专利名称：磁悬浮垂直风叶转笼驱动多台发电机的风力发电机的制作方法
技术领域：
本发明属于发电机和风力发电机领域。
背景技术：
当前世界先进水平的风力发电机为三风叶水平轴的，功率在3兆瓦，功率加大是异常困难的，且设备复杂，维修量大，效率低。现在垂直轴风力发电机，叶片小，只有一个轴上的发电机，功率很小，适合家庭、公路灯杆用。
发明内容
本发明的垂直风叶转笼由上转盘、下转盘、垂直支拉筋、斜拉筋等材料制成的刚性的圆柱型转笼。上转盘、下转盘的外缘的风叶安装板上，垂直安装十几根或几十根风叶。上转盘、下转盘分别安装不用电的钕铁硼磁悬浮的一个极，另一个极安装在立柱上磁悬浮支架上，上转盘或下转盘的内侧安装有大型内齿轮。由拉挤工艺制成的复合材料风叶，其形状为外凸内凹中空的流线型。外凸面是光滑的，内凹面为口有多条纵向的挡风筋。这种风叶可接受八面来风，顺风面的来风吹风叶的凹面产生动力，当该风叶转过180度时，风叶的凸面迎风，尽管有阻力，由于凸面光滑阻力很小，不用调整风叶角度就能收到很大的动力。如果加风叶调角装置，则风叶转到迎风面时以窄面迎风，就更好了。立柱发电机舱装有多台(如8台、12台)带有离合器和刹车器的立式永磁发电机。发电机固定在发电机舱顶部的固定板上，加长的发电机输入轴上装有齿轮，每个齿轮均与转笼上的大型内齿轮啮合。安装好的转笼上的风叶接受来风带动转笼旋转，转笼上的内齿轮与转笼同转，内齿轮啮合的齿轮也高速旋转，发电机发电输出。启动时只接一台、两台发电机，其他发电机离合，便于微风启动，转起后再逐渐加发电机。当需要停机时所有刹车启动，转笼也就停止转动。选用多极数的永磁发电机，提高低转数时的发电频率，在整个垂直风叶转笼转数范围内均高效运行，发电效率高，大型内齿轮带动发电机上的齿轮就增加转数，故可不用增速器等装备，简化设备。选用双转子发电机时要制造上、下两个转笼，上面转笼下部装内齿轮，下面转笼的上部安装内齿轮，分别带动发电机的两个转子运转发电，可发出数倍的电力。一个立柱上装两台或两台以上上述装置就能更好利用高空的强风，可用一个发电机舱装上、下两层的发电机，可方便管理、维修。本发明的有益效果是风叶安装在转笼外缘，轴上力矩大，风叶宽可达2米，长可达60米，一个凹形面的受风面积就达120平方米，风叶数量可安装十数个或几十个，可制造10兆瓦以上的风力发电机，10兆瓦是水平轴风力发电机无法实现的。现有技术I. 5兆瓦的发电机技术成熟，本发明发电机舱内装8台I. 5兆瓦的发电机，就可制造12兆瓦的风力发电机。内外齿轮齿数差大，增转速简化发电设备，发电设备简单，运转可靠，维修量小，占地面积小，采风面大、风能
利用率高。
图I是磁悬浮垂直风叶转笼驱动多台发电机的风力发电机的结构剖面示意图。图2是风叶的一段三维示意图。图3是风叶、内齿轮和发电机外齿轮的布置图。图4是一塔双套风力发电机示意图。图I中的(41)是立柱，图I中(42)是电动吊笼，图I中的(43)是风叶凹面，图I 中的(44)是转笼上磁悬浮，图I中的(45)是轴磁悬浮，图I中的(46)是上磁悬浮支架，图 I中的(47)是发电机齿轮，图I中(48)是与转笼相连的内齿轮，图I中的(49)是发电机离合器，图I中的(50)是发电机，图I中的(51)是发电机舱，图I中的(52)是立柱法兰，图 I中的(53)是下磁悬浮支架，图I中的(54)是下磁悬浮，图I中的(55)是转笼下转盘，图 I中的(56)是风叶凸面，图I中的(57)是齿轮防尘罩，图I中的(58)是转笼的上盘，图I 中的(59)是避雷针。图2是风叶的一段的三维立体示意图，风叶是拉挤工艺制造的，中空的薄壁复合材料凸面光滑，凹面加挡风筋多条。图3是风叶布置(16个风叶)、电机布置(8台发电机)示意图。图3中的(31)是 16个均布的风叶，图3中的(32)是转笼上装风叶的外缘，图3中的(33)是转笼支承件(图中只画8条梁)，图3中的(34)是转笼上固定的内齿轮，图3中(35)是与内齿轮啮合的8 个发电机齿轮，图3中的(36)是发电机的输入轴，图3中的(37)是风力发电机的塔柱。