一种由多层发电线圈构成的无叶发电机及其使用方法与流程

本发明涉及风力发电，特别是涉及一种由多层发电线圈构成的无叶发电机及其使用方法。

背景技术：

1、传统的叶片式风力发电机将叶片的转动机械能通过电磁感应转变为电能，对风速有很高的要求，通常放置在沿海、海上和其它高风地区，这是为了得到较高且较平稳风速，最终将风的动能转为电能。而无叶片风力发电的一种方式是通过电磁式风力振动能量采集装置，来利用自然风场中流体经过圆形截面阻流体产生涡致振动，进而通过机械振动结构和电磁转换结构，将风能转换为机械能，再将机械能转换为电能。

2、目前，传统的无叶片风力发电机用来发电的部分，通常采用内外磁环的方式进行设计，通过内磁环和外磁环的布置，以及两者中间的线圈，使内磁环和外磁环进行相对运动时，造成磁感线切割，进而发电。这样设计的无叶片风力发电机虽然能达到发电效果，但是其结构一般较为复杂，且部件设置的相对固定化，一套结构设计出来后，很难在其原本基础上再进行改动。如此一来，若需求变更，比如要求发电效率提升，那么只能再重新设计其结构，例如增加线圈和内外磁环数量，但这样的改动，在原本内外磁环分布的基础上是很难进行的，大部分情况下，会选择重新设计一套符合要求的装置，这就极大的浪费了材料，增加了成本。另外，内外磁环分布的方式，会导致整个发电装置的横截面变大，不利于运输和安装，也增加整体的材料成本。

3、鉴于此，如何克服该现有技术所存在的缺陷，如何满足无叶片风力发电机的需求中的至少一种：节省材料、便于运输和安装、便于在原有基础上进行改进而不需重新设计方案，且无叶片风发电机能够满足提供足够的发电能力的需求，是本技术领域亟待解决的一个问题。

4、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种由多层发电线圈构成的无叶发电机及其使用方法，以解决现有技术中无叶片风力发电机的节省材料、便于运输和安装、便于在原有基础上进行改进而不需重新设计方案，且无叶片风发电机能够满足提供足够的发电能力的需求，中的至少一个需求。

2、本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种由多层发电线圈构成的无叶发电机，包括：支撑组件1、多个线圈组件2、多个磁组组件3以及捕能组件4；

4、每个所述线圈组件2包括线圈固定座20，位于下端的所述线圈固定座20与所述支撑组件1固定连接；每相邻两个所述线圈组件2之间设置有连接柱21，所述连接柱21的两端分别与所述线圈固定座20固定连接；

5、其中，所述磁组组件3包括上磁组组件30、多个中间磁组组件31和下磁组组件32，所述上磁组组件30、多个所述中间磁组组件31和所述下磁组组件32固定在所述捕能组件4上；相邻的两个所述线圈组件2的中间均设置有所述中间磁组组件31；

6、所述捕能组件4包括柔性杆40以及捕能柱41，所述柔性杆40的一端固定在所述支撑组件1底部，所述柔性杆40的另一端穿过所述支撑组件1、多个所述线圈组件2和多个所述磁组组件3后，与所述捕能柱41的底部固定。

7、优选的，所述支撑组件1包括安装底座10以及支撑柱11；所述支撑柱11中空设置，且所述支撑柱11底端加工设置有第一安装台110，所述第一安装台110的直径大于所述支撑柱11的直径，所述支撑柱11通过所述第一安装台110固定在所述安装底座10上。

8、优选的，所述支撑柱11顶端加工设置有第二安装台111，所述第二安装台111直径大于所述支撑柱11直径，所述支撑柱11通过所述第二安装台111与所述线圈组件2固定。

9、优选的，所述线圈组件2还包括若干个线圈22，所述线圈固定座20中空设置，若干个所述线圈22间隔均匀的固定在所述线圈固定座20的内侧。

10、优选的，位于最下层的所述线圈固定座20的底端加工设置有固定台201，所述固定台201的下方设置有若干个固定块23，所述固定台201的直径大于所述线圈固定座20的直径，所述固定台201通过间隔均匀的若干个所述固定块23固定在所述支撑组件1上；

11、位于中间层的所述线圈固定座20与其上下两个线圈固定座20之间通过所述连接柱21固定连接。

12、优选的，所述线圈固定座20内侧设置有若干个间隔均匀分布的安装曲面202；所述线圈22中部设置有铁芯220，所述铁芯220的上下端设置有固定片2200，所述线圈22的一侧设置有固定曲面221，所述固定曲面221与所述安装曲面202的形状相匹配；

