專利名稱：導(dǎo)向器組件和結(jié)合有導(dǎo)向器組件的風(fēng)輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)向器組件以及結(jié)合有所述導(dǎo)向器組件的風(fēng)輪機(jī)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)中，使用原動機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電裝置。典型地，原動機(jī)通 過傳動系統(tǒng)或齒輪箱連接到發(fā)電裝置。在這種結(jié)構(gòu)中有幾個(gè)缺點(diǎn)，包括傳 動系統(tǒng)或齒輪箱的額外體積和成本以及與傳動系統(tǒng)或齒輪箱相關(guān)的機(jī)械 損失。為了克服這些問題，可以把發(fā)電設(shè)備直接安裝到或連接到原動機(jī)。
為了滿足對電力日益增長的需求，特別是在發(fā)展中國家，具成本效益 的、環(huán)保的大規(guī)模發(fā)電成為可取的選擇，例如風(fēng)力、水力和波能發(fā)電裝置 等。出于成本、維護(hù)和效率的考慮，人們希望將發(fā)電設(shè)備直接安裝到渦輪 機(jī)中以利用風(fēng)、水和波的能量發(fā)電。然而，該等設(shè)備的運(yùn)動部分和靜止部 分之間的機(jī)械公差一般很大，很難保持有效發(fā)電所需的繞組和磁極之間的 相對恒定而小的氣隙。氣隙將會隨著運(yùn)動和靜止部分之間的側(cè)向移動而改 變，如果氣隙不足夠大，則存在繞組和磁極接觸而導(dǎo)致發(fā)電設(shè)備損壞的風(fēng) 險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種導(dǎo)向器組件。在機(jī)器的其中 一個(gè)部分 移動時(shí)，所述導(dǎo)向器組件用于保持機(jī)器的兩個(gè)部分之間的間距，或者至少 為現(xiàn)有技術(shù)提供有用的選方案。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種導(dǎo)向器組件，用于保持突出于機(jī)器的第一部分 之突出部位和機(jī)器的第二部分之間的間距，所述第一部分或第二部分其中 之一是機(jī)器的靜止部分，另外一部分則是機(jī)器的運(yùn)動部分。所述導(dǎo)向器組
4件包括
撓性連接器，所述撓性連接器置在突出部位和第一部分之間， 軸承，所述軸承與所述突出部位沒置在一起，以及 導(dǎo)向器，所述導(dǎo)向器與機(jī)器的第二部分設(shè)置在一起定位，
軸承和導(dǎo)向器協(xié)作以保持機(jī)器的突出部位和第二部分之間的間距。
優(yōu)選地，所述第二部分具有一腔，所述突出部位延伸到該腔內(nèi)，在所
述機(jī)器的運(yùn)動部分移動時(shí)，軸承和導(dǎo)向器協(xié)作以保持該突出部位和腔的壁
之間的間距。
優(yōu)選地，所述軸承和所述導(dǎo)向器協(xié)作將突出部位保持在所述腔的壁之 間的中央處。
優(yōu)選地，所述間距是垂直間距。 優(yōu)選地，所述間距被保持在既定限度內(nèi)。 優(yōu)選地，運(yùn)動部分相對轉(zhuǎn)動于靜止部分。 優(yōu)選地，其內(nèi)的導(dǎo)向器是一對相對的導(dǎo)軌。 優(yōu)選地，所述軸承是滾子。
優(yōu)選地，所述突出部位是導(dǎo)電線圈，并且所述第二部分含磁場源。 優(yōu)選地，所述導(dǎo)電線圈是繞組。 優(yōu)選地，磁場源與所述腔相關(guān)。
優(yōu)選地，所述導(dǎo)向器組件是發(fā)電裝置的一部分。 優(yōu)選地，所述發(fā)電裝置是風(fēng)輪機(jī)的一部分。
優(yōu)選地，所述靜止部分是風(fēng)輪機(jī)的芯，并且所述運(yùn)動部分是風(fēng)輪機(jī)的 轉(zhuǎn)子。
優(yōu)選地，所述突出部位從芯徑向地延伸，并且所述轉(zhuǎn)子環(huán)繞芯旋轉(zhuǎn)， 此導(dǎo)致所述突出部位穿過磁場源。
通過下面的描述，本發(fā)明的更多方面將變得清楚，描述僅以實(shí)施例的 方式提出，并無意圖限制本發(fā)明的應(yīng)用或功能的范圍。


現(xiàn)以本發(fā)明的實(shí)施例作為例子來進(jìn)行描述，并以隨附的附圖作參考， g巾-圖1是垂直軸式風(fēng)輪機(jī)的透視圖； 圖2是通過風(fēng)輪機(jī)的截面圖，示出發(fā)電組件； 圖3是圖2中的一部分的放大圖； 圖4是通過發(fā)電組件之一的A-A正面截面圖5是通過發(fā)電組件的正面截面，圖示出第一類型的導(dǎo)向滾子14; 圖6是通過圖5中的導(dǎo)向滾子的截面圖7是通過發(fā)電組件的截面圖，示出第二類型的導(dǎo)向滾子14; 圖8是通過圖7中的導(dǎo)向滾子的截面圖9是通過發(fā)電組件的截面圖，示出第三類型的導(dǎo)向滾子14;以及
