专利名称：竖直式风力发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种竖直式风力发电机，属于风力发电机的技术领域。
背景技术：
风力发电机的作用是将风能转化为电能得以利用，现有的风力发电机多为水平设置。若将现有的风力发电机进行竖直设置，则由风轮带动的转轴将会受到风轮及其它部件的重力作用承受较大的轴向负荷，从而会给轴承造成较大的轴向受力，并且会增大转轴下端与接触面的摩擦力，造成风力发电机运转过程中的阻力增大，降低了风力发电机将风能转化成电能的转化效率。另外，现有的风力发电机多采用一组线圈和一组永磁体的形式，其也限制了风力发电机对风能的转化效率。
发明内容本实用新型目的在于提供一种可大大减小运行阻力，有效提高风能转化为电能的转化效率，可根据需要进行多组线圈和多组永磁体组合的竖直式风力发电机，解决了现有风力发电机存在的运行阻力较大，风能转化为电能的转化效率较低，不能实现多组线圈和多组永磁体组合等问题。本实用新型的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的它包括竖直设置的下壳体和上壳体，竖直设置的转轴与上壳体及下壳体形成旋转支承且转轴的上端穿出于上壳体用于设置风轮，转轴对应于由上壳体和下壳体围成的腔室内的部分固定有上盘体和下盘体，当转轴转动时所述上盘体及下盘体与转轴同步转动，上盘体的下表面及下盘体的上表面固定有若干N、S极交替分布的永磁体，所述上盘体下表面及下盘体上表面的若干永磁体以转轴的轴线为中心呈环状均勻分布，上盘体和下盘体之间设置有线圈，线圈的引线引出至上壳体和下壳体外，线圈的圆周设置有绝缘套，绝缘套配合在上壳体的下缘和下壳体的上缘之间，转轴的下端固定有第一永磁体，所述下壳体内对应于第一永磁体下方固定有第二永磁体，所述第一永磁体与第二永磁体磁力相斥。本实用新型在转轴的下端设置第一永磁体与设置在下壳体内的第二永磁体磁力相斥，从而可基本或全部抵消转轴自身及与转轴向固定的其它部件的重力，从而使转轴下端处于悬空状态，大大减小了转轴转动过程中的阻力，有效提高了本实用新型将风能转化为电能的转化效率。其中，第一永磁体与第二永磁体的相互斥力应小于等于转轴自身及与转轴安装在一起的其它部件的重力之和，最佳的选择为第一永磁体和第二永磁体的相互斥力等于转轴自身及与转轴安装在一起的其它部件的重力之和。其中，上盘体及下盘体与转轴之间的同步转动可以通过键传动的方式实现， 也可以通过上盘体及下盘体与转轴之间的过盈配合或焊接的方式实现。绝缘套既可以起到将线圈定位的作用，又可起到将线圈与上壳体及下壳体的绝缘作用。线圈的引出线既可以从上壳体弓I出，也可以从下壳体弓I出，还可以从上壳体和下壳体的接合部位引出。上壳体和下壳体之间通过螺钉相互固定。作为优选，它所述转轴的下端固定有倒置杯罩，所述第一永磁体固定在所述倒置杯罩内，从而可对第一永磁体进行定位，防止第一永磁体移位，保证了本实用新型的可靠运行。作为优选，所述下壳体内部形成下凹腔，所述第二永磁体固定在下凹腔内，从而可对第二永磁体进行定位，防止第二永磁体移位，保证了本实用新型的可靠运行。作为优选，所述上壳体与下壳体通过台阶面扣合，从而方便于上壳体和下壳体的精确配合和定位。作为优选，所述上盘体的下表面及下盘体的上表面形成有环形凹槽，所述若干永磁体分别固定在上盘体下表面的环形凹槽内和下盘体上表面的环形凹槽内。环形凹槽一方面可减轻上盘体和下盘体的重量并降低制造成本，另一方面则利于永磁体的定位和对永磁体周围进行灌胶。