一种由无桨叶涡轮和盘式轴向电机组成的发电设备的制作方法

本发明涉及发电设备，具体是指一种由无桨叶涡轮和盘式轴向电机组成的发电设备。

背景技术：

1、随着物联网的广泛应用，越来越多的传感器、执行器使用在各种监控网络中，通过远传电控设备采集传感数据发送到服务器，并执行来自服务器或本地的控制指令。这些传感器、执行器和远传电控设备都需要电源供电。现行的供电方式主要以太阳能、风能、流体动能的能量采集形式，为市电无法覆盖的应用场景下使用的机电设备供电。

2、以水流发电为例，传统的涡轮主要是利用流体冲力直接推动涡轮桨叶旋转，从而带动发电机进行发电，但过程中流体及其所含微粒会对桨叶直接撞击和破坏，容易产生穴蚀现象，需要周期性的进行维护，增加了工作量以及维护成本。此外，传统的发电电机一般为径向电机，安装在管道的轴向，电机整个浸没在流体中，电机输出与电源管理模块连接防水工艺要求比较高，也增加了关键的故障点。因此，亟待研究一种由无桨叶涡轮和盘式轴向电机组成的发电设备来解决上述提出的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种由无桨叶涡轮和盘式轴向电机组成的发电设备，包括壳体，所述壳体内部开设有彼此气密隔离的电气腔体和涡轮腔体，所述电气腔体内部设有电机定子、发电控制装置以及蓄电模块，所述电机定子的输出端与发电控制模块相连接，所述发电控制模块与蓄电模块相连接，且发电控制模块可对蓄电模块进行充放电管理，所述涡轮腔体内部上下对称内壁上均安装设有轴承，两组所述轴承之间传动连接设有转轴，所述转轴上依次固定安装设有电机转子、碟片组模块，所述电机转子内部嵌入多组永磁铁，且电机转子和电机定子组成盘式轴向电机，所述涡轮腔体侧面以及底面分别开设有流体入口、流体出口。

2、进一步的，所述碟片组模块为有固定间距的圆形涡轮碟片。

3、进一步的，所述涡轮碟片中部开设有孔槽。

4、进一步的，所述流体入口沿着涡轮碟片外径的切线方向设置，所述流体出口沿涡轮碟片轴心方向设置。

5、进一步的，所述电机定子设置在靠近所述涡轮腔体的一侧，所述电机转子设置在靠近所述电气腔体的一侧。

6、进一步的，所述的发电控制模块包括依次连接的交流整流稳压模块、直流升压或降压模块、充电放电管理模块。

7、进一步的，所述的蓄电模块可以由多个充电池或超级电容组成。

8、本发明用于采集流体动能，并将之转化为电能存储和应用。本发明采用的流体涡轮是无桨叶的，结构简单，易于生产，避免了流体及其所含微粒对桨叶的直接撞击和破坏，不会产生穴蚀现象，省却了周期性的维护工作。同时，无桨叶涡轮适用于低水头和低流速的工况。本发明由电机转子和电机定子组成的盘式轴向电机，电机定子和电机转子分别处于气密隔离的电气腔体空间和涡轮腔体空间，所有的电气部分和流体是隔离的，无需再考虑对流体的防水问题，且盘式轴向电机的生产工艺也较径向电机简单。

9、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

10、1)结构简单，易于生产，低生产成本；

11、2)可模块性、可扩展性好，适用于不同的工况需求；

12、3)不易被流体及所含微粒所破坏，低维护成本；

13、4)可适用于不同的流体介质，如水、气体、油等。

技术特征：

1.一种由无桨叶涡轮和盘式轴向电机组成的发电设备，包括壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)内部开设有彼此气密隔离的电气腔体(2)和涡轮腔体(3)，所述电气腔体(2)内部设有电机定子(4)、发电控制模块(6)以及蓄电模块(7)，所述电机定子(4)的输出端与发电控制模块(6)相连接，所述发电控制模块(6)与蓄电模块(7)相连接，且发电控制模块(6)可对蓄电模块(7)进行充放电管理，所述涡轮腔体(3)内部上下对称内壁上均安装设有轴承(9)，两组所述轴承(9)之间传动连接设有转轴(8)，所述转轴(8)上依次固定安装设有电机转子(5)、碟片组模块，所述电机转子(5)内部嵌入多组永磁铁(14)，且电机转子(5)和电机定子(4)组成盘式轴向电机，所述涡轮腔体(3)侧面以及底面分别开设有流体入口(11)、流体出口(12)。

2.根据权利要求1所述的一种由无桨叶涡轮和盘式轴向电机组成的发电设备，其特征在于，所述碟片组模块为有固定间距的圆形涡轮碟片(10)。

3.根据权利要求2所述的一种由无桨叶涡轮和盘式轴向电机组成的发电设备，其特征在于，所述涡轮碟片(10)中部开设有孔槽(13)。

4.根据权利要求3所述的一种由无桨叶涡轮和盘式轴向电机组成的发电设备，其特征在于，所述流体入口(11)沿着涡轮碟片(10)外径的切线方向设置，所述流体出口(12)沿涡轮碟片(10)轴心方向设置。

5.根据权利要求1所述的一种由无桨叶涡轮和盘式轴向电机组成的发电设备，其特征在于，所述电机定子(4)设置在靠近所述涡轮腔体(3)的一侧，所述电机转子(5)设置在靠近所述电气腔体(2)的一侧。

6.根据权利要求1所述的一种由无桨叶涡轮和盘式轴向电机组成的发电设备，其特征在于，所述的发电控制模块(6)包括依次连接的交流整流稳压模块、直流升压或降压模块、充电放电管理模块。

7.根据权利要求1所述的一种由无桨叶涡轮和盘式轴向电机组成的发电设备，其特征在于，所述的蓄电模块(7)可以由多个充电池或超级电容组成。

技术总结
本发明公开了一种由无桨叶涡轮和盘式轴向电机组成的发电设备，包括壳体，所述壳体内部开设有彼此气密隔离的电气腔体和涡轮腔体，所述电气腔体内部设有电机定子、发电控制装置以及蓄电模块，所述涡轮腔体内部上下对称内壁上均安装设有轴承，两组所述轴承之间传动连接设有转轴，所述转轴上依次固定安装设有电机转子、碟片组模块。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，易于生产，低生产成本；可模块性、可扩展性好，适用于不同的工况需求；不易被流体及所含微粒所破坏，低维护成本；可适用于不同的流体介质，如水、气体、油等。

技术研发人员：杨艳娇
受保护的技术使用者：广州普惠智能技术合伙企业(有限合伙)
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15