便携式双能源发电装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种便携式双能源发电装置，其包括顶板和连接在顶板底部周圈的多根支腿，该发电装置还包括筒体、转轴、风力引入机构和水力引入机构。其中，筒体转动安装在顶板上，筒体底壁和顶壁的中心位置均开设筒体通孔，筒体上设置转子永磁体；转轴转动安装在顶板上且与转轴筒体同轴设置并穿过两个筒体通孔，转轴上设置发电机绕组；风力引入机构包括与筒体顶部固接且与转轴的上部转动套接的转套，转套的顶端安装有垂直轴式风力发电叶轮；水力引入机构包括与转轴动力连接的水力叶轮。本实用新型实现了对风力和水力能源的综合利用，整个装置结构稳定、操作便捷、发电效率高。
【专利说明】
便携式双能源发电装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及发电机领域，具体的说是一种能综合利用风力和水力发电的便携式双能源发电装置。
【背景技术】
[0002]由于能源枯竭、环境污染日益严重，人们不断加大新能源领域的开发和利用。在新能源发电领域，风力发电、水力发电和太阳能发电等均是对清洁新能源应用的成功案例。但是，现有的新能源发电机多为固定式的大型系统，且仅利用单一能源，欠缺对多能源的综合利用。针对上述问题，本案致力于研发一种可以综合利用风力和水力能源进行发电、适用于家庭用户且便于在户外携带使用的双能源发电装置。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够综合利用风力和水力能源的便携式双能源发电装置，该装置结构稳定、发电效率高、操作便捷。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型便携式双能源发电装置包括顶板和连接在顶板底部周圈的多根支腿，其结构特点是该发电装置还包括筒体、转轴、风力引入机构和水力引入机构。其中，筒体转动安装在顶板上，筒体底壁和顶壁的中心位置均开设筒体通孔，筒体内底壁和内顶壁上均安装有圆环形的转子磁轭，两个转子磁轭的内侧面上环设多个发电机永磁体;转轴转动安装在顶板上且与转轴筒体同轴设置并穿过两个筒体通孔，转轴上固装有位于筒体内的盘状绕组支架，绕组支架的周圈间隔安装多个与发电机永磁体对应的单元铁芯，单元铁芯上绕制线圈形成发电机绕组;风力引入机构包括与筒体顶部固接且与转轴的上部转动套接的转套，转套的顶端安装有垂直轴式风力发电叶轮;水力引入机构包括转动安装在顶板底部且与转轴的底端动力连接的传动轴，传动轴的下方设置水力叶轮，水力叶轮的动力输出端连接有传动箱，传动箱的输出轴与传动轴动力连接。
[0005]采用上述结构，利用顶板和支腿的结构，可将整个装置支撑在小型河流或溪流上，将水力叶轮部分或全部浸入水中，利用水流驱动水力叶轮转动，并带动转轴上的绕组转动，支腿的上部以及顶板均位于水面上方，利用转套顶端的风力发电叶轮收集风力能源，驱动筒体上的永磁体与转轴作反向相对转动，装置综合利用风力和水力两种清洁能源，结构简单，使用便捷;在两个永磁转子中间设置铁芯和线圈绕组，单元铁芯与两侧的永磁体形成畅通的磁回路，单兀铁芯内部为直线磁路，铁损低，线圈切割磁力线的发电效率尚;发电机转子磁轭上的永磁体和发电机线圈绕组分别由风力和水力驱动转动，通过设置风力叶片的方向或者水力叶轮的方向，使得永磁体和线圈绕组的转动方向相反，从而增加两者相对转动速度，适用于风速较小和水流速较小的环境下使用，保证了稳定且高效的发电效率。
[0006]所述绕组支架包括圆盘体，圆盘体的周圈边沿间隔开设多个径向延伸的缺口，单元铁芯的中部径向插装在缺口内并由绝缘胶粘接固定在圆盘体上，单元铁芯的两个端部缠绕线圈形成发电机绕组。单元铁芯采用插装的安装方式并用强力胶粘接固定，安装结构简单，实现方便。
[0007]所述单元铁芯端部的两侧对应设置有线圈挡沿。由于线圈缠绕在单元铁芯的两个端部，在端部设置线圈挡沿可避免线圈从单元铁芯上滑脱，保证牢固性。
[0008]所述单元铁芯中部的两个相对侧面上开设有可卡装在缺口两侧壁上的卡槽，卡槽的宽度与圆盘体的厚度匹配。设置卡槽可避免单元铁芯沿圆盘体轴向滑动，从而保证单元铁芯的两端部探出的长度相等，方便缠线且保证了结构稳定。
