一种中空磨盘发电设备的制作方法

[0001]
本实用新型属于发电设备技术领域，具体为一种中空磨盘发电设备。


背景技术：

[0002]
风是一种潜力很大的清洁可再生能源，其蕴量巨大，越来越受到世界各国的重视，利用风力发电可以减少环境污染，节省煤炭、石油等常规的能源。
[0003]
现阶段对风能的利用方式主要是利用风力发电设备将风能转换为电能。随着大功率风力发电机的出现以及大规模风力发电场的建设，风能的利用正逐步商业化，风能商业化的一种基本途径是将风电并入市政电网中，由于风场的风是不稳定的，时有时无，忽大忽小，这样所产生的电能是无法进网的，因此，现有的风力发电设备安装有储能装置等，以得到稳定的转动输出。
[0004]
然而在实践中，所获得的电能质量仍然不能令人满意，成本高，产能低，而且增加储能装置价格贵，进一步加大了风力发电设备的成本及风场的运营成本，因此亟需研发出一种新的发电设备。


技术实现要素：

[0005]
为了解决上述背景技术中的问题，本实用新型提供一种中空磨盘发电设备，该发电设备架设在空中，通过风轮叶片的运动发电，且该设备的成本低，产能高，发电机发出的电可部分供电动机使用，另一部分通过变压器输送至电网，该发电设备可以实现风轮叶片的不停歇运转，产生源源不断的电能。
[0006]
本实用新型采用以下技术方案：一种中空磨盘发电设备，包括底座、固定设置在底座上的电动机、与电动机转动连接的磨盘、以及固定在磨盘上的若干发电装置，其中：
[0007]
磨盘的下端面设有磨盘支架，磨盘支架与底座固定连接，磨盘支架的上端面周向设有滚动件，磨盘滚动连接在滚动件上；
[0008]
电动机上设有电机轴，电机轴通过第一滚动轴承与磨盘转动连接，第一滚动轴承位于磨盘的中心。
[0009]
进一步的，第一滚动轴承为交叉滚子轴承。
[0010]
进一步的，发电装置周向阵列在磨盘的上端面，发电装置包括发电机、以及与发电机转动连接的风轮叶片。
[0011]
进一步的，发电装置通过固定平台与磨盘连接，固定平台垂直设置在磨盘的上端面，发电装置固定设置在固定平台的上端面。
[0012]
进一步的，磨盘上端面的中心设有连接架，连接架通过第二滚动轴承与中心钢管连接，中心钢管向上延伸，中心钢管的顶端设有连接盘，连接盘上周向连接有至少一个线管，线管与中心钢管连通，中心钢管和线管均高于风轮叶片。
[0013]
进一步的，发电机上设有电缆线，电缆线依次穿过中心钢管和线管与变压器电连接，变压器通过电源线分别与电动机和电网电连接。
[0014]
进一步的，磨盘的外围设有防护架，防护架的上方设有活动雨棚，发电装置位于活动雨棚内。
[0015]
进一步的，电动机为高速电机，发电机为低速电机，电动机的转速是发电机转速的4-7倍。
[0016]
进一步的，发电设备上设有安全系统、控制系统以及监视系统。
[0017]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
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(1)本实用新型的中空磨盘发电设备结构简单，在风力较小的情况下，通过底座上的电动机带动磨盘快速旋转，制造高强空气流，形成激流，固定在磨盘上的发电装置与空气激流相互作用，转变为速度，使发电装置上的风轮叶片高速运转，并通过发电机产生电能；在风力较大的情况下，由风力驱动风轮叶片高速运转，通过发电机产生电能。
[0019]
(2)本实用新型的中空磨盘发电设备结构简单，可架设在山上、房屋顶上、水上、工厂等位置，设备成本较低，产能高，发电机发出的电能可通过电缆线与变压器连接，一部分电能供电动机带动磨盘转动，另一部分输送至电网，从而可以实现风轮叶片常年不停歇运转。
[0020]
(3)本实用新型的中空磨盘发电设备设有活动雨棚、安全系统、控制系统和监视系统，有防雷雨、防大风等功能，不易受外界环境的影响，实现低消耗和高产能的目的。
[0021]
