垂直軸水流發(fā)電機(jī)的自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及垂直軸水流發(fā)電機(jī)的自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002 ]水流發(fā)電機(jī)(簡(jiǎn)稱水機(jī))，是將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)換為電能的機(jī)械設(shè)備。海洋、江河等的水流動(dòng)，蘊(yùn)含著巨大的能量，并且其流動(dòng)時(shí)間的年時(shí)數(shù)較高。普通海域的海水流速，多在0.5?2m/s，其能量密度相當(dāng)于4.7m/s?18.7m/s的風(fēng)能，將其有效利用后，年可利用發(fā)電時(shí)間將遠(yuǎn)大于風(fēng)電。
[0003]垂直軸水力發(fā)電機(jī)因其無(wú)噪音、啟動(dòng)流速低、無(wú)需對(duì)水流方向等優(yōu)點(diǎn)，正受到越來(lái)越多的關(guān)注。垂直軸水流發(fā)電機(jī)水輪的轉(zhuǎn)速，隨著流速的增加而增大，因此在發(fā)生風(fēng)暴潮時(shí)易造成“飛車”，即在離心力作用下，水輪發(fā)生破壞。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)多采用機(jī)械剎車(手動(dòng)或自動(dòng))的方式，主要有兩種形式，一種是當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)安全轉(zhuǎn)速時(shí)，由控制器自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)械剎車剎住水輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這種形式的缺點(diǎn)是剎車片磨損大，需要經(jīng)常維護(hù)(維護(hù)不及時(shí)仍有飛車隱患)，并且結(jié)構(gòu)及控制成本大;另一種是在風(fēng)暴潮來(lái)臨前手動(dòng)起用機(jī)械剎車，這實(shí)際上也是增大了維護(hù)成本。機(jī)械剎車的另一個(gè)缺點(diǎn)是，大流速時(shí)因機(jī)械剎車而不再能利用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)上述問(wèn)題，提出了一種垂直軸水流發(fā)電機(jī)的自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)。解決了現(xiàn)有技術(shù)采用剎車片剎車時(shí)，剎車片磨損大，需要經(jīng)常維護(hù)的問(wèn)題；以及采用手動(dòng)剎車時(shí)，剎車后水流發(fā)電機(jī)不再工作的問(wèn)題。
[0006]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下:
[0007]—種垂直軸水流發(fā)電機(jī)的自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)，所述垂直軸水流發(fā)電機(jī)包括主軸，主軸上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有旋轉(zhuǎn)筒，旋轉(zhuǎn)筒的外側(cè)壁固定有若干支撐桿，各支撐桿上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有葉片，自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)包括:
[0008]滑動(dòng)套筒，一端鉸接在所述支撐桿的側(cè)壁上，另一端具有一通孔；
[0009]限速桿，一端鉸接在所述葉片上，另一端穿過(guò)通孔，伸入滑動(dòng)套筒內(nèi)，且與所述滑動(dòng)套筒滑動(dòng)配合，所述限速桿伸入滑動(dòng)套筒的一端具有第一限位塊；
[0010]第一預(yù)壓縮彈簧，外套在所述限速桿上，兩端分別與第一限位塊和滑動(dòng)套筒抵靠。[0011 ]采用三角形鉸接結(jié)構(gòu)固定原始安裝角，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由第一預(yù)壓縮彈簧提供相應(yīng)的離心力，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)速超過(guò)臨界值時(shí)，第一預(yù)壓縮彈簧被進(jìn)一步壓縮，限速桿被從滑動(dòng)套筒拉出，起到伸長(zhǎng)的作用，從而使葉片與支撐桿的角度(即安裝角，影響葉片旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的攻角)，降低葉片驅(qū)動(dòng)力、增加葉片運(yùn)動(dòng)阻力從而達(dá)到減速效果。