CN103867396A

CN103867396A - 离心力恒速式风力发电机

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Publication number: CN103867396A
Application number: CN201410131985.1A
Authority: CN
Inventors: 徐国安
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2034-04-02
Also published as: CN103867396B

Abstract

本发明涉及离心力恒速式风力发电机，包括风叶组件和发电机，其特征在于：风叶组件中，底盘固定安装在输入轴上，底盘内设置有至少两个在圆周方向均匀分布的安装腔，风叶轴支承安装在安装腔的径向腔室内，风叶轴内端设有风叶轴伞齿轮，风叶轴上固定安装风叶；离心块支承轴支承安装在安装腔的轴向腔室内，离心块支承轴内端设置离心块伞齿轮，离心块伞齿轮与风叶轴伞齿轮相啮合；离心块一端固定安装在离心块支承轴上，离心块另一端的一侧与拉簧一端连接，拉簧另一端连接在底盘上；每片风叶均设有一个限制风叶迎风角极限位置的风叶迎风角定位柱。本发明能使风叶迎风角随风力的变化而变化，使风叶转速恒定在所设定的转速范围中，保证电压稳定。

Description

离心力恒速式风力发电机

技术领域

本发明涉及一种风力发电设备，具体地说是一种离心力恒速式风力发电机，属于风能利用技术领域。

背景技术

风力发电机是将风能转化为电能的装置，主要由叶片，发电机，机械部件和电气部件组成。根据旋转轴的不同，风力发电机主要分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两类，目前市场上水平轴风力发电机占主流位置。

现有技术中的风力发电机由于受地理环境的影响，会导致作用于风叶的力也随之变化，使转速不能恒定在所设定的转速范围中，从而导致电压不稳而难以直接入网。为此需要采用恒速装置，传统的恒速装置是采用摩擦恒速的方式，这种结构的恒速装置机件损坏率高，导致设备使用寿命短。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种离心力恒速式风力发电机，其结构巧妙，设计合理，能够使风叶迎风角随风力的大小变化而变化，使风叶转速恒定在所设定的转速范围中，保证电压稳定。

按照本发明提供的技术方案：离心力恒速式风力发电机，包括风叶组件和发电机，风叶组件安装在输入轴上，发电机安装在输出轴上，输入轴与输出轴之间通过齿轮箱连接传动或直接连接；其特征在于：所述风叶组件包括底盘、风叶轴、风叶、离心块支承轴、离心块和拉簧，所述底盘安装在输入轴上并用锁紧螺母锁紧固定，底盘内设置有至少两个在圆周方向均匀分布的安装腔，所述安装腔主要由相互连通的径向腔室和轴向腔室组成，所述风叶轴通过轴承件支承安装在径向腔室内，风叶轴内端设有风叶轴伞齿轮，风叶轴上固定安装风叶；所述离心块支承轴通过轴承件支承安装在轴向腔室内，离心块支承轴内端设置离心块伞齿轮，所述离心块伞齿轮与所述风叶轴伞齿轮相啮合；所述离心块一端固定安装在离心块支承轴上，离心块另一端的一侧与拉簧一端连接，拉簧另一端连接在底盘上；所述的每片风叶均设有一个限制风叶迎风角极限位置的风叶迎风角定位柱，所述风叶迎风角定位柱位于离心块与拉簧连接一侧的旁边，风叶迎风角定位柱在固定安装在底盘上。

作为本发明的进一步改进，所述底盘内设置有四个在圆周方向均匀分布的安装腔，对应地，所述底盘上安装有四个风叶轴和四个离心块支承轴，四个风叶轴上各安装有一片风叶，四个离心块支承轴上各安装有一个离心块，离心块上设有离心块拉簧柱，所述拉簧一端连接在离心块拉簧柱上，拉簧另一端与离其最近的离心块支承轴连接。