(4)本实用新型的中空磨盘发电设备是一个高定位自动化旋转发电设备，具有低成本优势，发电功率大，且零污染、零排放，具有较高的推广价值。
附图说明
[0022]
为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0023]
图1为本实用新型中空磨盘发电设备的整体结构图；
[0024]
图2为本实用新型中空磨盘发电设备的底座与磨盘支架安装结构图；
[0025]
图3为本实用新型中空磨盘发电设备的发电装置和固定平台安装结构图；
[0026]
图4为本实用新型中空磨盘发电设备的磨盘的第一滚动轴承和滚动件平面图；
[0027]
其中，1-底座，11-安装架，2-电动机，21-第一滚动轴承，3-磨盘，4-发电装置，41-发电机，42-风轮叶片，5-磨盘支架，51-支脚，52-磨盘支撑盘， 53-滚动件，6-固定平台，61-支撑杆，62-底盘，7-连接架，8-第二滚动轴承， 9-中心钢管，10-线管。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0029]
如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型提供一种中空磨盘发电设备，包括底座1、固定设置在底座1上的电动机2、与电动机2转动连接的磨盘3、以及固定在磨盘3上的发电装
置4，其中：底座1由空心钢管制作而成，空心钢管内设有电动机2的安装架11，电动机2安装在安装架11上，且电动机2位于空心钢管的正中心，本实施例对底座1的尺寸不做限定，本领域技术人员可根据该发电设备的使用工况及使用环境进行尺寸设计，一般情况下，该空心钢管的直径为200m-500m，空心钢管的高度为20m-300m；本实施例的磨盘3位于底座1的上端面，且与电动机2转动连接，优选的，磨盘3为圆形磨盘，且磨盘3 与底座1同轴设置。
[0030]
具体的，本实施例磨盘3的下端面设有磨盘支架5，磨盘支架5与底座1固定连接，磨盘支架5包括与底座1固定连接的支脚51和固定在支脚51上方的磨盘支撑盘52，且磨盘支撑盘52的直径大于底座1的直径，用于支撑大直径的磨盘3，使磨盘3下端面各部分的受力均匀，磨盘支撑盘52的上端面周向设有滚动件53，磨盘3滚动连接在滚动件53上，滚动件53一方面用于支撑磨盘3，另一方面给磨盘3的旋转提供一个滑道，使磨盘3稳定的在磨盘支架5上转动；本实施例的电动机2上设有电机轴，电机轴通过第一滚动轴承21与磨盘3转动连接，第一滚动轴承21位于磨盘3的中心，磨盘3的中心开设有中心孔，且第一滚动轴承21的内圈与电机轴连接，第一滚动轴承21的外圈与磨盘3的中心孔连接，滚动件53沿磨盘支撑盘的上端面周向布置。本实施例通过第一滚动轴承21与滚动件53的共同作用，牢牢托住磨盘3转动，使磨盘3在空中运转平稳，达到安全发电的目的。
[0031]
优选的，周向布置的若干个滚动件53可选为推力轴承，通过推力轴承带动磨盘旋转。
[0032]
优选的，第一滚动轴承21为交叉滚子轴承，交叉滚子轴承中的滚子呈90
°
交错排列，并且滚子的直径略大于轴承内圈与外圈间的滚道尺寸，使得交叉滚子轴承的内外圈之间存在顶紧力，进而使得由交叉滚子轴承支撑的磨盘可以受径向、轴向等力矩的作用，使磨盘旋转更顺滑。
[0033]
具体的，本实施例的发电装置4周向阵列在磨盘3的上端面，发电装置4 包括发电机41、以及与发电机41转动连接的风轮机，风轮机上环向设有若干个风轮叶片42，发电机41通过风轮高压风阻强行驱动发电。本发明通过底座1上的电动机2带动磨盘3快速旋转，制造高强空气流，形成激流，固定在磨盘3 上的风轮叶片42在磨盘3的带动下也高速运转，风轮叶片42运转的速度通过发电机41产生电能，风轮叶片42在运转的过程中将势能转化为推动风轮叶片 42运转的动能，风轮叶片42固定在风轮机上，风轮机的转轴与发电机41的转子轴心连接，带动发电机41转子旋转并在转动过程中切割发电机41定子磁力线圈，利用电磁感应原理，在发电机41线圈中产生高压电，再经过电缆线将电力输送至变压器中，由变压器输送至电网或者输送至电动机2中进行蓄电。可以知道，本发明风轮叶片42的结构不同，所产生的电能是不同的，本领域技术人员可根据所需要的发电功率进行特殊设计，都属于本发明的保护范围。