[0009]所述转轴的下部为中空管式结构，发电机绕组的引出相线穿入上述管式结构的内腔并向下延伸，顶板上在筒体的下方设置环形垫套，转轴的底部穿过环形垫套的中心，转轴的外部套接有位于环形垫套内的多个与发电机绕组引出相线电连接的集电环，环形垫套的内壁上设有与各集电环配合的电刷，环形垫套上安装有与各电刷电连接的发电机引出端子。由于本实用新型的发电机中，不仅转子磁极转动，线圈绕组也转动，给线圈绕组的相线引出带来了一定困难，采用上述结构完美的解决了上述问题，转轴下部的中空管腔形成走线用的通道，利用在环形垫套内设置电刷并在转轴上套设集电环的结构将相线的电力引出，既有效利用了空间，又保证了电连接结构的隐蔽性，有效避免了外界环境对电力引线的干扰，保证了用电可靠性。发电机引出端子将电力引出后再连接整流、稳压、滤波等电路，将电力存储与蓄电池中或直接使用，使用十分便捷，尤其适用于户外郊游或作为小型备用电源。
[0010]所述转套的外部转动套设有第一支撑套，第一支撑套通过第一支撑架安装在顶板上。由于转套为轴向长度较长的套筒，其顶端还需安装风力发电叶片，设置第一支撑套用于加固转套的安装，保证转套转动的稳定性，从而保证整个装置结构的稳定性。
[0011]所述支腿包括与顶板的底部固接的支腿套筒和滑动插装在支腿套筒内的伸缩腿，支腿套筒上安装有可锁定伸缩腿位置的支腿锁紧螺栓。支腿采用该种长度可调节式的结构，可以依据河流或溪流的深度对装置的架设高度进行灵活调整，提高了装置使用的灵活性。
[0012]所述伸缩腿的底端部为尖刺部，伸缩腿上在靠近其底端部的位置上设置脚蹬部。尖刺部有助于将支腿底端插入地面上，设置脚蹬部方便脚部借力，从而降低了装置架设难度，同时也保证了装置架设安装的稳固性。
[0013]所述传动轴的顶端转动连接在顶板上，转轴的底端穿过顶板且转轴的底端部与传动轴之间通过齿轮动力连接，传动轴的下部转动套设有第二支撑套，第二支撑套通过第二支撑架连接在支腿上。第二支撑套用于加固传动轴的安装，保证传动轴传动的可靠性。
[0014]所述传动箱的输出轴上连接有长度可调的伸缩杆，伸缩杆的顶端通过万向节与传动轴的底端连接。通过调节伸缩杆的长度，可与支腿配合灵活调整水力叶轮的架设高度，从而与不同高度的水面相适应，装置使用更加灵活方便。
[0015]综上所述，本实用新型实现了对风力和水力能源的综合利用，整个装置结构稳定、操作便捷、发电效率高。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明:
[0017]图1为本实用新型的整体结构示意图；
[0018]图2为本实用新型中发电机部分的放大结构示意图；
[0019]图3为本实用新型中永磁体的排布结构示意图；
[0020]图4为本实用新型中绕组支架的结构示意图；
[0021]图5为本实用新型中单元铁芯的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]参照附图，本实用新型的便携式双能源发电装置包括顶板I和连接在顶板底部周圈的多根支腿2，该发电装置还包括筒体3、转轴6、风力引入机构和水力引入机构。其中，筒体3转动安装在顶板I上，筒体底壁和顶壁的中心位置均开设筒体通孔，筒体内底壁和内顶壁上均安装有圆环形的转子磁轭4，两个转子磁轭4的内侧面上环设多个发电机永磁体5。转轴6转动安装在顶板I上且与筒体3同轴设置，转轴6穿过两个筒体通孔，转轴6上固装有位于筒体3内的盘状绕组支架7，绕组支架7的周圈间隔安装多个与发电机永磁体5对应的单元铁芯8，单元铁芯8上绕制线圈形成发电机绕组。风力引入机构包括与筒体3顶部固接且与转轴6的上部转动套接的转套9，转套9的顶端安装有垂直轴式风力发电叶轮10。水力引入机构包括转动安装在顶板I底部且与转轴6的底端动力连接的传动轴11，传动轴11的下方设置水力叶轮12，水力叶轮12的动力输出端连接有传动箱13，传动箱13的输出轴与传动轴11动力连接。