一种竖直式风力发电机，它包括竖直设置的下壳体和上壳体，竖直设置的转轴与上壳体及下壳体形成旋转支承且转轴的上端穿出于上壳体用于设置风轮，所述上壳体和下壳体之间接合有至少一个筒体，转轴对应于上壳体、筒体及下壳体围成的腔室内的部分固定有上盘体和下盘体及至少一个中盘体，中盘体的数量与筒体的数量相等，中盘体位于上盘体和下盘体之间，当转轴转动时所述上盘体、中盘体及下盘体与转轴同步转动，上盘体的下表面、中盘体的上表面和下表面及下盘体的上表面固定有若干N、S极交替分布的永磁体，所述上盘体下表面、中盘体的上表面和下表面及下盘体上表面的若干永磁体以转轴的轴线为中心呈环状均勻分布，上盘体和中盘体、中盘体和下盘体之间均设置有线圈，线圈的引线引出至上壳体和下壳体外，线圈的圆周设置有绝缘套，绝缘套配合在上壳体的下缘和筒体的上缘及筒体的下缘和下壳体的上缘之间，转轴的下端固定有第一永磁体，所述下壳体内对应于第一永磁体下方固定有第二永磁体，所述第一永磁体与第二永磁体磁力相斥。 在转轴的下端设置第一永磁体与设置在下壳体内的第二永磁体磁力相斥，从而可基本或全部抵消转轴自身及与转轴向固定的其它部件的重力，从而使转轴下端处于悬空状态，大大减小了转轴转动过程中的阻力，有效提高了本实用新型将风能转化为电能的转化效率。其中，第一永磁体与第二永磁体的相互斥力应小于等于转轴自身及与转轴安装在一起的其它部件的重力之和，最佳的选择为第一永磁体和第二永磁体的相互斥力等于转轴自身及与转轴安装在一起的其它部件的重力之和。其中，上盘体、中盘体及下盘体与转轴之间的同步转动可以通过键传动的方式实现，也可以通过上盘体、中盘体及下盘体与转轴之间的过盈配合或焊接的方式实现。绝缘套既可以起到将线圈定位的作用，又可起到将线圈与上壳体、筒体及下壳体的绝缘作用。线圈的引出线既可以从上壳体引出，也可以从筒体或下壳体引出， 还可以从上壳体和筒体的接合部位、筒体与筒体的接合部位、筒体和下壳体的接合部位引出。上壳体和下壳体之间通过螺钉相互固定。作为优选，所述筒体的数量及中盘体的数量均为2个或2个以上，相邻的中盘体之间也设置有线圈。作为优选，所述转轴的下端固定有倒置杯罩，所述第一永磁体固定在所述倒置杯罩内；所述下壳体内部形成下凹腔，所述第二永磁体固定在下凹腔内。从而可对第一永磁体和第二永磁体进行定位，防止第一永磁体和第二永磁体移位，保证了本实用新型的可靠运行。作为优选，所述上壳体与筒体上端之间及筒体下端与下壳体之间通过台阶面扣合，从而方便于上壳体和下壳体的精确配合和定位。作为优选，所述上盘体的下表面、中盘体的上表面和下表面及下盘体的上表面均形成有环形凹槽，所述若干永磁体分别固定在上盘体下表面的环形凹槽内、中盘体的上表面和下表面及下盘体的上表面的环形凹槽内和下盘体上表面的环形凹槽内。环形凹槽一方面可减轻上盘体、中盘体和下盘体的重量并降低制造成本，另一方面则利于永磁体的定位和对永磁体周围进行灌胶。因此，本实用新型具有可大大减小运行阻力，有效提高风能转化为电能的转化效率，可根据需要进行多组线圈和多组永磁体组合等特点。
图1是本实用新型第一实施例的结构示意图；图2是图1的A处局部放大图；图3为线圈的结构示意图；图4为三个线圈单元压合的结构示意图；图5是本实用新型第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例1 如图1和图2所示，包括竖直设置的上壳体1和下壳体2，竖直设置的转轴3与上壳体1及下壳体2形成旋转支承且转轴3的上端穿出于上壳体1用于设置风轮， 转轴3对应于由上壳体1和下壳体2围成的腔室内的部分过盈配合并焊接固定有上盘体4 和下盘体5，当转轴3转动时上盘体4及下盘体5与转轴3同步转动，上盘体4的下表面及下盘体5的上表面形成有环形凹槽7，在上盘体4下表面的环形凹槽7内和下盘体5上表面的环形凹槽7内分别均勻固定有六块N、S极交替分布的永磁体8，上盘体下表面的环形凹槽7内的六块永磁体8及下盘体上表面的环形凹槽7内的六块永磁体8均以转轴3的轴线为中心呈环状均勻分布，环形凹槽7内在永磁体8的周围灌注绝缘胶。上壳体1与下壳体2通过台阶面9扣合，上盘体4和下盘体5之间设置有线圈10， 线圈10的引线18引出至上壳体1和下壳体2外，线圈10的圆周设置有绝缘套11，绝缘套 11配合在上壳体1的下缘和下壳体2的上缘之间形成的环形凹部12内。参照图3和图4， 线圈10可以是单层线圈(如图3所示)，也可以是多层线圈单元错开一定角度压合而成(图 4以3层线圈单元为例)，每个单层线圈包括多个绕组单元，每个绕组单元从里向外绕，例如第一个绕组单元顺时针绕，则第二个绕组单元逆时针绕制；若第一个绕组单元的起始线头在上面，那么第二个绕组单元的起始线头在下面，以此类推。