13、所述线圈22和所述铁芯220通过所述固定片2200固定在所述固定曲面221上，进而通过所述固定曲面221固定在所述安装曲面202上。

14、优选的，所述上磁组组件30包括上磁铁安装座300、若干个上磁铁301以及上磁铁连接法兰302；若干个所述上磁铁301间隔均匀的固定在所述上磁铁安装座300上，所述上磁铁安装座300通过上方的所述上磁铁连接法兰302固定在所述柔性杆40上，所述上磁铁安装座300位于所述线圈组件2的线圈固定座20上方，且所述上磁铁301的磁极面朝向所述线圈组件2的线圈22设置；

15、所述中间磁组组件31包括中间磁铁安装座310、若干个中间磁铁311、上限位座312和下限位座313，其中，若干个所述中间磁铁311间隔均匀的固定在所述中间磁铁安装座310上，所述中间磁铁安装座310通过所述上限位座312和所述下限位座313固定在所述柔性杆40上，所述中间磁铁安装座310位于两个所述线圈固定座20的之间，且所述中间磁铁311的一个磁极面朝向上方的所述线圈组件2的线圈22设置，所述中间磁铁311的另一个磁极面朝向下方的所述线圈组件2的线圈22设置；

16、所述下磁组组件32包括下磁铁安装座320、若干个下磁铁321以及下磁铁连接法兰322；若干个所述下磁铁321间隔均匀的固定在所述下磁铁安装座320上，所述下磁铁安装座320通过下方的所述下磁铁连接法兰322固定在所述柔性杆40上，所述下磁铁安装座320位于所述线圈组件2的线圈固定座20下方，且所述下磁铁321的磁极面朝向所述线圈组件2的线圈22设置。

17、优选的，所述上磁铁安装座300上加工设置有上磁铁安装孔3000，所述上磁铁安装孔3000有两层且上层宽度大于下层宽度，所述上磁铁301同样有两层且上层宽度大于下层宽度，所述上磁铁301的上层位于所述上磁铁安装孔3000的上层，所述上磁铁301的下层位于所述上磁铁安装孔3000的下层；

18、所述中间磁铁安装座310上设置有中间磁铁安装孔3100，所述中间磁铁安装孔3100有三层，其中间层宽度大于上层宽度，中间层宽度大于下层宽度；所述中间磁铁311同样有三层，且其中间层宽度大于上层宽度，中间层宽度大于下层宽度；所述中间磁铁311的上层位于所述中间磁铁安装孔3100的上层，所述中间磁铁311的中间层位于所述中间磁铁安装孔3100的中间层，所述中间磁铁311的下层位于所述中间磁铁安装孔3100的下层；

19、所述下磁铁安装座320上加工设置有下磁铁安装孔3200，所述下磁铁安装孔3200有两层且下层宽度大于上层宽度，所述下磁铁321同样有两层且下层宽度大于上层宽度，所述下磁铁321的上层位于所述下磁铁安装孔3200的上层，所述下磁铁321的下层位于所述下磁铁安装孔3200的下层。

20、优选的，所述上限位座312和所述下限位座313为工字型的安装套，所述安装套中部为中空圆筒状，用于套接在所述柔性杆40上；

21、所述上限位座312的上端加工设置有直径大于中部直径的第一安装面3120，所述上限位座312的下端加工设置有直径大于中部直径的第一限位面3121；相对应的，所述下限位座313的上端加工设置有直径大于中部直径的第二限位面3130，下限位座313的下端加工设置有直径大于中部直径的第二安装面3131。

22、第二方面，本发明提供一种由多层发电线圈构成的无叶发电机的使用方法，应用于第一方面所述的由多层发电线圈构成的无叶发电机，包括：

23、将所述由多层发电线圈构成的无叶发电机安装在预设好的风力发电区域；

24、受到风力作用时，所述捕能柱41开始晃动并带动所述柔性杆40晃动，所述柔性杆40带动所述磁组组件3晃动，从而使所述线圈组件2切割磁感线，进行发电。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过设置的多个磁组组件3，将多个磁组组件3固定在捕能组件4上，使多个磁组组件3可以和捕能组件4一起跟随风力摆动；而每个线圈组件2设置在两组磁组组件3的中间，且线圈组件2固定在支撑组件1上，使线圈组件2保持不动，进而通过两组磁组组件3和线圈组件2之间的相对运动切割磁感线，从而发电。这样的设计下，磁组组件3和线圈组件2在竖直方向上分布，相较于现有技术中内外磁环的分布方式，可以减小横截面积，大大节省制作材料，且便于运输和安装。

26、另外，在本发明优选方案中，设置的线圈组件2为多层，在需要提高发电效率的情况下，叠加线圈组件2的层数，以及在相邻两层线圈组件2间增加中间磁组组件31，即可提高发电效率；且每层的线圈组件2和中间磁组组件31都是模块化设计，叠加、安装方便，可批量生产，结构更加合理。