垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置，包括主立桿、下法蘭、發電機、上法蘭、風葉下龍骨、風葉旋轉軸、支撐防跌構件、中法蘭、變速器、磁懸浮靜止件、磁懸浮旋轉件、第一和第二永磁體；支撐防跌構件固定在主立桿的上端；發電機固定安裝在主立桿的上端且與變速器傳動連接；磁懸浮靜止件固定安裝在支撐防跌構件上；磁懸浮旋轉件與上法蘭固定連接組合后與變速器傳動連接；風葉旋轉軸與上法蘭固定連接；第一、第二永磁體分別固定安裝在磁懸浮靜止件和磁懸浮旋轉件上。本實用新型結構簡單、成本較低、安裝方便，使用時能夠有效提高發電機運行的穩定性、延長發電機的使用壽命且能有效保障在大風等極端天氣時風機不易跌落。
【專利說明】
垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及風力發電系統輔助設施，具體涉及一種適用于垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置。
【背景技術】
[0002]垂直軸風力發電機目前得到了廣泛的應用。常見的垂直軸的風力發電機，通常將發電機通過連接法蘭固定安裝在立桿的上端;將風葉旋轉軸直接固定安裝在發電機的頂部上，其存在的問題有:一是發電機受力較大，影響發電機的運行穩定性和使用壽命;二是在臺風等極端天氣情況下，易發生發電機頂部被撕裂損壞，嚴重情況下甚至使得風機跌落造成傷人事故，具有較大的安全隱患。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是:針對現有技術中存在的問題，提供一種結構簡單、成本較低、安裝方便，使用時能夠有效提高發電機運行的穩定性、延長發電機的使用壽命且能有效保障在大風等極端天氣時風機不易跌落的垂直軸風力發電系統的磁懸浮安全裝置。
[0004]本實用新型的技術方案是:本實用新型的垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置，包括主立桿、下法蘭、發電機、上法蘭、風葉下龍骨和風葉旋轉軸;其結構特點是:還包括支撐防跌構件、中法蘭、變速器、磁懸浮靜止件、磁懸浮旋轉件、第一永磁體和第二永磁體；
[0005]上述的支撐防跌構件包括連接安裝件、橫擔、防跌桿和托架;橫擔設置3根以上;各橫擔均由其一端與連接安裝件固定連接;防跌桿由豎桿和短橫桿垂直相接組成；防跌桿在每個橫擔的外端分別各固定安裝I根;托架在每根防跌桿的豎桿上分別各固定安裝I個；
[0006]支撐防跌構件由其連接安裝件與主立桿的上端固定連接;發電機通過下法蘭固定安裝在主立桿的上端;發電機通過中法蘭與位于發電機上部的變速器傳動連接；
[0007]磁懸浮靜止件固定安裝在支撐防跌構件的托架上且位于變速器的上方;磁懸浮旋轉件與上法蘭固定連接組合后與變速器傳動連接;風葉旋轉軸由上到下穿過風葉下龍骨后與上法蘭固定連接；
[0008]第一永磁體固定安裝在磁懸浮靜止件上；第二永磁體固定安裝在磁懸浮旋轉件上;且使得第一永磁體和第二永磁體隔空上下相對，并且相鄰面的磁極性相同；
[0009]支撐防跌構件的各防跌桿位于發電機、變速器、磁懸浮靜止件和磁懸浮旋轉件的外周;且各防跌桿的短橫桿均向內且位于磁懸浮旋轉件和風葉下龍骨之間。
[0010]進一步的方案是:上述的支撐防跌構件的連接安裝件為鋼質中空的扁圓柱體件；橫擔為槽鋼;橫擔上設有安裝連接用的螺栓孔;各橫擔水平設置；
[0011 ]進一步的方案是:上述的支撐防跌構件的托架為鋼質L形一體件;各托架在每根防跌桿的豎桿上安裝的高度相同。
[0012]進一步的方案是:上述的支撐防跌構件的防跌桿的材質為中空的鋼管。
[0013]進一步的方案是:上述的磁懸浮靜止件的材質為鋁合金;磁懸浮靜止件由位于下方的安裝連接盤和位于上方的永磁體安裝盤一體組成;磁懸浮靜止件的中軸線上設有上下向貫通的傳動連接通過孔;磁懸浮靜止件的永磁體安裝盤的外周設有從上端面向下凹入的圓環形的永磁體安裝槽;上述的第一永磁體固定安裝在磁懸浮靜止件的永磁體安裝盤的永磁體安裝槽內。