线圈10外表面涂敷绝缘胶，这样处理的散热效果比灌注绝缘胶好得多。如图1和图2所示，转轴3的下端通过螺钉13固定有倒置杯罩14，倒置杯罩14内固定有第一永磁体15，下壳体2的内部形成下凹腔16，在下凹腔16内对应于第一永磁体15 下方固定有第二永磁体17，第一永磁体15与第二永磁体17磁力相斥，第一永磁体与第二永磁体的相互斥力等于转轴自身及与转轴安装在一起的其它部件的重力之和。在转轴的下端设置第一永磁体与设置在下壳体内的第二永磁体磁力相斥，从而可基本或全部抵消转轴自身及与转轴向固定的其它部件的重力，从而使转轴下端处于悬空状态，大大减小了转轴转动过程中的阻力，有效提高了将风能转化为电能的转化效率。上盘体、中盘体及下盘体与转轴之间的同步转动可以通过键传动的方式实现，也可以通过上盘体、中盘体及下盘体与转轴之间的过盈配合或焊接的方式实现。绝缘套既可以起到将线圈定位的作用，又可起到将线圈与上壳体、筒体及下壳体的绝缘作用。线圈的引出线既可以从上壳体引出，也可以从筒体或下壳体引出，还可以从上壳体和筒体的接合部位、筒体与筒体的接合部位、筒体和下壳体的接合部位引出。上壳体和下壳体之间通过螺钉相互固定。实施例2 如图5所示，包括竖直设置的上壳体1和下壳体2，竖直设置的转轴3与上壳体1及下壳体2形成旋转支承且转轴3的上端穿出于上壳体1用于设置风轮，上壳体1 和下壳体2之间接合有3个筒体19，转轴3对应于上壳体1、筒体19及下壳体2围成的腔室内的部分焊接固定有上盘体4和下盘体5及3个中盘体20，中盘体20位于上盘体4和下盘体5之间，上盘体4和下盘体5及3个中盘体20与转轴3紧配并焊接固定，当转轴3转动时上盘体4、中盘体20及下盘体5与转轴3同步转动，上盘体4的下表面、中盘体20的上表面和下表面及下盘体5的上表面均形成有环形凹槽7，在上盘体4下表面的环形凹槽7 内、中盘体20的上表面和下表面的环形凹槽7内和及下盘体5上表面的环形凹槽7内分别均勻固定有六块N、S极交替分布的永磁体8，上盘体下表面的环形凹槽7内的六块永磁体 8、中盘体20的上表面和下表面的环形凹槽7内的六块永磁体8及下盘体上表面的环形凹槽7内的六块永磁体8均以转轴3的轴线为中心呈环状均勻分布，环形凹槽7内在永磁体 8的周围灌注绝缘胶(图中未示出)。上壳体1与筒体19上端之间、相邻的筒体19下端和筒体19的上端之间及筒体19 下端与下壳体2之间通过台阶面9扣合。上盘体4和中盘体19、相邻的中盘体19和中盘体 19之间、中盘体20和下盘体5之间均设置有线圈10，线圈10的引线18引出至上壳体1、筒体20和下壳体2外，参照图3和图4，线圈10可以是单层线圈(如图3所示)，也可以是多层线圈单元错开一定角度压合而成(图4以3层线圈单元为例)，每个单层线圈包括多个绕组单元，每个绕组单元从里向外绕，例如第一个绕组单元顺时针绕，则第二个绕组单元逆时针绕制；若第一个绕组单元的起始线头在上面，那么第二个绕组单元的起始线头在下面，以此类推。线圈10外表面涂敷绝缘胶，这样处理的散热效果比灌注绝缘胶好得多。线圈10 的圆周设置有绝缘套11，绝缘套11配合在上壳体1的下缘和下壳体2的上缘，绝缘套配合在上壳体的下缘和筒体的上缘、相邻筒体之间、及筒体的下缘和下壳体的上缘之间形成的环形凹部12内，转轴3的下端通过螺钉13固定有倒置杯罩14，倒置杯罩14内固定有第一永磁体15，下壳体2的内部形成下凹腔16，在下凹腔16内对应于第一永磁体15下方固定有第二永磁体17，第一永磁体15与第二永磁体17磁力相斥，第一永磁体与第二永磁体的相互斥力等于转轴自身及与转轴安装在一起的其它部件的重力之和。需要指出的是，本实用新型并不局限以上实施方式，任何在本实用新型发明构思基础上作出的变形都落入本实用新型保护范围内。