[0023]上述结构中，利用顶板I和支腿2的结构，可将整个装置支撑在小型河流或溪流上，将水力叶轮12部分或全部浸入水中，利用水流驱动水力叶轮12转动，并带动转轴上的绕组转动，支腿的上部以及顶板均位于水面上方，利用转套9顶端的风力发电叶轮10收集风力能源，驱动筒体3上的永磁体5与转轴6作反向相对转动，装置综合利用风力和水力两种清洁能源，结构简单，使用便捷;在两个永磁转子中间设置铁芯和线圈绕组，单元铁芯8与两侧的永磁体构成畅通的磁回路，单元铁芯8内部为直线磁路，铁损低，线圈切割磁力线的发电效率高;发电机转子磁轭4上的永磁体5和发电机线圈绕组分别由风力和水力驱动转动，通过设置风力叶片的方向或者水力叶轮的方向，使得永磁体5和线圈绕组的转动方向相反，从而增加两者相对转动速度，适用于风速较小和水流速较小的环境下使用，保证了稳定且高效的发电效率。
[0024]参照附图，绕组支架7包括圆盘体，圆盘体的周圈边沿间隔开设多个径向延伸的缺口 14，单元铁芯8的中部径向插装在缺口 14内并由绝缘胶粘接固定在圆盘体上，单元铁芯8的两个端部缠绕线圈形成发电机绕组。单元铁芯8端部的两侧对应设置有线圈挡沿15。单元铁芯8中部的两个相对侧面上开设有可卡装在缺口 14两侧壁上的卡槽16，卡槽16的宽度与圆盘体的厚度匹配。对于铁芯和绕组的结构，单元铁芯8采用插装的安装方式并用强力胶粘接固定，安装结构简单，实现方便。由于线圈缠绕在单元铁芯8的两个端部，在端部设置线圈挡沿15可避免线圈从单元铁芯上滑脱，保证牢固性。设置卡槽16可避免单元铁芯沿圆盘体轴向滑动，从而保证单元铁芯8的两端部探出的长度相等，方便缠线且保证了结构稳定。对于线圈绕组的具体绕线方法，为现有技术，在此不再赘述。发电机的引出相线则依据设置规格，一般为三相电机，引出相线为三根，附图中仅绘出两根引出相线作为示意。
[0025]参照附图，转轴6的下部为中空管式结构，发电机绕组的引出相线穿入上述管式结构的内腔并向下延伸，顶板I上在筒体3的下方设置环形垫套17，转轴6的底部穿过环形垫套17的中心，转轴6的外部套接有位于环形垫套17内的多个与发电机绕组引出相线电连接的集电环18，环形垫套17的内壁上设有与各集电环18配合的电刷19，环形垫套17上安装有与各电刷19电连接的发电机引出端子20。由于本实用新型的发电机中，不仅转子磁极转动，铁芯和线圈绕组也转动，给线圈绕组的相线引出带来了一定困难，采用上述结构完美的解决了上述问题，转轴6下部的中空管腔形成走线用的通道，利用在环形垫套17内设置电刷19并在转轴上套设集电环的结构将相线的电力引出，既有效利用了空间，又保证了电连接结构的隐蔽性，有效避免了外界环境对电力引线的干扰，保证了用电可靠性。发电机引出端子将电力引出后再连接整流、稳压、滤波等电路，将电力存储与蓄电池中或直接使用，使用十分便捷，尤其适用于户外郊游或作为小型备用电源。
[0026]参照附图，转套9的外部转动套设有第一支撑套21，第一支撑套21通过第一支撑架22安装在顶板I上。由于转套9为轴向长度较长的套筒，其顶端还需安装风力发电叶片，设置第一支撑套21用于加固转套9的安装，保证转套9转动的稳定性，从而保证整个装置结构的稳定性。
[0027]参照附图，传动轴11的顶端转动连接在顶板I上，转轴6的底端穿过顶板且转轴6的底端部与传动轴11之间通过齿轮31动力连接，传动轴11的下部转动套设有第二支撑套27，第二支撑套27通过第二支撑架28连接在支腿2上。传动轴11的功能与转套的功能类似，其为长杆件，为了保证其转动的稳定性，因此设置第二支撑套。
[0028]参照附图，支腿2包括与顶板的底部固接的支腿套筒23和滑动插装在支腿套筒23内的伸缩腿24，支腿套筒23上安装有可锁定伸缩腿24位置的支腿锁紧螺栓25。伸缩腿24的底端部为尖刺部，伸缩腿24上在靠近其底端部的位置上设置脚蹬部26。支腿2采用该种长度可调节式的结构，可以依据水深对装置的架设高度进行灵活调整，提高了装置使用的灵活性。设置尖刺部有助于将支腿2底端插入地面上，设置脚蹬部26方便脚部借力，从而降低了装置架设难度，同时也保证了装置架设安装的稳固性。
[0029]参照附图，传动箱13的输出轴上连接有长度可调的伸缩杆29，伸缩杆29的顶端通过万向节30与传动轴11的底端连接。由于具体使用中需要保证水力叶轮全部或部分浸水中，上述通过调整支腿2的高度能够调整水力叶轮12的架设高度，设置伸缩杆29，可与支腿2配合对水力叶轮12的架设高度进行调节，进一步增加了对调节的灵活性，从而与不同高度的水面相适应，降低了装置的安装调节难度，装置使用更加灵活方便。