圖10是通過圖9中的導(dǎo)向滾子的截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將要描述的是根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)向器組件用于大型風(fēng)輪機(jī)的直接 驅(qū)動發(fā)電裝置中。所述導(dǎo)向器組件將定子繞組保持在垂直設(shè)置于運(yùn)動中的 轉(zhuǎn)子內(nèi)的一對磁極的垂直中央，不受風(fēng)輪機(jī)的芯與轉(zhuǎn)子之間的相對移動影 響，不論該相對移動是水平面的或垂直面的，是由熱膨脹或熱收縮引起的， 還是由轉(zhuǎn)子在運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的任何總體橫向移動而引起的。然而，此描述并 無意圖限制本發(fā)明的應(yīng)用或功能。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白到根據(jù)本發(fā)明 的導(dǎo)向器組件可以用于任何的機(jī)器中若它們具有兩個(gè)移動部分而其(或其 附著物)間的間距關(guān)系必需被保持。
在圖1中，示出了根據(jù)本發(fā)明的多層風(fēng)輪機(jī)的透視圖。雖然規(guī)模對本 發(fā)明來說不是關(guān)鍵的，該風(fēng)輪的直徑有300米和高度達(dá)500米。風(fēng)輪機(jī)包 括垂直的支撐混凝土內(nèi)芯1和三個(gè)由風(fēng)力驅(qū)動，獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子， 一個(gè)疊 于另一個(gè)之上。每個(gè)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)盤2，包括可轉(zhuǎn)動地被支撐于芯的 環(huán)形框架和三個(gè)徑向地延伸的葉片臂。升力式翼型葉片3設(shè)置在每個(gè)徑向 臂的末端。
參見圖2，第一多個(gè)直線形定子部分4設(shè)置在所述芯1上，并且第二 多個(gè)磁場發(fā)生器5設(shè)置在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)盤2上，用于在轉(zhuǎn)子2環(huán)繞所述芯1轉(zhuǎn) 動時(shí)產(chǎn)生電力。直線形定子部分4從所述芯壁1徑向地延伸并且通過鉸鏈 6連接到芯壁，使得當(dāng)定子部分4繞樞軸轉(zhuǎn)動時(shí)，定子的漂浮的末端部7
6能夠在垂直方向"B"上下移動。導(dǎo)電線圈或繞組16設(shè)置在定子部分4的 漂浮的末端部7處。磁場發(fā)生器5包括安裝在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)盤2上的多對垂直 地相對的永磁鐵8、 9。每對垂直地相對的永磁鐵8、 9是一對磁場磁極， 它們在兩者之間的空間產(chǎn)生磁場。永磁鐵8、 9之間的空間設(shè)置有轉(zhuǎn)子2， 使得在轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動過程中，定子7的漂浮端水平地通過所述空間。定子部 分4上的繞組16切割磁場，在繞組16中感應(yīng)出電流。撓性連接器，例如 柔性繞組引線IO和插頭11將所述繞組連接到所述芯1內(nèi)的電流導(dǎo)線或母 線。位于多個(gè)定子4上的繞組16可以按照設(shè)計(jì)的需要串聯(lián)或并聯(lián)連接。
永磁鐵8、 9與一對相應(yīng)的垂直地相對的環(huán)形導(dǎo)軌12、 13相關(guān)，環(huán)形 導(dǎo)軌12、 13環(huán)繞轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)盤2的整個(gè)圓周延伸。定子部分4設(shè)置在導(dǎo)軌 12、 13之間的空間內(nèi)。導(dǎo)向滾子14與每個(gè)定子部分4相關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 盤2移動時(shí)，滾子14與導(dǎo)軌12、 13接合。導(dǎo)軌12、 13導(dǎo)致定子部分4 跟隨著轉(zhuǎn)子作垂直運(yùn)動，該垂直運(yùn)動是由結(jié)構(gòu)中的機(jī)械公差而引起的。這 樣，在轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動過程中，定子繞組16和永磁鐵8、 9之間的間距能得以保持。
圖5-10顯示導(dǎo)向滾子14的三個(gè)不同實(shí)施例。在圖5和圖6中，圓型 環(huán)形滾子軸承21環(huán)繞定子臂4。軸承外部表面與上導(dǎo)軌12或者與下導(dǎo)軌 13連接，使轉(zhuǎn)子臂4和繞組16基本上保持在兩個(gè)永磁鐵8和9之間的空 間的中央。在圖7和8中，導(dǎo)向滾子14包括連接到定子臂4的滾子框架 22。滾子框架22設(shè)有分別接合上和下導(dǎo)軌12、 13的上輪和下輪23、 24。 圖9和10顯示一實(shí)施例，該實(shí)施例中導(dǎo)向滾子14包括滾珠。球框架25 沿定子臂4設(shè)置并且具有上滾珠杯和下滾珠杯28、 29。滾珠26、 27置于 每個(gè)上和下杯28、 29內(nèi)并且分別與上和下導(dǎo)軌12、 13接合。圖9和10 中的滾珠實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)向器組件能承受在芯壁1和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)盤2兩者 之間的空間內(nèi)所出現(xiàn)的重大水平和垂直運(yùn)動，以保持繞組16在永磁鐵8 和9之間的相對垂直位置。
