[發明專利]用于垂直軸風力發電裝置的懸浮軸承

在審

• 申請號: 202010553673.5
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111878328A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 郭文禮;郭曄恒;孔瑞蕾;談琦
• 申請（專利權）人: 河南恒聚新能源設備有限公司;北京恒聚化工集團有限責任公司
• 主分類號: F03D80/70
• 分類號: F03D80/70;F16C32/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 呂偉盼

本發明實施例涉及風力發電技術領域，提供了一種用于垂直軸風力發電裝置的懸浮軸承。本發明實施例提供的垂直軸風力發電裝置的懸浮軸承包括：傳動軸系，傳動軸系的上方設置有與其連接的中心支撐柱；轉子和定子，定子位于轉子外部，轉子與傳動軸系和中心支撐柱連接并能夠隨中心支撐柱旋轉；至少一組磁懸浮單元，磁懸浮單元能夠在電磁吸引力的作用下帶動轉子相對于定子懸浮；至少一組氣動力懸浮單元，氣動力懸浮單元連接轉子和中心支撐柱并且能夠產生促使轉子相對于定子懸浮的升力。本發明實施例提供的垂直軸風力發電裝置的懸浮軸承，將磁懸浮單元的電磁力和氣動力懸浮單元的氣動力結合，產生了巨大的浮力，擴大了風機相對于風速變化的做功范圍。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，尤其涉及一種用于垂直軸風力發電裝置的懸浮軸承。

背景技術

隨著全球氣候變暖，減少CO₂的排放量已是全世界關心的問題，可再生能源的開發是一個在全球備受矚目的新課題。特別是風能的利用，開辟了一個降低二氧化碳排放量的綠色通道。風能的蘊藏量巨大，且分布廣泛，就地可取，無需運輸，利用方便。風能的利用已從最初的風力提水，風力助航等發展到今天的風力發電。

由于中東南部的風力資源遠低于“三北”地區，中東南部的年平均風速能達到5m/s以上的風資源有9億kw，這部分資源如能開發出來，將是一個巨大的財富。由此，開發適用于中東南部低風速區的風力發電機已成為目前風電行業的熱門。

通常，開發適用于中東南部低風速區的風力發電機主要從兩方面改進：一是改進風力機的結構，適應低風速區風力發電特點的要求；二是提高風力發電的效率。而提高風力發電的效率是一個快速提升風力發電適用于低風速區的關鍵技術點，而提高效率中很重要的一點就是降低風力發電機運轉中風能的損失，而造成風能損失的最大原因來源于風力發電的軸承。所以業內人員下了很大的功夫來降低軸承損失，并取得了很好的成績。但隨著風力發電機單機功率的增加，軸承的承載力在加大，其結構尺寸也在加大，這樣就給軸承的制造帶來了很多困難，加大了投資成本。特別是近幾年垂直軸風力發電裝置快速發展，對軸承的技術要求越來越高，也出現了各種各樣的解決方案，但是，降低軸承的損失還是不夠理想，由此，如何設計一種新的軸承，讓風力發電的渦輪轉子懸浮起來，使其無接觸運轉，可消除軸承的機械摩擦損失，使垂直軸風力發電裝置更適用于低風速成為亟待解決的問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明實施例提供了一種用于垂直軸風力發電裝置的懸浮軸承。

根據本發明的一個實施例，垂直軸風力發電裝置的懸浮軸承包括：傳動軸系，所述傳動軸系的上方設置有與其連接的中心支撐柱；轉子和定子，所述定子位于所述轉子外部，所述轉子與所述傳動軸系和所述中心支撐柱連接并能夠隨所述中心支撐柱旋轉；至少一組磁懸浮單元，所述磁懸浮單元能夠在電磁吸引力的作用下帶動所述轉子相對于所述定子懸浮；至少一組氣動力懸浮單元，所述氣動力懸浮單元連接所述轉子和所述中心支撐柱并且能夠產生促使所述轉子相對于所述定子懸浮的升力。

根據本發明的一個實施例，至少一組所述磁懸浮單元包括：第一磁懸浮單元，所述第一磁懸浮單元圍繞所述傳動軸系設置，并與所述傳動軸系固定連接。

根據本發明的一個實施例，至少一組所述磁懸浮單元還包括：第二磁懸浮單元，所述第二磁懸浮單元分別設置在所述轉子的不同高度上，并與所述轉子固定連接，其中，所述第二磁懸浮單元與所述氣動力懸浮單元對應設置。

根據本發明的一個實施例，所述磁懸浮單元包括：軌道支架，所述軌道支架的上方設置有磁懸浮軌道；電磁鐵，所述電磁鐵與所述磁懸浮軌道對應設置；轉向架，所述轉向架的兩端分別連接所述電磁鐵，其中，所述電磁鐵能夠在電磁吸引力的作用下被吸引移向所述磁懸浮軌道，以使所述電磁鐵經由所述轉向架帶動所述轉子懸浮。