[0014]進一步的方案還有:上述的磁懸浮旋轉件的材質為鋁合金;磁懸浮旋轉件由從上到下一體連接的圓臺部、本體部和永磁體安裝盤一體組成;磁懸浮旋轉件的中軸線上設有上下向貫通的傳動連接通過孔;磁懸浮旋轉件的永磁體安裝盤的外周設有從下向上凹入的永磁體安裝槽;上述的第二永磁體固定安裝在磁懸浮旋轉件的永磁體安裝盤的的永磁體安裝槽內。
[0015]本實用新型具有積極的效果:(I)本實用新型的垂直軸風力發電系統的磁懸浮安全裝置，其通過加裝支撐防跌構件、磁懸浮靜止件、磁懸浮旋轉件、設置在磁懸浮靜止件上的第一永磁體以及設置在磁懸浮旋轉件上的第二永磁體;使得系統的重力支撐點由傳統的發電機的頂部移至支撐防跌構件的橫擔的外沿并傳遞到主立桿的頂部，變速器和發電機基本不承受壓力，從而提高了變速器和發電機的運行可靠性和使用壽命;安裝在磁懸浮靜止件上的第一永磁體和安裝在磁懸浮旋轉件上的第二永磁體產生的同性相斥的磁浮力與系統的中心軸共同支撐風葉組件的運轉，從而較之于傳統的僅靠中心軸支撐風葉組件運轉，大幅提高了系統的可靠性和穩定性;同時，磁懸浮旋轉件還起到飛輪的作用，使風機運轉更穩定；當極端氣象條件下風機發生損壞傾斜時，磁懸浮旋轉件的上部四周被支撐防跌構件的各防跌桿的短橫桿阻礙，磁懸浮旋轉件的下部則被磁懸浮靜止件頂住，因此使得風機難以跌落傷人。(2)本實用新型的垂直軸風力發電系統的磁懸浮安全裝置，其通過加裝變速器，將較低的風葉轉速提高后帶動發電機，從而可大大降低發電機體積和重量，節約裝機成本。(3)本實用新型的垂直軸風力發電系統的磁懸浮安全裝置，結構簡單、成本較低、安裝方便，經濟實用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0017]圖2為圖1中的支撐防跌構件的一種結構的俯視圖；
[0018]圖3為圖1中的支撐防跌構件的另一種結構的俯視圖。
[0019]上述附圖中的附圖標記如下:
[0020]主立桿1，
[0021 ]支撐防跌構件2，連接安裝件2-1，橫擔2-2，螺栓孔2_2_1，防跌桿2_3，豎桿2_3_1，短橫桿2-3-2，托架2-4，
[0022]下法蘭3，發電機4，中法蘭5，變速器6，
[0023]磁懸浮靜止件7，磁懸浮旋轉件8，
[0024]第一永磁體9，第二永磁體10，
[0025]上法蘭11，風葉下龍骨12，風葉旋轉軸13，鎖緊螺母14。
【具體實施方式】
[0026](實施例1)
[0027]見圖1，本實施例的垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置，其主要由主立桿1、支撐防跌構件2、下法蘭3、發電機4、中法蘭5、變速器6、磁懸浮靜止件7、磁懸浮旋轉件
8、第一永磁體9、第二永磁體10、上法蘭11、風葉下龍骨12、風葉旋轉軸13和鎖緊螺母14組成。
[0028]參見圖2和圖3，支撐防跌構件2主要由連接安裝件2-1、橫擔2-2、防跌桿2-3和托架
2-5組成。
[0029]連接安裝件2-1為鋼質中空的扁圓柱體件，連接安裝件2-1用于與風力發電系統的主立桿I的上端安裝連接;橫擔2-2本實施例中優選采用槽鋼;橫擔2-2設置3根以上，本實施例中，橫擔2-2優選設置4根，該4根橫擔2-2在連接安裝件2-1的四周對稱設置，各橫擔2_2均由其一端與連接安裝件2-1焊接;橫擔2-2上設有安裝連接用的螺栓孔2-2-1;各橫擔2-2水平設置。
[0030]防跌桿2-3由豎桿2-3-1和短橫桿2-3-2垂直相接組成;短橫桿2-3-2設置在豎桿2-
3-1的上方;防跌桿2-3的數量與橫擔2-2的數量相同，防跌桿2-3在每根橫擔2-2的外端分別各固定安設置I根，防跌桿2-3由其豎桿2-3-1的下端與對橫擔2-2的外端固定連接;且使得防跌桿2-3的短橫桿2-3-2向內伸出;本實施例中，防跌桿2-3的材質優選采用中空的鋼管。
