專利名稱：一種風(fēng)力機(jī)用離心變槳裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種風(fēng)力機(jī)用離心變槳裝置技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本實(shí)用新型涉及一種可用于中小型風(fēng)力機(jī)限速之用的離心變槳裝置，其中包括 中空式輪轂、離心飛桿、可轉(zhuǎn)式槳葉軸、搖臂連桿機(jī)構(gòu)、同步盤、限速彈簧等，屬于風(fēng) 力發(fā)電技術(shù)中的安全限速技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)：
[0002]目前各類水平軸中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組多采用定槳距型式的風(fēng)輪，其限速主要采 用風(fēng)輪偏心加尾翼折尾的方式或風(fēng)輪偏航的方式來實(shí)現(xiàn)。這類方式的主要原理是風(fēng)速 加大時(shí)風(fēng)對(duì)風(fēng)輪的正面壓力加大，由于風(fēng)輪與回轉(zhuǎn)軸存在偏心而產(chǎn)生使風(fēng)輪相對(duì)回轉(zhuǎn)軸 側(cè)偏的力矩，在尾翼平衡力矩的綜合作用下，風(fēng)輪發(fā)生側(cè)偏，減少了迎風(fēng)面積，降低了 風(fēng)輪吸收的風(fēng)功率，從而控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。由于這類控制方式直接對(duì)風(fēng)的變化做出反應(yīng)， 而由于自然界的風(fēng)的大小和方向變化極大，經(jīng)常出現(xiàn)瞬間的大差值的風(fēng)速變化，造成風(fēng) 輪頻繁側(cè)偏折尾，在折尾與偏航的同時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)附加了很大的陀螺力矩，產(chǎn)生較 大的沖擊，易于造成風(fēng)機(jī)的損壞；同時(shí)還存在限速效果差，而且在風(fēng)機(jī)的有效工作風(fēng)速 范圍內(nèi)提取的風(fēng)力能量的效率低等不足。由于上述不足，這類限速方式更難以應(yīng)用在功 率較大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組上。
實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型提出了一種新的依靠離心變槳方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)限速的裝置。其目的是 解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。本限速裝置自成單元，可以方便地安裝在中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組的電機(jī)軸上，由于裝置是通過飛桿元件的離心力改變槳葉的迎風(fēng)攻角來降低風(fēng)輪吸收 的功率，而且控制系統(tǒng)是對(duì)轉(zhuǎn)速敏感，所以可以減緩瞬間風(fēng)速變化帶來的沖擊，擴(kuò)大風(fēng) 輪在有效風(fēng)速范圍內(nèi)對(duì)風(fēng)能量的提取效率。[0004]本發(fā)明的主要技術(shù)方案內(nèi)容是，由一個(gè)組裝式中空輪轂構(gòu)成承載主體，該輪轂 上裝有若干組槳葉變槳傳動(dòng)組件和一套限速平衡彈簧組件。槳葉變槳傳動(dòng)組件產(chǎn)生的變 槳力矩與限速平衡彈簧組件產(chǎn)生的平衡力構(gòu)成工作平衡力矩，可以動(dòng)態(tài)平衡地工作在不 同的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速下，以保證在風(fēng)速增大致使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速增大時(shí)，槳葉變槳傳動(dòng)組件的變槳力 矩增大，帶動(dòng)槳葉的攻角變小，使風(fēng)輪葉片的升力減小，從而限制風(fēng)輪功率的增加，進(jìn) 而限制了風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的繼續(xù)升高。[0005]方案所述若干組槳葉變槳傳動(dòng)組件相對(duì)輪轂軸線對(duì)稱安裝在輪轂上。槳葉變槳 傳動(dòng)組件由槳葉軸套、槳葉軸、飛桿、搖臂連桿機(jī)構(gòu)組成。每組槳葉變槳傳動(dòng)組件包括 一個(gè)槳葉軸套，該軸套內(nèi)裝有軸承和可轉(zhuǎn)動(dòng)的槳葉軸。葉片裝在槳葉軸上，可隨槳葉軸 繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。在槳葉軸上端裝有飛桿。在飛桿隨風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，離心力使飛桿產(chǎn)生使得 槳葉軸回轉(zhuǎn)的變槳力矩。在槳葉軸下端裝有搖臂連桿機(jī)構(gòu)，通過該機(jī)構(gòu)將該變槳力矩傳 遞給限速平衡彈簧組件并與之平衡。由于輪轂為中空結(jié)構(gòu)，所以該搖臂連桿機(jī)構(gòu)可以裝 在槳葉軸下部，在接近輪轂中心的前導(dǎo)流罩內(nèi)部工作，這樣可以避免該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)暴露在外部，減少了環(huán)境對(duì)其的侵蝕，提高了工作可靠性。[0006]所述限速平衡彈簧組件由槳葉力矩同步盤、限速彈簧芯軸、限速彈簧、彈簧支 座和彈簧力調(diào)整螺母構(gòu)成。該限速平衡彈簧組件中的芯軸與輪轂軸線同軸安裝。來自前 述多套槳葉變槳傳動(dòng)組件的變槳力矩通過搖臂連桿機(jī)構(gòu)首先傳遞給同步盤，構(gòu)成合力， 推動(dòng)該同步盤，同步盤沿限速彈簧芯軸滑動(dòng)，壓縮限速彈簧，限速彈簧產(chǎn)生的反力與變 槳力相平衡。擰動(dòng)彈簧力調(diào)整螺母可以改變限速彈簧的初始預(yù)緊力，以確定該限速機(jī)構(gòu) 的初始起調(diào)點(diǎn)。[0007]由于本實(shí)用新型采用了對(duì)轉(zhuǎn)速敏感的離心力與彈簧平衡裝置，所以對(duì)風(fēng)輪的超 速反應(yīng)快，保護(hù)效果好，可靠性高，同時(shí)具有自動(dòng)閉環(huán)控制的特點(diǎn)；而且采用的同步盤 結(jié)構(gòu)使得多套變槳機(jī)構(gòu)動(dòng)作協(xié)調(diào)一致。另外，采用的中空式輪轂，使得變槳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可 以保護(hù)在中心的護(hù)罩內(nèi)，減少了暴露在大氣中可能帶來的侵蝕。[0008]由于本實(shí)用新型的上述結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得在實(shí)用中，該裝置產(chǎn)生的限速動(dòng)作平 緩，可以緩沖瞬變風(fēng)速帶來的沖擊；風(fēng)速增大時(shí)改變槳距也使得風(fēng)輪吸收的功率改變相 對(duì)平緩，增加了大風(fēng)時(shí)的能量的提取，提高了風(fēng)輪的工作效率。