[0030]综上所述，本实用新型不限于上述【具体实施方式】。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。
【主权项】
1.一种便携式双能源发电装置，包括顶板(I)和连接在顶板底部周圈的多根支腿(2)，其特征是该发电装置还包括: 筒体(3)，其转动安装在顶板(I)上，筒体底壁和顶壁的中心位置均开设筒体通孔，筒体内底壁和内顶壁上均安装有圆环形的转子磁轭(4)，两个转子磁轭(4)的内侧面上环设多个发电机永磁体(5 ); 转轴(6)，其转动安装在顶板(I)上且与筒体(3)同轴设置并穿过两个筒体通孔，转轴(6)上固装有位于筒体(3)内的盘状绕组支架(7)，绕组支架(7)的周圈间隔安装多个与发电机永磁体(5 )对应的单元铁芯(8 )，单元铁芯(8 )上绕制线圈形成发电机绕组； 风力引入机构，其包括与筒体(3)顶部固接且与转轴(6)的上部转动套接的转套(9)，转套(9)的顶端安装有垂直轴式风力发电叶轮(10); 水力引入机构，其包括转动安装在顶板(I)底部且与转轴(6)的底端动力连接的传动轴(11 )，传动轴(11)的下方设置水力叶轮(12 )，水力叶轮(12 )的动力输出端连接有传动箱(13)，传动箱(13)的输出轴与传动轴(11)动力连接。2.如权利要求1所述的便携式双能源发电装置，其特征是所述绕组支架(7)包括圆盘体，圆盘体的周圈边沿间隔开设多个径向延伸的缺口(14)，单元铁芯(8)的中部径向插装在缺口(14)内并由绝缘胶粘接固定在圆盘体上，单元铁芯(8)的两个端部缠绕线圈形成发电机绕组。3.如权利要求2所述的便携式双能源发电装置，其特征是所述单元铁芯(8)端部的两侧对应设置有线圈挡沿(15)。4.如权利要求2所述的便携式双能源发电装置，其特征是所述单元铁芯(8)中部的两个相对侧面上开设有可卡装在缺口( 14)两侧壁上的卡槽(16 )，卡槽(16 )的宽度与圆盘体的厚度匹配。5.如权利要求1所述的便携式双能源发电装置，其特征是所述转轴(6)的下部为中空管式结构，发电机绕组的引出相线穿入上述管式结构的内腔并向下延伸，顶板(I)上在筒体(3)的下方设置环形垫套(17)，转轴(6)的底部穿过环形垫套(17)的中心，转轴(6)的外部套接有位于环形垫套(17)内的多个与发电机绕组引出相线电连接的集电环(18)，环形垫套(17)的内壁上设有与各集电环(18)配合的电刷(19)，环形垫套(17)上安装有与各电刷(19)电连接的发电机引出端子(20)。6.如权利要求1所述的便携式双能源发电装置，其特征是所述转套(9)的外部转动套设有第一支撑套(21)，第一支撑套(21)通过第一支撑架(22)安装在顶板(I)上。7.如权利要求1所述的便携式双能源发电装置，其特征是所述支腿(2)包括与顶板的底部固接的支腿套筒(23)和滑动插装在支腿套筒(23)内的伸缩腿(24)，支腿套筒(23)上安装有可锁定伸缩腿(24)位置的支腿锁紧螺栓(25)。8.如权利要求7所述的便携式双能源发电装置，其特征是所述伸缩腿(24)的底端部为尖刺部，伸缩腿(24)上在靠近其底端部的位置上设置脚蹬部(26)。9.如权利要求1所述的便携式双能源发电装置，其特征是所述传动轴(11)的顶端转动连接在顶板(I)上，转轴(6 )的底端穿过顶板且转轴(6 )的底端部与传动轴(11)之间通过齿轮(31)动力连接，传动轴(11)的下部转动套设有第二支撑套(27)，第二支撑套(27)通过第二支撑架(28)连接在支腿(2)上。10.如权利要求1-9中任一项所述的便携式双能源发电装置，其特征是所述传动箱(13)的输出轴上连接有长度可调的伸缩杆(29)，伸缩杆(29)的顶端通过万向节(30)与传动轴(11)的底端连接。
【文档编号】F03D9/25GK205592069SQ201620403199
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】王坤
【申请人】王坤