一种全封闭式水平轴双驱动发电装置

摘要

本发明公开了一种全封闭式水平轴双驱动发电装置，外壳包括壳体和固定在两端的第一端盖和第二端盖，所述第一端盖的内侧面设有第一轴承，所述第二端盖的内侧面设有第二轴承；所述外转子包括外转子壳体和设置在两端的第一、第二外转子端盖，所述第一外转子端盖的外侧面设有外转子轴，内侧面设有第三轴承，所述第二外转子端盖的内侧面设有第四轴承；所述内转子轴的内端转动设置在所述第三轴承内，外端依次穿过所述第四轴承和第二轴承伸出所述第二端盖；所述外转子轴穿过所述第一轴承伸出所述第一端盖。本发明，外壳的第一端盖和第二端盖上仅在与外转子轴和内转子轴的配合处存在一道配合间隙，提高了密封性能，避免灰尘进入，延长了使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电装置技术领域，具体涉及一种全封闭式水平轴双驱动发电装置。

背景技术

发电装置用于将机械能转化为电能，在风力、水力等领域应用广泛。众所周知，发电装置通常工作环境较为恶劣，例如，风力发电装置、水力发电装置通常都直接布置在室外环境中，因此，如何对发电装置的零部件进行有效保护，防止外界灰尘、雨水等侵入，特别是对轴承等易磨损件的保护，尤为重要。

为了提高发电效率，已经有多项的现有技术采用了双驱动的模式，内外转子分别通过驱动机构驱动产生相对旋转，以提高内、外转子之间的相对转速，提高发电效率。

双驱动发电装置的结构形式多种多样，其中水平轴发电装置由于纵向高度低，稳定性更好。

为此，中国发明专利CN 1094866A公开了一种两向旋转发电机，定子外围设有一个外壳及多套轴承，定子和转子都能转动，驱动轮决定了定子与转子同时向一个相反的方向转动，使转子与定子的切割磁力线增加，从而使发电机输出功率增加。

对于双输出水平轴形式，结构设计的合理性和紧凑性是设计的关键。

上述方案存在以下缺陷：

1、外转子的右侧端盖做为右端盖轴承的支撑轴，暴露在右端盖之外，增加了一道灰尘进入的通道。

2、集电环的接线端子设置在外壳的顶面上，容易受到雨淋产生漏电危险。

有鉴于此，急需对现有的水平轴双驱动发电装置进行改进，以提高密封性，提高安全性，延长寿命，降低维护成本。

发明内容

针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供一种全封闭水平轴双驱动发电装置，以解决现有的风力发电装置，密封性和安全性有待进一步提高的问题。

为此，本发明提供的全封闭式水平轴双驱动发电装置，包括外壳和设置在所述外壳内的双驱动发电机，所述双驱动发电机包括内转子和围绕所述内转子转动的外转子，所述风转子和外转子的转动方向相反，

所述外壳包括壳体和固定在所述壳体两端的第一端盖和第二端盖，所述第一端盖的内侧面中心处设有第一轴承；所述第二端盖的内侧面中心处设有第二轴承，所述第一轴承与所述第二轴承同轴；

所述外转子包括外转子壳体和设置在所述外转子壳体两端的第一外转子端盖和第二外转子端盖，所述第一外转子端盖的外侧面的中心处设有外转子轴，内侧面中心处设有第三轴承，所述第二外转子端盖的内侧面中心处设有第四轴承，所述第三轴承与第四轴承同轴；

所述内转子固定在内转子轴上，所述内转子轴的内端转动设置在所述第三轴承内，所述内转子轴的外端依次穿过所述第四轴承和第二轴承伸出所述第二端盖；所述外转子轴穿过所述第一轴承伸出所述第一端盖。