图4为二层垂直风叶转笼驱动多台发电机的风力发电机示意图中剖面。图4中的 ⑴是上转笼，图4中的⑵是上转笼的磁悬浮及支架，图4中的(3)是上转笼的磁悬浮轴承，图4中的(4)是上转笼的风叶，图4中的(5)是立柱，图4中的(6)是发电机舱，图4中的(7)是上排发电机上的齿轮，图4中的(8)是上转笼上内齿轮，图4中的(9)是上排发电机中的一台，图4中的(10)是上转笼的下磁悬浮及支架，图4中的(11)是下排发电机中的一台，图4中的(12)是下转笼的上磁悬浮及支架，图4中的(13)是下转笼的内齿轮，图4中的(14)是下排发电机的齿轮，图4中的(15)是下转笼的风叶，图4中的(16)是下转笼的磁悬浮轴承，图4中的(17)是下转笼的下磁悬浮及支架，图4中的(18)是下转笼，图4中的(19)是风力发电机的控制室，图4中的(20)是立柱的下连接法兰，图4中的(21)是立柱的上连接法兰，图4中的(22)是电动升降机，图4中的(23)是避雷针。
具体实施例方式实施例I :立柱和垂直风叶转笼分节在工厂制造，现场组装后吊装，垂直转笼直径 60米，风叶宽I. 4米，长40米，安装16个风叶，转笼现场组装，发电机舱内装8台1500千瓦的永磁发电机，可发电12兆瓦。实施例2 :立柱分三节制造，现场组装后吊装，转笼直径80米，风叶宽2米，长60 米，风叶32个，安装8台2500千瓦的永磁发电机，可发电20兆瓦。
实施例3 :立柱分三节制造，现场组装后吊装，上下两个转笼现场安装，机舱内安装两排各8台发电机，分别由上下转笼上的内齿轮驱动，每个转笼安装24个风叶，风叶宽 I. 4米，长60米，每层带8台1500千瓦的发电机，共安装16台发电机，可发电24兆瓦。
权利要求
1.一种磁悬浮垂直风叶转笼驱动多台发电机的风力发电机，包括带发电机舱的立柱、 垂直风叶转笼、转笼外侧有多个风叶，转笼内侧上或下带大型内齿轮，垂直风叶转笼由多组磁悬浮悬起，发电机舱内的多个发电机输入轴伸出发电机舱的部分安装的齿轮均与内齿轮啮合，一个支柱安装多个上述装置。
2.根据权利要求I所述的垂直风叶转笼，包括上转盘、下转盘、垂直支拉筋、斜拉支筋、 转笼外侧垂直安装的多个风叶。
3.根据权利要求I所述的垂直风叶转笼，其风叶由拉挤的复合材料制成，其形状为外凸内凹中空的，内凹部分有多条纵向挡风筋。
4.根据权利要求I所述的垂直风叶转笼，由两组以上的不用电的钕铁硼磁悬浮悬起， 其一个极固定在立柱上的支架上，另一个极固定在转笼上。
5.根据权利要求I所述的的垂直风叶转笼，其内侧装有大型内齿轮。
6.根据权利要求I所述的垂直风叶转笼，其立柱的发电机舱内装有多台带有离合器和刹车装置的立式多极数的永磁发电机。
7.根据权利要求I所述的发电机，其发电机输入轴上装有齿轮，每个齿轮均与垂直风叶转笼上的内齿轮啮合。
8.根据权利要求I所述的风力发电机，其立柱安装一层或多层垂直风叶转笼。
9.根据权利要求I所述的风力发电机，其立柱上安装的相邻垂直风叶转笼转笼旋转方向相反，两个转笼共用一个发电机舱，上下两个内齿轮带动发电机舱内安装的多个双转子发电机或二层多个发电机发电。
10.根据权利要求I所述的风力发电机，其安装海洋上，两个转笼一个在海平面上风力发电，一个在海平面下用洋流发电。
全文摘要
一种磁悬浮垂直风叶转笼驱动多台发电机的风力发电机，转笼外侧装有16个以上垂直安放的风叶，风叶是拉挤复合材料制成的外凸内凹、内凹面有多条挡风筋；转笼内安装的大型内齿轮带动八台发电机上的齿轮旋转发电，转笼由磁悬浮悬起，摩擦阻力小，设备只有齿轮和发电机，全部由国产材料生产，功率可达到12兆瓦以上。
文档编号F03D3/06GK102606403SQ201110026230
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者高轶夫, 高长德 申请人:北京君安泰防护科技有限公司