作为本发明的进一步改进，所述离心块支承轴端部设有拉簧槽，所述拉簧的钩头连接在拉簧槽内。

作为本发明的进一步改进，所述输入轴与输出轴为同一主轴。

作为本发明的进一步改进，所述发电机的输入端设有防雨罩，所述防雨罩固定在输出轴上。

作为本发明的进一步改进，所述叶轮组件上配设有防尘防水罩，所述防尘防水罩罩设在底板正面并通过紧定螺钉与底盘连接固定。

作为本发明的进一步改进，所述风叶轴和离心块支承轴上均安装有减磨片，风叶轴上的减磨片位于风叶轴伞齿轮与风叶轴的轴承件之间，离心块支承轴上的减磨片位于离心块伞齿轮与离心块支承轴的轴承件之间。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明结构巧妙，设计合理，其利用离心块在不同离心力作用下绕离心块支承轴的偏转幅度不同的工作原理，通过离心块伞齿轮与风叶轴伞齿轮的啮合传动，使得风叶迎风角能够随风力的大小变化而变化，使风叶转速恒定在所设定的转速范围中，保证电压稳定。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1的右视图。

附图标记说明：1-发电机、2-防雨罩、3-风叶、4-风叶轴、5-主轴、6-锁紧螺母、7-防尘防水罩、8-离心块、9-离心块支承轴、10-离心块伞齿轮、11-风叶轴伞齿轮、12-底盘、13-拉簧槽、14-离心块拉簧柱、15-风叶迎风角定位柱、16-减磨片、17-拉簧、18-安装腔、18a-径向腔室、18b-轴向腔室。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示：实施例中的离心力恒速式风力发电机1主要由风叶组件、发电机1和主轴5组成，风叶组件安装在主轴5一端，发电机1安装在主轴5另一端；所述风叶组件主要由底盘12、风叶轴4、风叶3、离心块支承轴9、离心块8和拉簧17组成，所述底盘12安装在主轴5上并用锁紧螺母6锁紧固定，底盘12内设置有四个在圆周方向均匀分布的安装腔18，所述安装腔18主要由相互连通的径向腔室18a和轴向腔室18b组成，所述风叶轴4通过轴承件支承安装在径向腔室18a内，风叶轴4内端设有风叶轴伞齿轮11，风叶轴4上固定安装风叶3；所述离心块支承轴9通过轴承件支承安装在轴向腔室18b内，离心块支承轴9内端设置离心块伞齿轮10，所述离心块伞齿轮10与所述风叶轴伞齿轮11相啮合；所述离心块8一端固定安装在离心块支承轴9上，离心块8另一端的一侧与拉簧17一端连接，拉簧17另一端连接在底盘12上；所述的每片风叶3均设有一个限制风叶迎风角定位柱15极限位置的风叶迎风角定位柱15，所述风叶迎风角定位柱15位于离心块8与拉簧17连接一侧的旁边，风叶迎风角定位柱15在固定安装在底盘12上。

如图1、图2所示，本发明实施例中，所述的四个离心块支承轴9上各安装有一个离心块8，离心块8上设有离心块拉簧柱14，所述拉簧17一端连接在离心块拉簧柱14上，拉簧17另一端与离其最近的离心块支承轴9连接。所述离心块支承轴9端部设有拉簧槽13，所述拉簧17的钩头连接在拉簧槽13内。

如图1、图2所示，本发明实施例中，输入轴与输出轴为同一主轴5，即主轴5一端作为输入轴，另一端作为输出轴，但在实际生产应用中，输入轴与输出轴并不必然为同一主轴5，输入轴与输出轴之间还可以通过齿轮箱连接传动。

如图1、图2所示，为了提高本发明的防护性能，延长设备的使用寿命和安全性，所述发电机1的输入端设有防雨罩2，所述防雨罩2固定在输出轴上；所述叶轮组件上配设有防尘防水罩7，所述防尘防水罩7罩设在底板正面并通过紧定螺钉与底盘12连接固定。

另外，如图1、图2所示，为了进一步提高设备的使用寿命，降低维修频率，所述风叶轴4和离心块支承轴9上均安装有减磨片16，风叶轴4上的减磨片16位于风叶轴伞齿轮11与风叶轴4的轴承件之间，离心块支承轴9上的减磨片16位于离心块伞齿轮10与离心块支承轴9的轴承件之间。