在上述技术方案中，优选地，还包括用于将外转子的绕组产生的电能向外输出的集电环装置，设置在所述第二端盖的外端面上。

在上述技术方案中，优选地，所述集电环装置包括：

集电环，由多个环形导电环平面同心嵌套组成，固定在所述第二外转子端盖的外侧面上；

接线端子，固定在所述第二端盖的外侧面上，并与所述集电环弹性抵接。

在上述技术方案中，优选地，还包括两组制动装置，所述制动装置包括：

制动钳，分别固定在所述第一端盖和第二端盖的外侧面上；

制动盘，分别固定在所述外转子轴和内转子轴上，所述制动盘适配到所述制动钳内。

在上述技术方案中，优选地，所述制动盘通过固定套固定在所述外转子轴或内转子轴上，所述固定套呈法兰状，轴部通过紧定螺钉与外转子轴或内转子轴固定，侧面再与所述制动盘的侧面固定。

在上述技术方案中，优选地，其中一个所述制动盘固定在所述第一外转子端盖的外侧面上。

在上述技术方案中，还包括两组制动装置，所述制动装置包括：

制动钳，分别固定在所述第一端盖和第二端盖的内侧面上；

制动盘，分别固定在所述外转子轴和内转子轴上，所述制动盘适配到所述制动钳内。

在上述技术方案中，优选地，所述第一端盖的内侧面中心处向内凸出，形成第一内凸出部，所述第一轴承设置在所述第一内凸出部内；

所述第二端盖的内侧面中心处向内凸出，形成第二内凸出部，所述第二轴承设置在所述第二内凸出部内。

在上述技术方案中，优选地，所述第一端盖和第二端盖的外圆周面上分别设有环形凸缘，所述环形凸缘上沿周向均布设有多个沿径向向外凸出的外连接座，所述壳体上对应地设有内连接座，通过螺栓穿过所述外连接座与内连接座连接，将所述第一端盖和第二端盖分别固定在所魔神壳体的端面上。

在上述技术方案中，优选地，所述第二轴承与第四轴承之间设有隔套，用于对所述第二轴承与第四轴承的内圈轴向限位。

由上述技术方案可知，本发明提供的全封闭式水平轴双驱动发电装置，解决了现有技术密封性较差，集电环装置容易淋雨的问题。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

内转子和外转子转向相反，提高了发电效率。并且，发电装置组装完成后，外壳的第一端盖和第二端盖上仅在与外转子轴和内转子轴的配合处存在一道配合间隙，提高了密封性能，避免灰尘进入，延长了使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做出简单地介绍和说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例1提供的一种全封闭式水平轴双驱动发电装置的示意图；

图2为本发明具体实施例2提供的一种全封闭式水平轴双驱动发电装置的示意图；

图3为图2所示全封闭式水平轴双驱动发电装置的剖面图；

图4为具体实施例1中的外壳示意图；

图5为具体实施例1和2中的发电机示意图；

图6为本发明具体实施例3的示意图；

图7为图6中的A部放大图；

图8为本发明具体实施例4的示意图；

图9为图8中的B部放大图。

图1-图9中，零部件的对应关系如下：

底座10、外壳20，外转子30，内转子40；

壳体21，第一端盖22，第二端盖23，第一轴承24，第二轴承25，环形凸缘26，外连接座27；

第一外凸出部221，第一轴孔222，第一内凸出部223；

第二内凸出部231，；

外转子壳体31，第一外转子端盖32，第二外转子端盖33，外转子轴34，第三轴承35，第四轴承36，内转子轴37，螺母38，隔套39；

第三内凸出部321，第四内凸出部331；

集电环51、61，接线端子52、62；

制动装置70，制动盘71，制动钳72，固定套73。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，以下所描述的实施例，仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了对本发明的技术方案和实现方式做出更清楚地解释和说明，以下介绍实现本发明技术方案的几个优选的具体实施例。