本申請(qǐng)不是通過(guò)機(jī)械剎車來(lái)使風(fēng)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而是通過(guò)在高流速時(shí)自動(dòng)改變?nèi)~片的安裝角，通過(guò)降低葉片驅(qū)動(dòng)扭矩、增加運(yùn)動(dòng)水阻，來(lái)達(dá)到限速的目的。在高流速時(shí)仍能繼續(xù)發(fā)電，無(wú)需停機(jī)，在臨界速度一下時(shí)，葉片的原始安裝角始終不變，只在大于需臨界速度時(shí)，自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)才作動(dòng)，一旦轉(zhuǎn)速降到臨界速度以下，即自動(dòng)復(fù)位。
[0012]進(jìn)一步的，所述限速桿位于滑動(dòng)套筒外側(cè)的部分具有第二限位塊，所述第二限位塊用于與滑動(dòng)套筒配合，防止限速桿進(jìn)一步伸入所述滑動(dòng)套筒內(nèi)。
[0013]通過(guò)設(shè)置第二限位塊能夠保證第一預(yù)壓縮彈簧的預(yù)壓縮量，保證葉片的原始安裝角。
[0014]進(jìn)一步的，所述葉片具有兩個(gè)連接片;所述支撐桿和限速桿的端部與對(duì)應(yīng)的連接片鉸接配合。
[0015]進(jìn)一步的，包括固定在支撐桿側(cè)壁上的凸起部，所述滑動(dòng)套筒與所述凸起部鉸接配合。
[0016]進(jìn)一步的，所述凸起部與支撐桿一體成型或者焊接固定。
[0017]本申請(qǐng)還公開了另一種垂直軸水流發(fā)電機(jī)的自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)，所述垂直軸水流發(fā)電機(jī)包括主軸，主軸上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有旋轉(zhuǎn)筒，旋轉(zhuǎn)筒的外側(cè)壁固定有若干支撐桿，各支撐桿上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有葉片，自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)包括:
[0018]兩個(gè)固定環(huán)，間隔固定在所述支撐桿的側(cè)壁上，且鄰近葉片的為第一固定環(huán)，遠(yuǎn)離葉片的為第二固定環(huán)；
[0019]滑塊，套設(shè)在所述支撐桿上，且位于兩個(gè)固定環(huán)之間，所述滑塊與所述支撐桿滑動(dòng)配合；
[0020]第二預(yù)壓縮彈簧，外套在所述支撐桿上，且兩端分別與第一固定環(huán)和滑塊抵靠；[0021 ]滑動(dòng)套筒，一端鉸接在所述滑塊上，另一端具有一通孔；
[0022]限速桿，一端鉸接在所述葉片上，另一端穿過(guò)通孔，伸入滑動(dòng)套筒內(nèi)，且與所述滑動(dòng)套筒滑動(dòng)配合，所述限速桿伸入滑動(dòng)套筒的一端具有第一限位塊；
[0023]第一壓縮彈簧，外套在所述限速桿上，兩端分別與第一限位塊和滑動(dòng)套筒抵靠。
[0024]采用三角形鉸接結(jié)構(gòu)固定原始安裝角，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由第一預(yù)壓縮彈簧提供相應(yīng)的離心力，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)速超過(guò)臨界值時(shí)，第一預(yù)壓縮彈簧被進(jìn)一步壓縮，限速桿被從滑動(dòng)套筒拉出，起到伸長(zhǎng)的作用，從而使葉片與支撐桿的角度(即安裝角，影響葉片旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的攻角)，降低葉片驅(qū)動(dòng)力、增加葉片運(yùn)動(dòng)阻力從而達(dá)到減速效果。第一預(yù)壓縮彈簧的壓縮量有限，引起的安裝角變化角度可能不足，本申請(qǐng)通過(guò)設(shè)置位于第一固定環(huán)和第二固定化之間滑塊以及第二預(yù)壓縮彈簧，使得在大離心力的作用下，滑塊會(huì)向第一固定環(huán)移動(dòng)，從而帶動(dòng)滑動(dòng)套筒移動(dòng)，實(shí)際上起到增加限速桿拉長(zhǎng)量的作用，從而更大程度地改變?nèi)~片與支撐桿的相對(duì)角度，限速效果更加好。
