过变频调正高压风机转速。所述的调速变频系统还与磁悬浮驱动系统设有的速度传感器连接。本发明的有益效果是，由于本发明采用自然风力和高压风机再生风力装 置共同作为动力源，将发电机两端的主轴与上下自然风力驱动和高压风机再 生风力驱动装置设置安装在同一根输出轴上，无论是在有风或无风的情况下，都可以使其中的一套驱动装置转动，从而带动发电机转子运转发电，而 高压风机再生风力装置上设置安装的磁悬浮驱动系统使再生风力驱动装置 消除了重力，处于磁悬浮状态，磁悬浮驱动器上的磁铁相互间产生的磁切割 力和磁偶合力使输出轴的转动力矩得到有效地激增，设备运转消耗和摩擦阻 力陡降，风力发电机设置的变频调速系统确保了风力发电设备稳定运转，提 供设备本身消耗的功率只占其产生的巨大的功率10%以下，在无风季节，只 需在启动设备时提供少量的启动电流，就可带动整个设备投入运转进行发 电，而发出电的90°/。以上都可作为其它设备的动力源，由此解决了少风和无 风地区采用风力发电存在的风能问题。本发明利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机，节省能源，无环污染， 尤其适合于少风和无风地区作为风力发电机的原动机，设备投资少，造价低， 应用广泛，具有替代原风力发电机的趋势，值得大力开发推广应用。
图1是本发明利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机结构示意图；图2是本发明利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机结构布置图；图3是本发明风力发电机第一节示意图；图4是本发明风力发电机第二节示意图；图5是本发明风力发电机第三节示意图；图6是本发明风力发电机第四节示意图；图7是本发明风力发电机第五节示意图；图8是本发明风力发电机第六节示意图；图9是本发明磁悬浮驱动器结构示意图；图IO是本发明多通道再生风力主动力系统示意图；图11是本发明单、双通道再生风力系统示意图；图12是本发明双通道再生风力系统示意图。图中，l.立式风筒，2.发电机，3.限速连接器，4.支架，5.强力再生风 力驱动装置，6.多通道再生风力主动力系统，7.涡流叶轮驱动装置，8.单、 双通道再生风力系统，9.涡流叶轮，IO.磁悬浮驱动器，ll.强力风机，12. 高压风机，13.风道，14.风轮，15.内层磁悬浮轮盘，16.外层磁悬浮轮盘， 17.稀土永磁磁铁，18.传动轴，19.传动健，20.锥形顶盖。A:第一节，B:第二节，C:第三节，D:第四节，E:第五节，F:第 八"P 。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。 本发明是一种利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机，如图1和2所 示，包括立式风筒1和设置安装在风筒中部第四节的发电机2，在图中所示 第四节发电机2转子的两端通过限速连接器3连接上下两组发电机驱动装 置，下端发电机驱动装置包括设置在第一节支架4上的强力再生风力驱动 装置5、多通道再生风力主动力系统6和涡流叶轮驱动装置7、设置在第二 节支架4上的多通道再生风力主动力系统6、单、双通道再生风力系统8和 涡流叶轮9、设置在第三节支架4上的多通道再生风力主动力系统6与单、 双通道再生风力系统8，以及装在各级再生风力系统上的磁悬浮驱动器10; 图1中所示的上端发电机驱动装置包括设置在第五节支架4上的多通道再 生风力主动力系统6与单、双通道再生风力系统8和涡流叶轮驱动装置7; 设置在第六节支架4上的多通道再生风力主动力系统6、涡流叶轮9，以及 装在各节再生风力系统上的磁悬浮驱动器10。由于本发明采用自然风力涡流叶轮9、强力风机11和高压风机12共同 作发电机的动力源，将发电机两端的主轴与上下自然风力驱动和高压风机再 生风力驱动装置设置安装在同一根输出轴上，无论是在有风情况下，通过捕 风能力好的涡流叶轮9用自然风力驱动传动轴18转动，或是在无风状态下接给各强力风机11和高压风机12接通电源，用再生风力使强力再生风力驱 动装置5、多通道再生风力主动力系统6、涡流叶轮驱动装置7和单、双通 道再生风力系统8运行驱动传动轴18转动，其中的一套驱动装置都可以驱 动发电机2主轴转动，从而带动发电机转子运转发电。本发明第一节强力再生风力驱动装置5，如图3所示，是由均匀设置在 同一支架平面的多个强力风机11的整体组成。本发明的多通道再生风力主动力系统6，如图10所示，由两组以上多个 高压风机12通过风道13与风轮14连接组成的多通道再生风力驱动装置， 各高压风机12输出端口与风轮14连接的风道13成等角度切线设置；单、双通道再生风力系统8如图11所示，由一个高压风机12通过风道 13与风轮14连接形成的单通道再生风力驱动装置装置，所述的该高压风机 12输出端口与风轮14连接的风道13成切线设置。本发明所述的涡流叶轮驱动装置7，如图3所示，是由多个均匀设置在 同一支架上的接有风管20的高压风机12组成。.如图3所示，从第一节开始，强力再生风力驱动装置5强大的风力由立 式风筒1的最底部向上送风，强大的风力随涡流叶轮驱动装置7风管20中 高压风机12吹出的高压风都吹向第二节的涡流叶轮9让其转动；第一节、 第二节和第三节的由于在风轮14的两端装有磁悬浮驱动器10，如图4、 5 所示，所述的磁悬浮驱动器10由上下两组、内外层磁悬浮驱动轮盘15、 1616之间的平面上均匀设置一层正负极交 错并相间排列的稀土永磁磁铁17，所述的磁悬浮驱动器10内层磁悬浮驱动轮盘15分别装在风轮14轴套两端，与风轮14固定连接也快速运转，由于 磁悬浮原理，内外层磁悬浮驱动轮盘15、 16之间平面上均匀设置的稀土永 磁磁铁17，由于正负极交错并相间排列因而产生排斥，将两内层磁悬浮驱动 轮盘15之间的快速转动风轮14和各再生风力驱动装置处于磁悬浮状态，使 再生风力驱动装置消除了重力，同时由于内层磁悬浮驱动轮盘15的旋转， 磁悬浮驱动器IO外层磁悬浮驱动轮盘16在磁铁相互间产生的磁切割力和磁 偶合力的作用下使输出轴的转动力矩得到了激增，转速也大大提高，套装在 传动轴18上的两外侧磁悬浮驱动轮盘16通过传动键19带动传动轴18转动， 并通过连接的限速连接器3驱动第四节安装的发电机运转，如图1和图6所 示。在发电机2上面的第五节和第六节的支架4上，如图7、 8所示也同样 分别设置多通道再生风力主动力系统6、单、双通道再生风力系统8、涡流 叶轮驱动装置7和涡流叶轮9，其中涡流叶轮9就有涡流叶轮驱动装置7风 管20中高压风机12吹出的高压风、下面各再生风力系统由风轮14中心向 上排出的向上风、以及锥形顶盖21下涡流叶轮9四周的自然风力都使涡流 叶轮9飞快转动；第五节和第六节的支架4上设置多通道再生风力主动力系 统6、单、双通道再生风力系统8同上述第二节、第三节一样，多通道再生 风力主动力系统6和单、双通道再生风力系统8成等角度切线设置的风道13 中高压风机12产生的巨大风力推动设置的这些再生风力系统中风轮14快速 运转。作为主动力，如图IO所示，多通道再生风力主动力系统磁悬浮驱动器10内层磁悬浮驱动轮盘15分别与风轮14两端面固定连接，通过传动键19
带动传动轴18，两外侧的磁悬浮驱动轮盘16套装在传动轴18上固定在支架 4上。由于磁悬浮原理，磁悬浮驱动器IO内外层磁悬浮驱动轮盘15、 16之 间平面上均匀设置的稀土永磁磁铁17，由于正负极交错并相间排列因而产生 排斥，将两内层磁悬浮驱动轮盘15之间的快速转动风轮14磁悬浮在两外层 磁悬浮驱动轮盘16之间，使其在消除了重力的状态下通过传动键19带动传 动轴18飞快转动。由于内层磁悬浮驱动轮盘15的旋转，与外层磁悬浮驱动 轮盘16在磁铁相互间产生的磁切割力和偶合力矩的驱动下使输出轴的转动 力矩也得到了激增，转速也大大提高，套装在传动轴18上的快速转动风轮 14由传动键19将所有转动力矩传递到传动轴18上带动其转动，并通过图6 所示下面连接的限速连接器3驱动第四节安装的发电机2运转。
同样，作为恒动力，如图11、 12所示，单、双通道再生风力恒动力系 统磁悬浮驱动器10内层磁悬浮驱动轮盘15分别装在风轮14轴套两端，与 风轮14连接，两外侧的磁悬浮驱动轮盘16套装在传动轴18上并通过传动 键19带动传动轴18。由于磁悬浮原理，磁悬浮驱动器10内外层磁悬浮驱动 轮盘15、 16之间平面上均匀设置的稀土永磁磁铁17，由于正负极交错并相 间排列因而产生排斥，产生了磁悬浮，使内层磁悬浮驱动轮盘15在消除了 重力的状态下通过飞快转动，由于内层磁悬浮驱动轮盘15的旋转，在磁铁 相互间产生的磁切割力和偶合力矩的驱动下，外层磁悬浮驱动轮盘16也随 着内层磁悬浮驱动轮盘15的飞快旋转，飞快转动的外层磁悬浮驱动轮盘16 通过传动键19将其转动力矩传递到传动轴18上带动其转动，也通过图6所 示连接的限速连接器3驱动第四节安装的发电机2运转。
由于单、双通道再生风力恒动力系统8分别由一个或两个对称设置的再生风力装置组成，连在风道14上的高压风机12吹入的强风所产生的转动力 矩都经过轴心，稳定性相对好，因对于多通道再生风力主动力系统6使动力 输出主轴2产生振动就起到了稳定作用，
由于本发明采用自然风力和高压风机再生风力装置共同作为动力源，将
发电机2两端的主轴与上下自然风力驱动和高压风机再生风力驱动装置设置 的传动轴18通过限速连接器3连接，在磁悬浮的作用下，发电机2两端的 输入转动力矩，使发电机2拥有了巨大的动力源，无论是在有风或无风的情 况下，自然风力和高压风机再生风力驱动装置都可以使其中的一套驱动装置 运转，从而带动发电机2的转子运转发电，而高压风机各级再生风力装置上 设置安装的磁悬浮驱动系统使再生风力驱动装置消除了重力，处于磁悬浮状 态，磁悬浮驱动器10上的磁铁17相互间产生的磁切割力和磁偶合力矩使输 出轴的转动力矩得到成倍地激增，设备运转消耗和摩擦阻力陡降，提供设备 本身消耗的功率只占其产生的巨大的功率10%以下，在无风季节，只需在启 动设备时提供少量的启动电流，就可带动整个设备投入运转进行发电，而发 出电的90%以上都可作为其它设备的动力源，
本发明利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机的上下两组发电机驱 动装置中还设有调速变频系统，调速变频系统与多通道再生风力主动力系统 6和单、双通道再生风力系统8的各高压风机12电路连接，通过变频调正电 流来实现调整高压风机12转速及风力的大小，均衡各系统的转动力矩和转 速的一致性，保持传动轴18的稳定和发电机运行的平稳，本发明所述的调 速变频系统还与磁悬浮驱动系统10设有的速度传感器连接，通过设有的速 度传感器的信号来自动控制变频调速系统操作运行，确保了风力发电设备运 转正常以及并网使用。本发明利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机，节省能源，无环污染， 尤其适合于少风和无风地区作为风力发电机的原动机，设备投资少，造价低， 应用广泛，具有替代原风力发电机的趋势，值得大力开发推广应用。
上述实施方式只是本发明的一个实例，不是用来限制本发明的实施与权 利范围，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修 饰，均应包括在本发明申请专利范围内。
权利要求
1、一种利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机，包括立式风筒(1)和设置安装在风筒中部第四节的发电机(2)，其特征在于，在第四节发电机(2)转子的两端通过限速连接器(3)连接上下两组发电机驱动装置，所述的下端发电机驱动装置包括设置在第一节支架(4)上的强力再生风力驱动装置(5)、多通道再生风力主动力系统(6)和涡流叶轮驱动装置(7)、设置在第二节支架(4)上的多通道再生风力主动力系统(6)、单、双通道再生风力系统(8)和涡流叶轮(9)、设置在第三节支架(4)上的多通道再生风力主动力系统(6)与单、双通道再生风力系统(8)，以及装在各级再生风力系统上的磁悬浮驱动器(10)；所述的上端发电机驱动装置包括设置在第五节支架(4)上的多通道再生风力主动力系统(6)与单、双通道再生风力系统(8)和涡流叶轮驱动装置(7)；设置在第六节支架(4)上的多通道再生风力主动力系统(6)、涡流叶轮(9)，以及装在各节再生风力系统上的磁悬浮驱动器(10)。
2、 根据权利要求1所述的利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机， 其特征在于，所述的第一节强力再生风力驱动装置(5)，是由均匀设置在同 一支架平面的多个强力风机(11)的整体组成。
3、 根据权利要求1所述的利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机， 其特征在于，所述的多通道再生风力主动力系统(6)由三个以上个高压风 机(12)通过风道(13)与风轮(14)连接组成的多通道再生风力驱动装置， 所述的各高压风机(12)输出端口与风轮(14)连接的风道(13)成等角度 切线设置。
4、 根据权利要求1所述的利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机， 其特征在于，所述的单、双通道再生风力恒动力系统(8)由一个或两个高 压风机(12)通过风道(13)与风轮(14)连接形成的单、双通道再生风力驱动装置装置，所述的该高压风机(12)输出端口与风轮(14)连接的风道 (13)成切线设置。
5、 根据权利要求1所述的利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机， 其特征在于，所述的涡流叶轮驱动装置(7)是由多个均匀设置在同一支架 上的接有风管的高压风机(12)组成。.
6、 根据权利要求1所述的利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机， 其特征在于，所述的磁悬浮驱动器(10)由上下两组、内外层磁悬浮驱动轮 盘(15)、 (16)组成，内外层磁悬浮驱动轮盘(15)、 (16)之间的平面上均 匀设置一层正负极交错并相间排列的稀土永磁磁铁(17)。
7、 根据权利要求1和6所述的利用自然风暨可再生风驱动的风力发电 机，其特征在于，所述的多通道再生风力主动力系统(6)的磁悬浮驱动器(10)内层磁悬浮驱动轮盘(15)分别与风轮(14)两端面固定连接，通过 传动键(19)带动传动轴(18)，两外侧的磁悬浮驱动轮盘(16)套装在传 动轴(18)上固定在支架4上。
8、 根据权利要求1和6所述的利用自然风暨可再生风驱动的风力发电 机，其特征在于，所述的单、双通道再生风力恒动力系统(8)的磁悬浮驱 动器(10)内层磁悬浮驱动轮盘(15)分别装在风轮(14)轴套两端，与风 轮(14)连接，两外侧的磁悬浮驱动轮盘(16)套装在传动轴(18)上并通 过传动键(19)带动传动轴(18)。
9、 根据权利要求1所述的利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机，其特征在于，所述的上下两组发电机驱动装置中还设有调速变频系统，调速 变频系统与多通道再生风力主动力系统(6)和单、双通道再生风力系统(8) 的高压风机(12)电路连接，通过变频调正高压风机(12)转速。
10、根据权利要求1和7所述的利用自然风暨可再生风驱动的风力发电 机，其特征在于，所述的调速变频系统还与磁悬浮驱动系统(10)设有的速度传感器连接。
全文摘要
本发明提供了一种利用自然风暨可再生风驱动的风力发电机，采用自然风力和高压风机再生风力作为动力源，将发电机两端的主轴与上下自然风力驱动和高压风机再生风力驱动装置设置安装在同一根输出轴上，无论在有风或无风的情况下，都可以使其中的一套驱动装置运转，从而带动发电机转子转动发电。高压风机再生风力装置上设置的磁悬浮驱动系统使再生风力驱动装置处于磁悬浮状态消除了重力运转轻快，磁悬浮驱动器的磁铁相互间产生的磁切割力和偶合力矩使输出轴的转动力矩得到成倍地激增，无风季节只需启动设备时提供少量的启动电流，就可带动整个设备投入运转进行发电，非常适合少风和无风地区作为风力发电机的原动机，设备投资少，推广应用价值巨大。
文档编号F03D9/00GK101614190SQ20091014779
公开日2009年12月30日 申请日期2009年6月22日 优先权日2009年6月22日
发明者许纯权 申请人:东莞市金鑫智能机械设备有限公司