[0031]托架2-4為鋼質L形一體件;托架2-4的數量與防跌桿2-3的數量相同;托架2-4在每根防跌桿2-3的豎桿2-3-1的中上部采用螺栓連接或焊接的方式分別各固定安裝I個;且各托架2-4的高度相同。
[0032]支撐防跌構件2由其連接安裝件2-1與主立桿I的上端固定連接;發電機4通過下法蘭3固定安裝在主立桿I的上端;發電機4通過中法蘭5與位于發電機4上部的變速器6傳動連接。
[0033]磁懸浮靜止件7的材質為鋁合金或其他不導磁材料，本實施例中優選采用鋁合金；磁懸浮靜止件7由位于下方的安裝連接盤和位于上方的永磁體安裝盤一體組成;磁懸浮靜止件7的中軸線上設有上下向貫通的傳動連接通過孔;磁懸浮靜止件7的永磁體安裝盤的外周設有從上端面向下凹入的圓環形的永磁體安裝槽。
[0034]磁懸浮靜止件7由其安裝連接盤的下端面與支撐防跌構件2的各托架2-5固定連接從而將磁懸浮靜止件7固定設置在變速器6的上方。
[0035]磁懸浮旋轉件8的材質為鋁合金或其他不導磁材料，本實施例中優選采用鋁合金；磁懸浮旋轉件8由從上到下一體連接的圓臺部、本體部和永磁體安裝盤一體組成;磁懸浮旋轉件8的中軸線上設有上下向貫通的傳動連接通過孔;磁懸浮旋轉件8的永磁體安裝盤的外周設有從下向上凹入的永磁體安裝槽。
[0036]第一永磁體9固定安裝在磁懸浮靜止件7的永磁體安裝盤的永磁體安裝槽內；第二永磁體10固定安裝在磁懸浮旋轉件8的永磁體安裝盤的永磁體安裝槽內；且使得第一永磁體9和第二永磁體10隔空上下相對，并且相鄰面的磁極性相同。
[0037]磁懸浮旋轉件8由其圓臺部與上法蘭11固定連接組合后與變速器6傳動連接;風葉旋轉軸13由上到下穿過風葉下龍骨12后與上法蘭11固定連接;風葉旋轉軸13和風葉下龍骨12間用鎖緊螺母14緊固。
[0038]支撐防跌構件2的各防跌桿2-3位于發電機4、變速器6、磁懸浮靜止件7和磁懸浮旋轉件8的外周;且各防跌桿2-3的短橫桿2-3-2均向內且位于磁懸浮旋轉件8和風葉下龍骨12之間。
[0039]本實施例的垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置，其在工作時，風葉旋轉軸13、風葉下龍骨12、磁懸浮旋轉件8、變速器6以及發電機4同軸(中心軸)轉動;系統的重力支撐點由傳統的發電機4的頂部移至支撐防跌構件2的橫擔2-2的外沿并傳遞到主立桿I的頂部，變速器6和發電機4基本不承受壓力，從而提高了變速器6和發電機4的運行可靠性和使用壽命。
[0040]安裝在磁懸浮靜止件7上的第一永磁體9和安裝在磁懸浮旋轉件8上的第二永磁體10產生的同性相斥的磁浮力與系統的中心軸共同支撐風葉組件的運轉，從而較之于傳統的僅靠中心軸支撐風葉組件運轉，大幅提高了系統的可靠性和穩定性。磁懸浮旋轉件8同時還起到飛輪的作用，使風機運轉更穩定，當極端氣象條件下風機發生損壞傾斜時，磁懸浮旋轉件8的上部四周被支撐防跌構件2的各防跌桿2-3的短橫桿2-3-2阻礙，磁懸浮旋轉件8的下部則被磁懸浮靜止件7頂住，因此使得風機難以跌落傷人。
[0041]而且，由于加裝了變速器6，能夠將較低的風葉轉速提高后帶動發電機4，大大降低了發電機4的體積和重量，節約系統的安裝成本。
[0042]以上實施例是對本實用新型的【具體實施方式】的說明，而非對本實用新型的限制，有關技術領域的技術人員在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變換和變化而得到相對應的等同的技術方案，因此所有等同的技術方案均應該歸入本實用新型的專利保護范圍。
【主權項】
