CN108590950B - 风力发电机组及其风轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风轮，包括叶片、变桨机构和轮毂，所述叶片通过变桨机构连接设置在轮毂上，所述叶片和所述变桨机构的连接处外部预定区域内在圆周方向上套设固定有防护套。本发明通过设计防护套，将风轮上容易泄露油脂的位置及附近区域包裹密封起来，防止漏出的油脂四处流窜而污染风轮其他区域和部件，有效保护了风轮，并具有制作成本低廉、更换简单方便等优点，大大降低了风机维护和检修成本。本发明还进一步公开了一种风力发电机组。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电机组及其风轮。
背景技术
风力发电机组是将风能转化为电能的设备，利用风力带动叶片转动，再带动发电机旋转发电。由于叶片迎风面与风速的夹角大小直接影响风机对风能的吸收，为使叶片获取足够多的风能，每支叶片根部和轮毂之间通常设置有变桨机构，变桨机构根据风速的变化改变叶片的角度，使叶片始终对风，实现风能吸收效率最高。
现有的变桨机构通常采用液压变桨机构，液压变桨机构包括回转支承，回转支承的外圈固定连接在轮毂上，回转支承的内圈与叶片根部连接，回转支承的内圈相对外圈转动，使叶片相对轮毂转动实现变桨。液压变桨机构最大的问题是润滑油脂容易从回转支承的内圈和外圈之间泄露，泄露的油脂经回转支承和叶片根部的连接处流出后又四处流窜，不仅影响叶片和轮毂的整洁和美观，而且流入轮毂内部造成电线及其他部件腐蚀，严重影响电气设备的正常工作，甚至掉落到地面还会造成环境污染。因此需要及时对泄露的油脂进行清除维护，从而大大增加了风机维护和检修成本。
现有技术中大多通过改进变桨机构液压回路结构设计来解决上述问题，但往往效果都不理想，油脂泄露的现象依然无法彻底消除，因此如何有效、低成本的解决上述问题已成为行业疑难技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风力发电机及其风轮，以解决现有技术中泄露油脂四处流窜污染风轮其他部件的技术问题。
本发明的第一方面，提供了一种风轮，包括叶片、变桨机构和轮毂，所述叶片通过变桨机构连接设置在轮毂上，所述叶片和所述变桨机构的连接处外部预定区域内在圆周方向上套设固定有防护套。
进一步的，所述防护套的拉直长度不小于所述防护套随所述叶片转动到最大变桨角度时的螺旋线长度。
进一步的，所述变桨机构包括回转支承，所述回转支承的内圈与所述叶片的根部连接，所述回转支承的外圈固定安装在所述轮毂上，所述防护套的第一端套设安装在所述叶片根部的外周壁上，所述防护套的第二端套设安装在所述回转支承的外圈的外周壁上；所述防护套第一端和第二端之间的安装长度小于所述防护套的拉直长度。
进一步的，所述防护套的第一端在周长方向上设有第一弹性套箍，所述第一弹性套箍的自然长度小于所述防护套第一端的周长；所述防护套的第二端在周长方向上设有第二弹性套箍，所述第二弹性套箍的自然长度小于所述防护套第二端的周长。
进一步的，所述第一弹性套箍连接设置在所述防护套第一端的内侧，所述第一弹性套箍的内壁面贴合套设在所述叶片根部的外壁面上；所述第二弹性套箍连接设置在所述防护套第二端的内侧，所述第二弹性套箍的内壁面贴合套设在所述回转支承的外圈的外壁面上。
进一步的，所述防护套的第一端通过第一紧固件固定连接在所述叶片的根部上，所述防护套的第二端通过第二紧固件固定连接在所述回转支承的外圈上。
进一步的，所述第一弹性套箍和所述第二弹性套箍均由橡胶材料制成。
进一步的，所述防护套装设有拉链。
进一步的，所述防护套采用涤纶、碰击布、尼龙或透明塑料制成。
本发明的第二方面，还提供了一种风力发电机组，包括上述任一项所述的风轮。
本发明通过设计防护套，将风轮上容易泄露油脂的位置及附近区域包裹密封起来，防止漏出的油脂四处流窜而污染风轮其他区域和部件，有效保护了风轮，并具有制作成本低廉、更换简单方便等优点，大大降低了风机维护和检修成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例风轮的结构示意图；