需要说明的是，本文中“内、外”、“前、后”及“左、右”等方位词是以产品使用状态为基准对象进行的表述，显然，相应方位词的使用对本方案的保护范围并非构成限制。

具体实施例1。

请参见图1，图1为本发明具体实施例1提供的一种全封闭式水平轴双驱动发电装置。

如图1、图2所示，本发明具体实施例1提供的一种全封闭式水平轴双驱动发电装置，包括底座10、外壳20和设置在外壳内的发电机，发电机为由工作时转向相反的外转子30和内转子40组成的双驱动发电机，内转子和围绕内转子转动的外转子为一个中心，内转子轴和外转子轴在一个中心线上。外壳20设置在底座10上。

如图3所示，本发明具体实施例1中，外壳20包括壳体21和固定在壳体21两端的第一端盖22和第二端盖23。

第一端盖22的外侧面的中心处向外凸出，形成第一外凸出部221，第一外凸出部221上设有第一轴孔222，第一轴孔222的内壁上设有环形密封槽，用于安装密封圈。

第一端盖22的内侧面中心处向内凸出，形成第一内凸出部223，第一内凸出部223上设有第一轴承孔并安装有第一轴承24，第一轴孔222与第一轴承孔24同轴。

第二端盖23的内侧面中心处向内凸出，形成第二内凸出部231，第二内凸出部231上设有第二轴承孔并安装有第二轴承25，第二轴孔与第一轴孔同轴，由此保证第一轴承24和第二轴承25同轴。

这种结构能最大限度地节省材料，降低成本。并且，这种结构能够有效地保证了壳体两端的第一轴孔和第二轴孔的同轴度。由于第一轴孔和第二轴孔分别安装内轴子轴和外转子轴，从而保证了内转子轴和外转子轴和同轴度。

如图4所示，发电机为由转向相反的外转子30和内转子40组成。

外转子30包括外转子壳体31和设置在外转子壳体31两端的第一外转子端盖32和第二外转子端盖33。

第一外转子端盖32的外侧面的中心处向外凸出，形成第二外凸出部，第二外凸出部的外端中心处设有外转子轴34，第一外转子端盖32的内侧面中心处向内凸出，形成第三内凸出部321，第三内凸出部321的内侧面中心处设有第三轴承孔并安装有第三轴承35。外转子轴34穿过第一轴承24后，外端自第一端盖22中心处穿出。

第二外转子端盖33的内侧面中心处向内凸出，形成第四内凸出部331，第四内凸出部331的内侧面中心处设有第四轴承孔并安装有第四轴承36，第三轴孔与第四轴孔同轴，由此保证第三轴承35和第四轴承36同轴。

外转子壳体31的内壁上设有环形绕组，形成外转子绕组，内转子通过键连接固定在内转子轴37上，并通过螺母38轴向限位，与外转子绕组相对应。

内转子轴37的内端转动设置在第三轴承35内，内转子轴37的外端穿出第四轴承36，穿出第二外转子端盖33的外侧面，并与第四轴承36配合。

再参见图1所示，外转子轴34的外端穿出第一端盖22，并穿过第一轴承24与其配合，内转子轴37的外端穿过第四轴承36穿出第二外转子端盖33，再穿过第二轴承25后穿出第二端盖23。第二轴承25第四轴承36之间设有隔套39，用于两轴承的内圈轴向限位。也可以通过卡簧等实现。

本发明具体实施例1提供的上述结构，发电装置组装完成后，内转子轴和外转子轴两端凸出于外壳，内转子和外转子工作时的转动方向相反，第一端盖22和第二端盖23上仅在与外转子轴和内转子轴的配合处存在一道配合间隙，与现有技术相比，提高了密封性能。

集电环装置用于将外转子绕组产生的电能向外输出，具体结构包括集电环51和与集电环51相适配的接线端子52。

集电环51由多个环形导电环平面同心嵌套组成，固定在第二外转子端盖33的外侧面上，内侧与外转子绕组的对应相线连接，第二端盖23上设有安装孔，接线端子52固定在第二端盖23的外侧面上，且内端伸入到外壳内，与集电环51弹性抵接实现电能输出。

