垂直轴风力涡轮机及其发电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102483035A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102483035A(43)申请公布日2012.05.30(21)申请号201080022976.9(51)Int.Cl.(22)申请日2010.03.31F03D3/06(2006.01)(30)优先权数据61/213,2812009.05.22US12/711,8082010.02.24US(85)PCT申请进入国家阶段日2011.11.25(86)PCT申请的申请数据PCT/US2010/0294022010.03.31(87)PCT申请的公布数据WO2010/135032EN2010.11.25(71)申请人德里克·格拉斯曼地址美国纽约(72)发明人德里克·格拉斯曼(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人瞿卫军权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书88页页附图附图77页(54)发明名称垂直轴风力涡轮机及其发电机(57)摘要本发明提供了一种垂直式风力涡轮机，其包括绕轴线限定的支座、轴承组件、具有近端和相对的远端的传动轴，以及多级轴向磁通发电机。轴承组件包括固定环和旋转环，其中固定环耦接至支座。传动轴耦接至轴承组件的旋转环，且多个翼板耦接至传动轴。多级轴向磁通发电机包括耦接至传动轴的转子组件和耦接至支座的定子组件。转子组件包括多个永久磁铁，且定子组件包括限定至少两个电压输出级的多个线圈。转子组件上的永久磁铁紧密耦接至定子组件上的线圈。CN1024835ACN102483035A权利要求书1/3页1.一种多级轴向磁通发电机，其包括：绕轴线限定的支座；耦接至所述支座的圆盘形定子组件，所述定子组件具有第一平面侧、与所述第一平面侧相对的第二平面侧，以及沿所述轴线取向的中心孔，所述定子组件包括位于所述第一平面侧上限定至少两个操作电压输出级的多个线圈；绕所述轴线限定的且耦接至传动轴的圆盘形转子组件，所述转子组件包括固定至其平面表面的多个永久磁铁，所述永久磁铁紧密耦接至所述定子组件上的所述线圈；以及具有固定环和旋转环的轴承组件，所述固定环耦接至所述支座，所述旋转环耦接至所述转子组件。2.根据权利要求1所述的多级轴向磁通发电机，还包括旋转增强组件，其包括：耦接至所述转子组件的直径的转子增强磁铁，所述转子增强磁铁相对于从所述传动轴的所述轴线延伸的径向线以第一切向偏斜角对齐，所述第一切向偏斜角在1度至30度的范围内；以及固定至所述支座的固定增强磁铁，所述固定增强磁铁的同性极相对于从所述传动轴的所述轴线延伸的径向线以第二切向偏斜角对齐，所述第二切向偏斜角在1度至30度的范围内。3.根据权利要求2所述的多级轴向磁通发电机，其中所述第一和第二切向偏斜角介于15度和20度之间。4.根据权利要求1所述的多级轴向磁通发电机，其中所述电压输出级由线绕组直径和多个绕组限定。5.根据权利要求1所述的多级轴向磁通发电机，其中所述定子组件包括至少四个操作电压输出级。6.根据权利要求5所述的多级轴向磁通发电机，其中所述第一输出级包括具有大约450个绕组的23号线，所述第二输出级包括具有大约375个绕组的22号线，所述第三输出级包括具有大约340个绕组的21号线，且所述第四输出级包括具有大约290个绕组的20号线。7.根据权利要求1所述的多级轴向磁通发电机，其中所述定子组件包括至少十个操作电压输出级。8.根据权利要求1所述的多级轴向磁通发电机，其中所述定子组件还包括位于所述第二平面侧上限定至少两个电压输出级的第二多个绕组，且所述多级轴向磁通发电机还包括绕所述轴线限定的且耦接至所述传动轴的第二圆盘形转子部分，所述第二圆盘形转子部分包括固定至其平面表面的第二多个永久磁铁，所述第二多个永久磁铁紧密耦接至所述定子组件上的所述第二多个绕组。9.一种垂直式风力涡轮机，其包括：绕轴线限定的支座；包括固定环和旋转环的轴承组件，所述固定环耦接至所述支座；具有近端和相对的远端的传动轴，所述传动轴耦接至所述轴承组件的所述旋转环；多级轴向磁通发电机，其包括耦接至所述传动轴的转子组件和耦接至所述支座的定子组件，所述转子组件包括多个永久磁铁，所述定子组件包括限定至少两个电压输出级的多2CN102483035A权利要求书2/3页个线圈，其中所述转子组件上的所述永久磁铁紧密耦接至所述定子组件上的所述线圈；以及耦接至所述传动轴的多个翼板。10.根据权利要求9所述的垂直式风力涡轮机，还包括旋转增强组件，其包括：耦接至所述转子组件的直径的转子增强磁铁，所述转子增强磁铁相对于从所述传动轴的所述轴线延伸的径向线以第一切向偏斜角对齐，所述第一切向偏斜角在1度至30度的范围内；以及固定至所述支座的固定增强磁铁，所述固定增强磁铁的同性极相对于从所述传动轴的所述轴线延伸的径向线以第二切向