[0009]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)正視詳圖；[0010]附圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)側(cè)視詳圖。
具體實(shí)施方式
[0011]
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。[0012]參看附圖。本實(shí)用新型由組裝式中空輪轂4構(gòu)成承載主體，該輪轂4裝有多套 相對(duì)風(fēng)輪軸線對(duì)稱安裝的槳葉軸套3 (本實(shí)例中為3套)，槳葉軸套3裝在輪轂4的外圈， 其底部靠近輪轂4軸線部分留有空間，可供搖臂連桿機(jī)構(gòu)安裝；槳葉軸1的中部通過軸承 被裝在槳葉軸套3內(nèi)部。在槳葉軸1上端裝有飛桿2 ；在槳葉軸1下端裝有搖臂5和連 桿6構(gòu)成的搖臂連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。連桿6的一端與搖臂5鉸接，另一端與同步盤7鉸接。 同步盤7滑動(dòng)支撐在與輪轂4同軸安裝的限速彈簧芯軸9上。限速彈簧芯軸9上套裝有 限速彈簧8，限速彈簧的一端靠緊在同步盤7上，另一端支撐在一個(gè)彈簧支座10的端面 上，彈簧支座10則同樣滑動(dòng)安裝在限速彈簧芯軸9上，其另一個(gè)端面則依靠彈簧力調(diào)整 螺母11來確定其初始位置。[0013]風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，飛桿2隨風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的離心力使飛桿2產(chǎn)生使得槳葉軸1繞其 自身軸線回轉(zhuǎn)的變槳力矩。來自結(jié)構(gòu)相同且對(duì)稱布置的多個(gè)槳葉軸1的變槳力矩通過搖 臂5和連桿6首先傳遞給同步盤7，構(gòu)成合力推動(dòng)同步盤7，同步盤7沿限速彈簧芯軸9 滑動(dòng)，壓縮限速彈簧8，限速彈簧8產(chǎn)生的反力與變槳力相平衡，使得風(fēng)輪工作在某一平 衡轉(zhuǎn)速下。擰動(dòng)彈簧力調(diào)整螺母11可以改變限速彈簧8的初始預(yù)緊力，以確定該限速機(jī) 構(gòu)的初始起調(diào)點(diǎn)。[0014]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，其描述較為具體和詳 細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制；應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍；因此，凡跟本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所做的等 同變換與修飾，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)力機(jī)用離心變槳裝置，包括一個(gè)組裝式中空輪轂，和若干組槳葉變槳傳動(dòng) 組件和一套限速平衡彈簧組件；其特征在于所述槳葉變槳傳動(dòng)組件可以有多組，相對(duì)輪轂軸線對(duì)稱安裝在輪轂上，限速平衡彈 簧組件中的芯軸與輪轂軸線同軸安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力機(jī)用離心變槳裝置，其特征在于所述槳葉變槳傳動(dòng)組件由槳葉軸套、槳葉軸、飛桿、搖臂連桿機(jī)構(gòu)組成； 槳葉軸的中部通過軸承裝在槳葉軸套內(nèi)，并可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；飛桿裝在槳葉軸上 端；搖臂連桿機(jī)構(gòu)裝在槳葉軸下端接近輪轂中心處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力機(jī)用離心變槳裝置，其特征在于所述限速平衡彈簧組件由槳葉力矩同步盤、限速彈簧芯軸、限速彈簧、彈簧支座和 彈簧力調(diào)整螺母構(gòu)成；前述搖臂連桿機(jī)構(gòu)的連桿一端與同步盤鉸接，連桿運(yùn)動(dòng)時(shí)可以推 動(dòng)同步盤沿限速彈簧芯軸軸線滑動(dòng)，并壓縮套裝在該芯軸上的限速彈簧。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可用于中小型風(fēng)力機(jī)限速之用的離心變槳裝置，其中包括中空式輪轂、離心飛桿、可轉(zhuǎn)式槳葉軸、搖臂連桿機(jī)構(gòu)、同步盤、限速彈簧等。飛桿隨風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的離心力是使得槳葉軸繞其自身軸線回轉(zhuǎn)的變槳力矩，來自結(jié)構(gòu)相同且對(duì)稱布置的多個(gè)槳葉軸的變槳力矩通過變槳連桿機(jī)構(gòu)首先傳遞給同步盤，構(gòu)成合力推動(dòng)同步盤沿限速彈簧芯軸滑動(dòng)，壓縮限速彈簧，限速彈簧產(chǎn)生的反力與變槳力相平衡，使得風(fēng)輪工作在某一平衡轉(zhuǎn)速和一個(gè)提取風(fēng)能較低的槳距角下，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)輪的限速保護(hù)。
文檔編號(hào)F03D7/04GK201810480SQ20102025171
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者劉旭 申請(qǐng)人:劉旭