應(yīng)該認(rèn)識到，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的修改和變動不能認(rèn)為是 超過本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如，對于本發(fā)明來說，定子部分鉸鏈連接到芯 壁并不是必要的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以立即認(rèn)識到，定子部分可以是固定 的，并且允許導(dǎo)軌和永磁鐵在轉(zhuǎn)子上垂直地移動，以保持氣隙間距。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)向器組件，用于保持突出于機(jī)器的第一部分之突出部位和所述機(jī)器的第二部分之間的間距；所述第一部分或第二部分的其中之一是機(jī)器的靜止部分，另外部分則為機(jī)器的運(yùn)動部分，所述導(dǎo)向器組件包括撓性連接器，所述撓性連接器設(shè)置在所述突出部位和所述第一部分之間，軸承，所述軸承與所述突出部位設(shè)置在一起，以及導(dǎo)向器，所述導(dǎo)向器與機(jī)器的第二部分設(shè)置在一起，軸承和導(dǎo)向器協(xié)作以保持該突出部位和第二部分之間的間距。
2. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向器組件，其中所述第二部分具有一腔，所述突出部位延伸到該腔內(nèi)，當(dāng)機(jī)器的運(yùn)動部分移動時(shí)，軸承和導(dǎo)向器協(xié)作以保持該突出部位和該腔的壁之間的間距。
3. 如權(quán)利要求2所述的導(dǎo)向器組件，其中所述軸承和所述導(dǎo)向器協(xié)作將突出部位保持在腔的壁之間的中央處。
4. 如權(quán)利要求l所述的導(dǎo)向器組件，其中所述間距是垂直的間距。
5. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向器組件，其中所述間距被保持在既定限度內(nèi)。
6. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向器組件，其中所述運(yùn)動部分相對地轉(zhuǎn)動于所述靜止部分。
7. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向器組件，其中所述導(dǎo)向器是一對相對的導(dǎo)軌。
8. 如權(quán)利要求l所述的導(dǎo)向器組件，其中所述軸承是滾子。
9. 如權(quán)利要求l所述的導(dǎo)向器組件，其中所述突出部位是導(dǎo)電線圈，并且所述第二部分包括磁場源。
10. 如權(quán)利要求9所述的導(dǎo)向器組件，其中導(dǎo)電線圈是繞組。
11. 如權(quán)利要求9所述的導(dǎo)向器組件，其中所述第二部分含一腔，所述突出部位延伸到該腔內(nèi)，并且所述磁場源與該腔相關(guān)。
12. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)向器組件，所述導(dǎo)向器組件是發(fā)電裝置的一部分。
13. 如權(quán)利要求12所述的導(dǎo)向器組件，其中所述發(fā)電裝置是風(fēng)輪機(jī)的一部分。
14. 如權(quán)利要求13所述的導(dǎo)向器組件，其中所述靜止部分是所述風(fēng)輪機(jī)的芯，運(yùn)動部分是該風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)子。
15. 如權(quán)利要求14所述的導(dǎo)向器組件，其中所述突出部位從芯徑向地延伸，轉(zhuǎn)子環(huán)繞芯轉(zhuǎn)動，使突出部位穿過所述磁場源。
全文摘要
本發(fā)明提供一種導(dǎo)向器組件。在機(jī)器的第一部分或第二部分移動時(shí)(其中之一是機(jī)器的運(yùn)動部分)，所述的導(dǎo)向器組件用于保持突出于第一部分的突出部位和第二部分之間的間距。導(dǎo)向器組件在突出部位和第一部分之間設(shè)有撓性連接器并且在該突出部位設(shè)有軸承。導(dǎo)向器設(shè)置在機(jī)器的第二部分。軸承和導(dǎo)向器協(xié)作以保持所述突出部位和第二部分之間的間距。導(dǎo)向器組件用途之一是用于風(fēng)輪機(jī)上的直接發(fā)電裝置組件。
文檔編號H02K5/16GK101630877SQ20091000410
公開日2010年1月20日 申請日期2009年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者胡應(yīng)湘, 胡文新, 胡芝明 申請人:合和風(fēng)電有限公司