图2是本发明实施例风轮的局部结构剖面示意图；
图3是本发明实施例防护套的展开结构示意图。
图中：1、叶片；2、回转支承；21、内圈；22、外圈；3、防护套；31、第一弹性套箍；32、第二弹性套箍；33、拉链；4、轮毂。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示，本实施例的风轮，包括叶片1、变桨机构(图中未示出)和轮毂4，叶片1的根部通过变桨机构连接设置在轮毂4上，由于变桨机构通常为液压变桨机构，润滑油脂容易从其回转支承2的内圈和外圈之间泄露，泄露的油脂经回转支承2和叶片1根部的连接处流出后又四处流窜，不仅影响叶片1和轮毂4的整洁和美观，而且流入轮毂4内部造成电线及其他部件腐蚀，严重影响电气设备的正常工作，甚至掉落到地面还会造成环境污染。
因此，本实施例在叶片1根部和变桨机构的连接处外部预定区域内的圆周方向上套设固定一个防护套3。预定区域具体是指包含叶片1根部和变桨机构的连接处及其附近的区域，具体大小可根据实际情况进行设置，本实施例并不受限于此。防护套3将风轮上容易泄露油脂的位置及附近区域包裹密封起来，防止漏出的油脂四处流窜，污染风轮其他区域和部件，从而有效保护了风轮。
具体而言，变桨机构包括回转支承2，回转支承2的内圈21与叶片1的根部连接，回转支承2的外圈22固定安装在轮毂4上，防护套3的第一端套设安装在叶片1根部的外周壁上，第二端套设安装在回转支承2的外圈22的外周壁上。
优选的，为适应风速，叶片1需做0-90度的变桨运动，一端固定在叶片1根部、另一端固定在回转支承2外圈22上的防护套3，需要跟随叶片1相对回转支承2的外圈22做扭转运动，因此防护套3优选设计具有足够的伸缩、扭转余量，具体的，防护套3第一端和第二端之间的安装长度小于防护套3的拉直长度，防护套3的拉直长度不小于防护套3随叶片1转动到最大变桨角度时的螺旋线长度。即，叶片1处于零位状态时，防护套3处于压缩折叠状态，当叶片1进行变桨运动时，防护套3可拉伸，并跟随叶片1进行扭转。
本实施例中，防护套3近似圆柱形，其螺旋线沿圆柱面展开近似一条直线，设圆柱直径为D，螺距为S，则单圈螺旋线长度为L＝Sqrt((πD)2+S2)，当变桨角度为α时，其轴向上升高度H＝S*(α/360°),因而螺旋线长度L1＝L*(H/S)＝L*(α/360°)＝(α/360°)*Sqrt((πD)2+(H*(360°/α))2)＝Sqrt((πDα/360°)2+H2)。在本发明实施例中，最大变桨角度为90°，当防护套3随叶片1的变桨运动至最大变桨角度90°时，其螺旋线长度为L1＝Sqrt(πDα/360°)2+H2)＝Sqrt((πD/4)2+H2)，将测量出的轴向上升高度H的数值代入公式中即可算出防护套3随叶片1转动到最大变桨角度时的螺旋线长度。
进一步地，结合图3所示，为保证防护套3对泄露油脂的阻挡和密封作用，防护套3的第一端内侧在周长方向上设有第一弹性套箍31，第一弹性套箍31的自然长度小于防护套3第一端的周长；防护套3的第二端内侧也在周长方向上设有第二弹性套箍32，第二弹性套箍32的自然长度小于防护套3第二端的周长。
这样的话，安装后，第一弹性套箍31和第二弹性套箍32会被拉伸，使得第一弹性套箍31的内壁面能紧密贴合套设在叶片1根部的外壁面上；第二弹性套箍32的内壁面能紧密贴合套设在回转支承2的外圈22的外壁面上。优选的，第一弹性套箍31和第二弹性套箍32均采用橡胶材料制成，具有良好的密封效果。同时，为进一步保证防护套3两端固定连接的可靠性，防护套3的第一端通过第一紧固件(图中未具体示出)固定连接在叶片1的根部上，第二端通过第二紧固件(图中未具体示出)固定连接在回转支承2的外圈22上。通过设计第一弹性套箍31和第二弹性套箍32，防护套3能起到良好的密封作用，从叶片1和回转支承2连接处漏出的油脂能被阻挡和包裹在防护套3内，而不会进一步四处流窜。
本实施例中，防护套3优先选用和雨伞伞面相同或类似的材质，如涤纶、碰击布、尼龙或透明塑料等，具有包裹性能好、防水防油效果好、成本低廉等优点。