本发明的工作原理及工作过程如下：

本发明实施例中的风力发电机1以水平式安置，这样可降低风叶3对迎风面的要求。

当风力变大时，风叶3转速增加，离心力增大，离心块8在离心力作用下绕离心块支承轴9发生偏转的幅度也增大，从而对拉簧17牵引的克服力也增大，离心块伞齿轮10与风叶轴伞齿轮11啮合传动，使风叶迎风角定位柱15变小，风叶3对风的受力也随之变小，这样就会使风叶3转速降低，保证风叶3转速恒定在所设定的转速范围中。

当风力变小时，风叶3转速降低，离心力减小，离心块8在离心力作用下绕离心块支承轴9发生偏转的幅度也减小，从而对拉簧17牵引的克服力也减小，离心块伞齿轮10与风叶轴伞齿轮11啮合传动，使风叶迎风角定位柱15变大，风叶3对风的受力也随之变大，这样就会使风叶3转速提高，保证风叶3转速恒定在所设定的转速范围中。

Claims

1. 离心力恒速式风力发电机（1），包括风叶组件和发电机（1），风叶组件安装在输入轴上，发电机（1）安装在输出轴上，输入轴与输出轴之间通过齿轮箱连接传动或直接连接；其特征在于：所述风叶组件包括底盘（12）、风叶轴（4）、风叶（3）、离心块支承轴（9）、离心块（8）和拉簧（17），所述底盘（12）安装在输入轴上并用锁紧螺母（6）锁紧固定，底盘（12）内设置有至少两个在圆周方向均匀分布的安装腔（18），所述安装腔（18）主要由相互连通的径向腔室（18a）和轴向腔室（18b）组成，所述风叶轴（4）通过轴承件支承安装在径向腔室（18a）内，风叶轴（4）内端设有风叶轴伞齿轮（11），风叶轴（4）上固定安装风叶（3）；所述离心块支承轴（9）通过轴承件支承安装在轴向腔室（18b）内，离心块支承轴（9）内端设置离心块伞齿轮（10），所述离心块伞齿轮（10）与所述风叶轴伞齿轮（11）相啮合；所述离心块（8）一端固定安装在离心块支承轴（9）上，离心块（8）另一端的一侧与拉簧（17）一端连接，拉簧（17）另一端连接在底盘（12）上；所述的每片风叶（3）均设有一个限制风叶迎风角定位柱（15）极限位置的风叶迎风角定位柱（15），所述风叶迎风角定位柱（15）位于离心块（8）与拉簧（17）连接一侧的旁边，风叶迎风角定位柱（15）在固定安装在底盘（12）上。

2.如权利要求1所述的离心力恒速式风力发电机（1），其特征在于：所述底盘（12）内设置有四个在圆周方向均匀分布的安装腔（18），对应地，所述底盘（12）上安装有四个风叶轴（4）和四个离心块支承轴（9），四个风叶轴（4）上各安装有一片风叶（3），四个离心块支承轴（9）上各安装有一个离心块（8），离心块（8）上设有离心块拉簧柱（14），所述拉簧（17）一端连接在离心块拉簧柱（14）上，拉簧（17）另一端与离其最近的离心块支承轴（9）连接。

3.如权利要求2所述的离心力恒速式风力发电机（1），其特征在于：所述离心块支承轴（9）端部设有拉簧槽（13），所述拉簧（17）的钩头连接在拉簧槽（13）内。

4.如权利要求1所述的离心力恒速式风力发电机（1），其特征在于：所述输入轴与输出轴为同一主轴（5）。

5.如权利要求1所述的离心力恒速式风力发电机（1），其特征在于：所述发电机（1）的输入端设有防雨罩（2），所述防雨罩（2）固定在输出轴上。

6.如权利要求1所述的离心力恒速式风力发电机（1），其特征在于：所述叶轮组件上配设有防尘防水罩（7），所述防尘防水罩（7）罩设在底板正面并通过紧定螺钉与底盘（12）连接固定。

7.如权利要求1所述的离心力恒速式风力发电机（1），其特征在于：所述风叶轴（4）和离心块支承轴（9）上均安装有减磨片（16），风叶轴（4）上的减磨片（16）位于风叶轴伞齿轮（11）与风叶轴（4）的轴承件之间，离心块支承轴（9）上的减磨片（16）位于离心块伞齿轮（10）与离心块支承轴（9）的轴承件之间。