[0025]本申請(qǐng)不是通過(guò)機(jī)械剎車來(lái)使風(fēng)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而是通過(guò)在高流速時(shí)自動(dòng)改變?nèi)~片的安裝角，通過(guò)降低葉片驅(qū)動(dòng)扭矩、增加運(yùn)動(dòng)水阻，來(lái)達(dá)到限速的目的。在高流速時(shí)仍能繼續(xù)發(fā)電，無(wú)需停機(jī)，在臨界速度一下時(shí)，葉片的原始安裝角始終不變，只在大于需臨界速度時(shí)，自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)才作動(dòng)，一旦轉(zhuǎn)速降到臨界速度以下，即自動(dòng)復(fù)位。采用雙重滑移來(lái)保證有足夠的角度變化量，只要安裝角變化足夠大，即使在暴風(fēng)潮時(shí)，轉(zhuǎn)速雖會(huì)比需開始限速的轉(zhuǎn)速有所增加，但可限制在某一設(shè)定的極限轉(zhuǎn)速以下;本申請(qǐng)無(wú)需人為或程序控制，完全機(jī)械自動(dòng)。
[0026]進(jìn)一步的，所述限速桿位于滑動(dòng)套筒外側(cè)的部分具有第二限位塊，所述第二限位塊用于與滑動(dòng)套筒配合，防止限速桿進(jìn)一步伸入所述滑動(dòng)套筒內(nèi)。
[0027]通過(guò)設(shè)置第二限位塊能夠保證第一預(yù)壓縮彈簧的預(yù)壓縮量，保證葉片的原始安裝角。
[0028]進(jìn)一步的，所述葉片具有兩個(gè)連接片;所述支撐桿和限速桿的端部與對(duì)應(yīng)的連接片鉸接配合。
[0029]本實(shí)用新型的有益效果是:當(dāng)葉片轉(zhuǎn)速超過(guò)臨界值時(shí)，第一預(yù)壓縮彈簧被進(jìn)一步壓縮，限速桿被從滑動(dòng)套筒拉出，起到伸長(zhǎng)的作用，從而使葉片與支撐桿的角度(即安裝角，影響葉片旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的攻角)，降低葉片驅(qū)動(dòng)力、增加葉片運(yùn)動(dòng)阻力從而達(dá)到減速效果。本申請(qǐng)不是通過(guò)機(jī)械剎車來(lái)使風(fēng)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而是通過(guò)在高流速時(shí)自動(dòng)改變?nèi)~片的安裝角，通過(guò)降低葉片驅(qū)動(dòng)扭矩、增加運(yùn)動(dòng)水阻，來(lái)達(dá)到限速的目的。在高流速時(shí)仍能繼續(xù)發(fā)電，無(wú)需停機(jī)，且在臨界速度一下時(shí)，葉片的原始安裝角始終不變，只在大于需臨界速度時(shí)，自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)才作動(dòng)，一旦轉(zhuǎn)速降到臨界速度以下，即自動(dòng)復(fù)位。
【附圖說(shuō)明】
:
[0030]圖1是本實(shí)用新型垂直軸水流發(fā)電機(jī)的自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2是本實(shí)用新型垂直軸水流發(fā)電機(jī)的自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中各附圖標(biāo)記為:
[0033]1、支撐桿，2、連接片，3、葉片，4、限速桿，5、凸起部，6、第二限位塊，7、通孔，8、第一預(yù)壓縮彈簧，9、第一限位塊，10、滑動(dòng)套筒，11、第二固定環(huán)，12、滑塊，13、第二預(yù)壓縮彈簧，
14、第一固定環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
:
[0034]下面結(jié)合各附圖，對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)描述。
[0035]實(shí)施例1
[0036]如圖1所示，一種垂直軸水流發(fā)電機(jī)的自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)，垂直軸水流發(fā)電機(jī)包括主軸，主軸上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有旋轉(zhuǎn)筒(圖中未畫出)，旋轉(zhuǎn)筒的外側(cè)壁固定有若干支撐桿1，各支撐桿上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有葉片3，葉片的長(zhǎng)度方向和主軸的軸線方向平行，自動(dòng)變槳機(jī)構(gòu)包括:
[0037]滑動(dòng)套筒10，一端鉸接在支撐桿1的側(cè)壁上，另一端具有一通孔7;
[0038]限速桿4，一端鉸接在葉片3上，另一端穿過(guò)通孔7，伸入滑動(dòng)套筒10內(nèi)，且與滑動(dòng)套筒滑動(dòng)配合，限速