另外，防护套3优选在安装长度方向上装设有拉链33。当防护套3使用时间较长后，其内阻挡和包裹的泄露油脂较多，如需对这些堆积的油脂进行清理，把拉链33打开即可方便的进行清理，在清理完毕后，将拉链33拉好即可，操作简单方便。当防护套3使用时间过长可能出现老化现象而影响包裹密封效果时，可直接将防护套3拆除废弃，重新换上新的防护套3即可，更换成本低廉，操作简单。
本发明实施例通过设计防护套，将风轮上容易泄露油脂的位置及附近区域包裹密封起来，防止漏出的油脂四处流窜而污染风轮其他区域和部件，有效保护了风轮，并具有制作成本低廉、更换简单方便等优点，大大降低了风机维护和检修成本。
在此基础上，本实施例还提供了一种风力发电机组，包括上述风轮，具备其所有优点，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种风轮，包括叶片(1)、变桨机构和轮毂，所述叶片(1)通过变桨机构连接设置在轮毂上，其特征在于：所述叶片(1)和所述变桨机构的连接处外部预定区域内在圆周方向上套设固定有防护套(3)；所述变桨机构包括回转支承(2)，所述回转支承(2)的内圈(21)与所述叶片(1)的根部连接，所述回转支承(2)的外圈(22)固定安装在所述轮毂上，所述防护套(3)的第一端套设安装在所述叶片(1)根部的外周壁上，所述防护套(3)的第二端套设安装在所述回转支承(2)的外圈(22)的外周壁上；所述防护套(3)第一端和第二端之间的安装长度小于所述防护套(3)的拉直长度，所述防护套(3)装设有拉链(33)。
2.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于：所述防护套(3)的拉直长度不小于所述防护套(3)随所述叶片(1)转动到最大变桨角度时的螺旋线长度。
3.根据权利要求1所述的风轮，其特征在于：所述防护套(3)的第一端在周长方向上设有第一弹性套箍(31)，所述第一弹性套箍(31)的自然长度小于所述防护套(3)第一端的周长；所述防护套(3)的第二端在周长方向上设有第二弹性套箍(32)，所述第二弹性套箍(32)的自然长度小于所述防护套(3)第二端的周长。
4.根据权利要求3所述的风轮，其特征在于：所述第一弹性套箍(31)连接设置在所述防护套(3)第一端的内侧，所述第一弹性套箍(31)的内壁面贴合套设在所述叶片(1)根部的外壁面上；所述第二弹性套箍(32)连接设置在所述防护套(3)第二端的内侧，所述第二弹性套箍(32)的内壁面贴合套设在所述回转支承(2)的外圈(22)的外壁面上。
5.根据权利要求4所述的风轮，其特征在于：所述防护套(3)的第一端通过第一紧固件固定连接在所述叶片(1)的根部上，所述防护套(3)的第二端通过第二紧固件固定连接在所述回转支承(2)的外圈(22)上。
6.根据权利要求5所述的风轮，其特征在于：所述第一弹性套箍(31)和所述第二弹性套箍(32)均由橡胶材料制成。
7.根据权利要求1-6任一项所述的风轮，其特征在于：所述防护套(3)采用涤纶、碰击布、尼龙或透明塑料制成。
8.一种风力发电机组，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的风轮。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 102206 31 Industrial Park, North Qing Road, Beijing, Changping District Applicant after: Sany Heavy Energy Co.,Ltd. Address before: 102206 31 Industrial Park, North Qing Road, Beijing, Changping District Applicant before: SANY HEAVY ENERGY Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |