专利名称：复合风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风力发电设备领域，可广泛应用于建筑、车船等众多领域的的高 效能风力发电机。
背景技术：
近年来，垂直轴风力发电机得到大力发展，新的发明不断涌现，如中国专利 ZL201020110508. 4 —种垂直轴风力发电机，该实用新型采用了第一、第二叶片，但也仅此而 已，对发电功率的提高作用极其有限。增大发电机的功率和效率，需要考虑多方面的因素， 进行全面的技术改进。
发明内容为克服现有风力发电机笨重而功率不足的缺点，本实用新型提供一种复合风力发 电机，该风力发电机体积小而功率大。本实用新型为解决上述技术难题所采取的技术方案是复合风力发电机具有圆筒 形的转子外壳、复合机芯、复合线圈、发电机机轴，以及复合风轮，其中转子外壳使用轴承安 装在机轴上，所述复合机芯在外壳圆筒体内和机轴上，复合风轮的叶片均勻固定在圆筒体 外表面上。复合机芯由多转子和多定子组合而成，每个转子和每个定子均呈圆盘形状，两两 相对，定子通过花键套装在机轴上，转子中间空心不与机轴接触而紧密套装在圆筒体的内 壁上，每个定子与转子之间留有间隙，中间使用卡环和挡圈定位。所述复合线圈即一种定子 线圈，定子线圈使用多股铜线绕制成单元线圈，将至少两个或两个以上单元线圈并接而成 复合线圈，使用热固性材料将复合线圈封固形成定子盘。所述转子的转子支架上设有取偶 数的永磁体，永磁体呈扇形平板状，并以正面N极和S极相反的极性相临安装。所述机轴上 至少设有一条花键，转子外壳通过轴承安装在机轴上，机轴的两端从转子外壳中伸出，在机 轴的两端部设有螺口。所述定子配合机轴，在定子的中心孔上，设有与花键相应的键槽，定 子的轴孔键槽对准机轴花键。所述转子外壳由开放的圆筒体和两端盖组成，在整机安装时， 首先在圆筒体上安装转子到位，放入定子挡圈和转子卡环，再将定子推入机轴到位，依次安 装所有定子和转子后，将各线圈引线汇总成引出线缆，从机轴引线孔内引出，最后使用固定 螺栓将两端盖与圆筒体紧固在一起。所述复合风轮由第一组H型风轮和第二组S型风轮组 合而成，其中H型风轮最少为三个叶片，S型风轮最少为两个叶片，所有叶片均勻安装在转 子外壳上，形成风轮_机芯一体机。所述H型风轮叶片有两种不同剖面形状，使用其中一种 翼型剖面为对称翼型，或使用另一种弧型剖面为凹面弧形。所述H型风轮叶片设有较长的 扇柄，扇柄的长度，至少是叶片剖面宽度的两倍或两倍以上，扇柄插接在圆筒体侧面的扇柄 座上。本实用新型设计了复合机芯、复合线圈以及复合风轮，在较小的体积和较小的空 间内，不但提高了功率，而且提高了效率，具有明显的积极意义。
下面，结合附图及实施例对本实用新型进一步说明。图1是本实用新型所提供的一种复合风力发电机总体结构示意图。图2是该复合风力发电机机芯构造示意图。图3是一种复合线圈引线结构示意图。图1中，5是第二风轮，4是固定螺栓，9是引出线缆，6是第一风轮，6B扇柄，100是 转子外壳，102是端盖，8是机轴，6C是扇柄座。图2、图3中，8A是引线孔，21是定子盘，21A是定子线圈，21B是线圈引线，3C是卡 环，31A是永磁体，30是转子，31是转子支架，3B是挡圈，8B是花键，101是圆筒体，20是定 子，3A是卡圈，7是轴承，8C是螺口。
具体实施方式
如图1所示，复合风力发电机具有具有圆筒形的转子外壳、复合机芯、复合线圈、 发电机机轴，以及复合风轮，外转子100使用轴承7安装在机轴8上，复合机芯在转子圆筒 体101内和机轴8上，复合风轮包括第一 H型风轮6和第二 S型风轮5，两种风轮均勻分布 在圆筒体的外表面上。如图2所示，复合机芯由多转子和多定子组合而成，每个转子30和每个定子20均 呈圆盘形状，两两相对，定子通过花键8B套装在机轴8上，转子中间空心不与机轴接触而紧 密套装在圆筒体的内壁上，每个定子与转子之间留有间隙，中间使用卡环3C和挡圈;3B定 位。复合机芯中多定子、多转子的数量，根据需要设定，在空间宽度允许而高度受限制情况 下，定子盘的直径可大些，在空间高度允许而宽度受限制情况下，一般应增加定子盘的数量 以减小其直径。如图3所示，定子线圈2IA使用多股铜线绕制成单元线圈，将至少两个和两个以上 单元线圈并接而成复合线圈，使用热固性材料将复合线圈封固形成热固定子盘21。实际上 定子20就是将复合线圈21A封固在树脂或塑料中的坚固的圆盘。复合线圈中的各单元线 圈在大小、形状完全相同情况下，使用错位叠加法并接在一起，复合线圈中的各单元线圈在 大小、形状不完全相同情况下，采用形状相同而大小依次递减，使用套装法并接在一起。两 种方法相比较，错位叠加法增加了厚度，而套装法充分利用了剩余空间且不增加厚度，效率 更高。如图2所示，转子30的转子支架31上设有取偶数的永磁体31A，永磁体呈扇形平 板状，并以正面N极和S极相反的极性相临安装。转子外壳通过轴承7安装在机轴上，机轴 从转子外壳两侧伸出，轴端套有螺口 8C，并在一端开有中心引线孔8A。机轴上至少设有一 条花键8B。在定子的中心孔上，设有与花键相应的键槽，在整机安装时，定子中心孔键槽对 准机轴花键，将定子推入机轴到位，定子挡圈上也设有键槽，定子挡圈的键槽对准花键推入 到位。在机芯与端盖之间，使用卡圈(3A)定位如图1、图2所示，复合风轮由第一组H型风轮6和第二组S型风轮5组合而成，H 型风轮最少为三个叶片，多到6个8个甚至更多，而S型风轮最少为两个叶片。H型风轮叶片 有两种不同剖面形状，使用其中一种翼型剖面为对称翼型，或使用另一种弧型剖面为凹面 弧形。具体使用翼型还是弧形，要视供风环境而定，在裸风环境中，一般使用对称翼型叶片，但在风洞式发电机的受控风环境中，根据其集中供风的特点，应使用弧形叶片效果更佳。H 型风轮叶片设有较长的扇柄6B，扇柄的长度，至少是叶片剖面宽度的两倍或两倍以上，扇柄 插接在圆筒体侧面的扇柄座6C上。所有叶片均勻安装在圆筒体上，从而形成风轮-机芯一 体机。一体机免除了传动轴和各种传动装置，机械效率大大提高。
权利要求1.一种具有定子、转子、机轴的复合风力发电机，其特征在于复合风力发电机具有圆 筒形的转子外壳(100)、复合机芯、复合线圈、发电机机轴，以及复合风轮，其中转子外壳使 用轴承(7)安装在机轴(8)上，所述复合机芯在外壳圆筒体(101)内和机轴上，复合风轮的 叶片均勻固定在圆筒体外表面上，复合机芯由多转子和多定子组合而成，每个转子(30)和 每个定子(20)均呈圆盘形状，两两相对，定子通过花键(8B)套装在机轴上，转子中间空心 不与机轴接触而紧密套装在圆筒体的内壁上，每个定子与转子之间留有间隙，中间使用卡 环(3C)和挡圈(3B)定位。
2.如权利要求1所述的复合风力发电机，其特征在于所述复合线圈即一种定子线圈， 定子线圈(21A)使用多股铜线绕制成单元线圈，将至少两个或两个以上单元线圈并接而成 复合线圈，使用热固性材料将复合线圈封固形成定子盘。
3.如权利要求1所述的复合风力发电机，其特征在于所述转子(30)的转子支架(31) 上设有取偶数的永磁体(31A)，永磁体呈扇形平板状，并以正面N极和S极相反的极性相临 安装。
4.如权利要求1所述的复合风力发电机，其特征在于所述机轴上至少设有一条花键 (8B)，转子外壳通过轴承安装在机轴上，机轴的两端从转子外壳中伸出，在机轴的两端部设 有螺口 (SC)0
5.如权利要求1所述的复合风力发电机，其特征在于所述定子配合机轴，在定子的中 心孔上，设有与花键相应的键槽，定子的轴孔键槽对准机轴花键。
6.如权利要求1所述的复合风力发电机，其特征在于所述转子外壳(100)由开放的 圆筒体(101)和两端盖(102)组成，在整机安装时，首先在圆筒体上安装转子到位，放入定 子挡圈(3C)和转子卡环(3B)，再将定子推入机轴到位，依次安装所有定子和转子后，将各 线圈引线(21B)汇总成引出线缆(9)，从机轴引线孔(8A)内引出，在机芯与端盖之间加设卡 圈(3A)，最后使用固定螺栓(4)将两端盖与圆筒体紧固在一起。
7.如权利要求1所述的复合风力发电机，其特征在于所述复合风轮由第一组H型风 轮(6)和第二组S型风轮(5)组合而成，其中H型风轮最少为三个叶片，S型风轮最少为两 个叶片，所有叶片均勻安装在转子外壳上，形成风轮_机芯一体机。
8.如权利要求7所述的复合风力发电机，其特征在于所述H型风轮叶片有两种不同 剖面形状，使用其中一种翼型剖面为对称翼型，或使用另一种弧型剖面为凹面弧形。
9.如权利要求7所述的复合风力发电机，其特征在于所述H型风轮叶片设有较长的 扇柄(6B)，扇柄的长度，至少是叶片剖面宽度的两倍或两倍以上，扇柄插接在圆筒体侧面的 扇柄座(6C)上。
专利摘要一种由定子、转子、机轴的复合风力发电机，具有圆筒形的转子外壳、复合机芯、复合线圈、发电机机轴，以及复合风轮，其中转子外壳使用轴承安装在机轴上，所述复合机芯在外壳圆筒体内和机轴上，复合风轮的叶片均匀固定在圆筒体外表面上。
文档编号F03D9/00GK201865852SQ201020629949
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者赵幼仪 申请人:赵幼仪