第二端盖23的外侧面的外缘处设有环形防护结构，接线端子52的外端面不凸出于环形防护结构的外端面，由此，能够减少雨水的浇淋，延长使用寿命，并提高安全性。

具体实施例2。

本具体实施例2与具体实施例1的区别在于，集电环装置采用了另外一种结构形式。

如图2、图3所示，集电环装置中的集电环61由多个环形导电环并排固定在套筒状的环座上，环座通过螺钉固定在第二外转子端盖33的外侧面上，并与外转子绕组的对应相线连接，集电环装置中的接线端子62固定在第二端盖23的外圆周面上，且内端伸入到外壳内，与集电环61弹性抵接实现电能输出。

接线端子62的外端设有防护罩63，用于防止淋雨，提高安全性。

如图1、图2、图3所示，具体实施例1和2中，第一端盖22和第二端盖23的外圆周面上分别设有环形凸缘26，环形凸缘26上沿周向均布设有多个沿径向向外凸出的外连接座，壳体21上对应地设有内连接座27，通过螺栓穿过内、外连接座将第一端盖22和第二端盖23分别固定在壳体21的端面上。

具体实施例3。

本具体实施例3是在具体实施例1或2的基础上所做出的改进，增加了制动装置70，分别设置在第一端盖22和第二端盖23的外侧，用于停止内转了和/或外转子的转动，便于进行维修和维护。

如图5、图6所示，制动装置由制动盘71、制动钳72的固定套73组成。

制动钳72分别固定在第一端盖22和第二端盖23的外侧壁上，制动盘71分别通过固定套73与外转子轴34和内转子轴37固定，并适配于制动钳72。固定套73呈法兰状，轴部通过紧定螺钉与外转子轴34固定，侧面再与制动盘71的侧面固定，制动钳72采用现有技术实现，可以采用手动拉线制动或者气动、液压制动等制动结构。

本发明采用固定套73对制动盘71进行固定，一方面固定牢靠，另一方面还可以通过在固定套73与制动盘71之间增加垫片的方式，调整制动盘71与制动钳72之间的间隙，提高制动性能。

具体实施例4。

本具体实施例4是对具体实施例3的改进，为了防止外界灰尘及雨水影响制动，将制动装置设置在了壳体21的内部。

如图7、图8所示，制动钳72分别固定在第一端盖22和第二端盖23的内侧壁上，在外面通过螺栓固定。右侧的制动盘71采用与实施例3同样的方式，通过固定套73与内转子轴37固定。左侧的制动盘71则直接固定在第一外转子端盖32的外侧壁上，减少空间。

综合以上具体实施例的描述，本发明提供的全封闭式水平轴双驱动发电装置，与现有技术相比，具有如下优点：

首先，内转子和外转子转向相反，提高了发电效率。特别是，取消了现有技术中第二端盖外侧的轴座部，改变了通过轴座部与轴承和配合，发电装置组装完成后，第一端盖22和第二端盖23上仅在与外转子轴和内转子轴的配合处存在一道配合间隙，提高了密封性能，避免灰尘进入。

第二、第三轴承35和第四轴承36保证了内转子轴的同轴度，同时，由于外壳上的第一轴孔和第二轴孔具有很高的同轴度，外转子轴34与第一轴承配合，内转子轴37与第二轴承配合，因此，取消第二端盖外侧的轴座部之后，不仅缩短了轴向尺寸，也使得第四轴承的配合更合理，减小了轴座部同轴度带来的误差，提高了外转子轴与内转子轴的同轴度精度，降低了发电机的损耗，提高了发电效率。

第三，配有制动装置，方便维修和维护时停止内、外转子。并且，制动装置采用独特的结构设计，可以内置，可以外置，制动性能可靠。

第四，集电环装置设置在外壳的侧面，并由外过侧面上的环形罩进行防护，减少了雨淋，提高了安全性。

第五，集电环固定在外转子的侧端面上，整体呈圆片状，与滑环式结构相比，制造工艺简单，组装方便，不易松动，安全性高。

最后，还需要说明的是，在本文中使用的术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个…"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。