[0034]
具体的，本实施例的发电装置4通过固定平台6与磨盘3连接，固定平台6 垂直设置在磨盘3的上端面，发电装置4固定设置在固定平台6的上端面。本实施例的固定平台6周向阵列布置在磨盘3上，固定平台6包括支撑杆61和固定在支撑杆61上端面的底盘62，发电机41固定在底盘62上，发电机41上连接有风轮叶片42，风轮叶片42在风力的作用下可自由转动。本实施例的电动机 2带动磨盘3高速运转，相当于车在行走，快速运转的磨盘3制造高强空气流，形成激流，与架设在空气中的风轮叶片42相互作用，使风轮叶片42旋转，旋转的风轮叶片42与发电机41轴心连接，将风能转换成电能。本实施例通过固定平台6架高发电装置
4，使发电装置4处于较高的位置，接受风力的作用更强，提高发电效率。
[0035]
具体的，本实施例的磨盘3上端面的中心设有连接架7，连接架7通过第二滚动轴承8与中心钢管9连接，中心钢管9向上延伸，中心钢管9的顶端设有连接盘，连接盘上周向连接有至少一个线管10，线管10与中心钢管9连通，中心钢管9和线管10均高于风轮叶片42。本实用新型的第二滚动轴承8的内圈与磨盘3同时旋转，外圈与中心钢管9固定连接，使得中心钢管9固定，便于向外界输送稳定的电能。
[0036]
具体的，本实施例的发电机41上设有电缆线，电缆线依次穿过中心钢管9 和线管10与变压器电连接，变压器通过电源线分别与电动机2和电网电连接。可以知道，本实施例的电缆线不随着磨盘3转动，而是通过中间转换装置与发电机41连接，中间转换装置的结构本领域技术人员可单独设计，能实现本实用新型的目的即可。
[0037]
具体的，磨盘3的外围设有防护架，防护架的上方设有活动雨棚，发电装置4位于活动雨棚内。本实用新型设置防护架和活动雨棚可以防止雷雨、大风对该发电设备的影响。
[0038]
具体的，电动机2为高速电机，发电机41为低速电机，电动机2的转速是发电机41转速的4-7倍。本实施例的电动机2功率为1千瓦至30万千瓦，每分钟4000转至6000转，发电机41为每分钟1000转，根据设备的结构计算出发电机的功率，由于发电机41为多台，所以可以实现低成本高产能的作用。
[0039]
具体的，本实用新型的发电设备上设有安全系统、控制系统以及监视系统。其中，控制系统可以控制活动雨棚、防护架的开合，当遇到雷雨天气时，展开防护架和活动雨棚，保护设备不受外界天气的影响；安全系统和监视系统可以实现远程监控该发电设备的发电情况以及周边环境的安全性。
[0040]
本实用新型的中空磨盘发电设备是一个高定位自动化旋转发电设备，具有低成本优势，发电功率大，且零污染、零排放，具有较高的推广价值。
[0041]
本实用新型的具体工作原理如下：
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本实用新型底座1上的电动机2在外接电的状态下启动，电机轴高速旋转带动磨盘3快速旋转，制造出高强空气流，形成激流，架设在固定平台6上的风轮叶片42受到空气激流的作用旋转，加之风力的作用，使风轮叶片42高速旋转，风轮叶片42转动连接在发电机41的轴心上，使风能转换成电能，电能通过电缆线传输，电缆线依次穿过中心钢管9和周边的线管10与变压器连接并通过电源线，通过电源线将一部分电能供电动机2带动磨盘转动，另一部分输送至电网。
[0043]
需要说明的是，如果发电机41产生的电能较少，满足不了电动机2的功率，不足以使风轮叶片42高速旋转，则电动机2可接入外部电源实现风轮叶片42 的不停歇高速运转。
[0044]
以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。