[发明专利]一种垂直轴双转子水力发电机

说明书

本发明属于发电设备技术领域，具体涉及一种垂直轴双转子水力发电机，其主体结构包括发电机主体、上水轮机和下水轮机，上水轮机和下水轮机分别向相反方向旋转运动；发电机主体主结构包括外壳端盖、外壳、固定座、上外壳轴承、绕组转子上端盖、绕组转子外壳、绕组转子下端盖、转子轴承、绕组、永磁转子、永磁转子轴、双层轴承、连接件、下外壳轴承、集电环组件和磁悬浮减重组件；本发明所设计的垂直轴双转子水力发电机设计合理，原理可靠，发电机的绕组和磁铁绕组均作为转子向相反方向转动，提高了发电的效率，且易于制造和安装，应用环境友好。

技术领域：

本发明属于发电设备技术领域，具体涉及一种一种垂直轴双转子水力发电机，利用绕组和磁铁双转子的反向旋转，提高发电效率。

背景技术：

水力发电的基本原理是利用水位落差，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。传统的发电设备一般为定子固定，转子相对定子旋转，其发电效率较低，为了提高发电机的发电效率，人们研发出了双转子发电机。双转子发电机的绕组和磁铁同时向相反方向转动，提高了发电的效率。

现有技术中，申请号为200910119410.7的发明专利，公开了一种双转子发电机，发电机主体由内到外依次包括：转轴、第一转子、第一定子、绝缘架、第二转子、第二定子和外壳，主体前后端设有台阶轴套，外壳两端设有端盖；第一转子与转轴连接并和转轴一起旋转；第一定子上的槽孔中设有第一线圈绕组；绝缘架用于内连接第一定子、外连接第二转子，并使后两者绝缘；第二转子、绝缘架和第一定子一起向与第一转子相反方向旋转；第二定子的槽孔中设有第二线圈绕组；台阶轴套外圈小孔连接绝缘架，内孔穿过转轴，其中前端台阶轴套内圈小孔连接驱动轮；转轴外、台阶轴套台阶外设有第一轴承、第二轴承。申请号为201310655138.0的实用新型专利，公开了一种卧式双转子发电机,发电机由外至内依次设有绕线定子、内转子、外转子和转轴，所述的绕线定子通过前后端盖上的轴承固定在转轴上，所述的外转子与转轴固接，并由其驱动旋转，所述的内转子通过两端轴承固定在转轴上，所述的转轴与动力机联接。上述现有技术均使用了双转子结构，两个转子向相反的方向旋转，提高了发电效率，但并未在现有技术中发现双转子水力发电机，尤其是适用于水坝的大型水力发电机。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，针对普通水力发电机发电效率较低，现有的双转子发电机无法应用于水力发电领域的问题，在能够批量生产制造，结构合理，成本低廉的条件下，寻求设计一种垂直轴双转子水力发电机。

为了实现上述目的，本发明涉及的垂直轴双转子水力发电机，其主体结构包括发电机主体、上水轮机和下水轮机，上水轮机和下水轮机分别向相反方向旋转运动；发电机主体主结构包括外壳端盖、外壳、固定座、上外壳轴承、绕组转子上端盖、绕组转子外壳、绕组转子下端盖、转子轴承、绕组、永磁转子、永磁转子轴、双层轴承、连接件、下外壳轴承、集电环组件和磁悬浮减重组件；外壳端盖设置在外壳的上方开口处，使用螺栓固定，设置在外壳主体下部的固定座与地面基础固定连接；绕组转子上端盖、绕组转子外壳和绕组转子下端盖均设置在外壳内部，绕组转子上端盖通过上外壳轴承与外壳转动式连接，绕组转子外壳分别与绕组转子上端盖和绕组转子下端盖固定式连接，绕组固定设置在绕组转子外壳的内部；永磁转子轴的上端伸入绕组转子外壳和绕组转子下端盖内部，通过转子轴承与绕组转子上端盖转动式连接，永磁转子轴的下端在绕组转子下端盖外与下水轮机固定连接；永磁转子固定在永磁转子轴上部与绕组相对应；外壳、绕组转子下端盖和永磁转子轴通过双层轴承转动式连接。

本发明所述的双层轴承由外圈、内圈、法兰中套、球体和螺纹孔构成；外圈与法兰中套之间设置有一组球体，法兰中套与内圈之间设置有一组球体，使外圈、内圈与法兰中套两两之间均能相对旋转运动；法兰中套上围绕轴心均匀设置有多个螺纹孔；法兰中套的上端与绕组转子下端盖下部轴状一端固定连接，法兰中套的下端与连接件固定连接，同时连接件与上水轮机固定连接；双层轴承的内圈内侧与永磁转子轴固定，外圈的外侧固定在外壳上。