权利要求1.一种竖直式风力发电机，包括竖直设置的下壳体和上壳体，竖直设置的转轴与上壳体及下壳体形成旋转支承且转轴的上端穿出于上壳体用于设置风轮，其特征在于转轴对应于由上壳体和下壳体围成的腔室内的部分固定有上盘体和下盘体，当转轴转动时所述上盘体及下盘体与转轴同步转动，上盘体的下表面及下盘体的上表面固定有若干N、S极交替分布的永磁体，所述上盘体下表面及下盘体上表面的若干永磁体以转轴的轴线为中心呈环状均勻分布，上盘体和下盘体之间设置有线圈，线圈的引线引出至上壳体和下壳体外，线圈的圆周设置有绝缘套，绝缘套配合在上壳体的下缘和下壳体的上缘之间，转轴的下端固定有第一永磁体，所述下壳体内对应于第一永磁体下方固定有第二永磁体，所述第一永磁体与第二永磁体磁力相斥。
2.根据权利要求1所述的竖直式风力发电机，其特征在于所述转轴的下端固定有倒置杯罩，所述第一永磁体固定在所述倒置杯罩内。
3.根据权利要求1或2所述的竖直式风力发电机，其特征在于所述下壳体内部形成下凹腔，所述第二永磁体固定在下凹腔内。
4.根据权利要求1或2所述的竖直式风力发电机，其特征在于所述上壳体与下壳体通过台阶面扣合。
5.根据权利要求1或2所述的竖直式风力发电机，其特征在于所述上盘体的下表面及下盘体的上表面形成有环形凹槽，所述若干永磁体分别固定在上盘体下表面的环形凹槽内和下盘体上表面的环形凹槽内。
6.一种竖直式风力发电机，包括竖直设置的下壳体和上壳体，竖直设置的转轴与上壳体及下壳体形成旋转支承且转轴的上端穿出于上壳体用于设置风轮，其特征在于所述上壳体和下壳体之间接合有至少一个筒体，转轴对应于上壳体、筒体及下壳体围成的腔室内的部分固定有上盘体和下盘体及至少一个中盘体，中盘体的数量与筒体的数量相等，中盘体位于上盘体和下盘体之间，当转轴转动时所述上盘体、中盘体及下盘体与转轴同步转动， 上盘体的下表面、中盘体的上表面和下表面及下盘体的上表面固定有若干N、S极交替分布的永磁体，所述上盘体下表面、中盘体的上表面和下表面及下盘体上表面的若干永磁体以转轴的轴线为中心呈环状均勻分布，上盘体和中盘体、中盘体和下盘体之间均设置有线圈， 线圈的引线引出至上壳体和下壳体外，线圈的圆周设置有绝缘套，绝缘套配合在上壳体的下缘和筒体的上缘及筒体的下缘和下壳体的上缘之间，转轴的下端固定有第一永磁体，所述下壳体内对应于第一永磁体下方固定有第二永磁体，所述第一永磁体与第二永磁体磁力相斥。
7.根据权利要求6所述的一种竖直式风力发电机，其特征在于所述筒体的数量及中盘体的数量均为2个或2个以上，相邻的中盘体之间也设置有线圈。
8.根据权利要求6或7所述的竖直式风力发电机，其特征在于所述转轴的下端固定有倒置杯罩，所述第一永磁体固定在所述倒置杯罩内；所述下壳体内部形成下凹腔，所述第二永磁体固定在下凹腔内。
9.根据权利要求6或7所述的竖直式风力发电机，其特征在于所述上壳体与筒体上端之间及筒体下端与下壳体之间通过台阶面扣合。
10.根据权利要求6或7所述的竖直式风力发电机，其特征在于所述上盘体的下表面、 中盘体的上表面和下表面及下盘体的上表面均形成有环形凹槽，所述若干永磁体分别固定在上盘体下表面的环形凹槽内、中盘体的上表面和下表面及下盘体的上表面的环形凹槽内和下盘体上表面的环形凹槽内。
专利摘要本实用新型涉及一种竖直式风力发电机，它包括竖直设置的下壳体和上壳体，转轴的上端穿出于上壳体用于设置风轮，转轴对应于由上壳体和下壳体围成的腔室内的部分固定有上盘体和下盘体，当转轴转动时所述上盘体及下盘体与转轴同步转动，上盘体的下表面及下盘体的上表面固定有若干永磁体，所述上盘体下表面及下盘体上表面的若干永磁体以转轴的轴线为中心呈环状均匀分布，上盘体和下盘体之间设置有线圈，线圈的圆周设置有绝缘套，绝缘套配合在上壳体的下缘和下壳体的上缘之间，转轴的下端固定有第一永磁体，所述下壳体内对应于第一永磁体下方固定有第二永磁体，所述第一永磁体与第二永磁体磁力相斥。
文档编号H02K3/04GK201972858SQ20112003597
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月1日 优先权日2011年2月1日
发明者李胜然 申请人:李胜然