1.一種垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置，包括主立桿(1)、下法蘭(3)、發電機(4)、上法蘭(11)、風葉下龍骨(12)和風葉旋轉軸(13);其特征在于:還包括支撐防跌構件(2)、中法蘭(5)、變速器(6)、磁懸浮靜止件(7)、磁懸浮旋轉件(8)、第一永磁體(9)和第二永磁體(10); 所述的支撐防跌構件(2)包括連接安裝件(2-1)、橫擔(2-2)、防跌桿(2-3)和托架(2-5);橫擔(2-2)設置3根以上;各橫擔(2-2)均由其一端與連接安裝件(2-1)固定連接;防跌桿(2-3)由豎桿(2-3-1)和短橫桿(2-3-2)垂直相接組成;防跌桿(2-3)在每個橫擔(2-2)的外端分別各固定安裝I根;托架(2-5)在每根防跌桿(2-3)的豎桿(2-3-1)上分別各固定安裝I個； 支撐防跌構件(2)由其連接安裝件(2-1)與主立桿(I)的上端固定連接;發電機(4)通過下法蘭(3)固定安裝在主立桿(I)的上端；發電機(4)通過中法蘭(5)與位于發電機(4)上部的變速器(6)傳動連接； 磁懸浮靜止件(7)固定安裝在支撐防跌構件(2)的托架(2-5)上且位于變速器(6)的上方；磁懸浮旋轉件(8)與上法蘭(11)固定連接組合后與變速器(6)傳動連接；風葉旋轉軸(13)由上到下穿過風葉下龍骨(12)后與上法蘭(11)固定連接； 第一永磁體(9)固定安裝在磁懸浮靜止件(7)上;第二永磁體(10)固定安裝在磁懸浮旋轉件(8)上;且使得第一永磁體(9)和第二永磁體(10)隔空上下相對，并且相鄰面的磁極性相同； 支撐防跌構件(2)的各防跌桿(2-3)位于發電機(4)、變速器(6)、磁懸浮靜止件(7)和磁懸浮旋轉件(8)的外周;且各防跌桿(2-3)的短橫桿(2-3-2)均向內且位于磁懸浮旋轉件(8)和風葉下龍骨(12)之間。2.根據權利要求1所述的垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置，其特征在于:所述的支撐防跌構件(2)的連接安裝件(2-1)為鋼質中空的扁圓柱體件;橫擔(2-2)為槽鋼；橫擔(2-2)上設有安裝連接用的螺栓孔(2-2-1);各橫擔(2-2)水平設置。3.根據權利要求1所述的垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置，其特征在于:所述的支撐防跌構件(2)的托架(2-5)為鋼質L形一體件;各托架(2-5)在每根防跌桿(2-3)的豎桿(2-3-1)上安裝的高度相同。4.根據權利要求1所述的垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置，其特征在于:所述的支撐防跌構件(2)的防跌桿(2-3)的材質為中空的鋼管。5.根據權利要求1所述的垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置，其特征在于:所述的磁懸浮靜止件(7)的材質為鋁合金;磁懸浮靜止件(7)由位于下方的安裝連接盤和位于上方的永磁體安裝盤一體組成;磁懸浮靜止件(7)的中軸線上設有上下向貫通的傳動連接通過孔;磁懸浮靜止件(7)的永磁體安裝盤的外周設有從上端面向下凹入的圓環形的永磁體安裝槽;所述的第一永磁體(9)固定安裝在磁懸浮靜止件(7)的永磁體安裝盤的永磁體安裝槽內。6.根據權利要求1所述的垂直軸風力發電系統的磁懸浮防跌落安全裝置，其特征在于:所述的磁懸浮旋轉件(8)的材質為鋁合金;磁懸浮旋轉件(8)由從上到下一體連接的圓臺部、本體部和永磁體安裝盤一體組成;磁懸浮旋轉件(8)的中軸線上設有上下向貫通的傳動連接通過孔;磁懸浮旋轉件(8)的永磁體安裝盤的外周設有從下向上凹入的永磁體安裝槽；所述的第二永磁體(10)固定安裝在磁懸浮旋轉件(8)的永磁體安裝盤的的永磁體安裝槽內。
【文檔編號】F03D15/10GK205478108SQ201620028384
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月12日
【發明人】張大鵬
【申請人】張大鵬