CN114109720B - 一种水平轴风力机风轮增功提效装置 - Google Patents

一种水平轴风力机风轮增功提效装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水平轴风力机风轮增功提效装置，包括主轴、叶片、变桨座和转动连接轴，所述变桨座为圆柱型结构，所述变桨座外侧壁周向等距设置有转动连接轴，所述转动连接轴和叶片末端连接，所述变桨座通过主轴和风力机的固定座连接。通过转动连接轴的设置不仅能够实时调节叶片的角度和转速，达到改变叶片的受力大小的目的，还能够对叶片进行实时调节各叶片承受的风力，使风电机风轮的轴受力平衡，降低风电机组的振动幅度和转动阻力，从而有效实现增功提效的效果；同时，通过内叶片的设置能够有效的对风电机风轮进行增功，有效的扩大了叶片的受风面积，从而在转动状态下保证增功提效。

Description

一种水平轴风力机风轮增功提效装置
技术领域
本发明涉及发电机组配件技术领域，具体为一种水平轴风力机风轮增功提效装置。
背景技术
风力发电机组在运行时，风轮为主要的受力部件，需要承受较大的风力，风轮的轮毂与增速机构连接，由于局部的风力大小和方向不尽相同，因此风轮的各个叶片承受的风力也不相同，会造成风力发电机组的振动，从而会造成转动阻力增大，振动的幅度越大，转动阻力也越大，发电的效率也越低，但是，现有的风力机风轮不能够解决上述问题，不能够平衡风轮各个叶片受力的大小。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种水平轴风力机风轮增功提效装置，通过转动连接轴的设置不仅能够实时调节叶片的角度和转速，达到改变叶片的受力大小的目的，还能够对叶片进行实时调节各叶片承受的风力，使风电机风轮的轴受力平衡，降低风电机组的振动幅度和转动阻力，从而有效实现增功提效的效果；同时，通过内叶片的设置能够有效的对风电机风轮进行增功，有效的扩大了叶片的受风面积，从而在转动状态下保证增功提效。
本发明是通过以下技术方案来实现：一种水平轴风力机风轮增功提效装置，包括主轴、叶片、变桨座和转动连接轴，所述变桨座为圆柱型结构，所述变桨座外侧壁周向等距设置有转动连接轴，所述转动连接轴和叶片末端连接，所述变桨座通过主轴和风力机的固定座连接。
进一步的，所述叶片上设置有内叶片。
进一步的，所述变桨座内设置有多个安装槽，所述多个安装槽周向设置在变桨座的外侧壁，所述多个安装槽内对应设置有电机；电机与控制系统连接。
进一步的，所述电机的输出轴上设置有调节小齿轮，所述调节小齿轮和转动连接轴上设置的限位套管连接，所述限位套管的内侧壁嵌设有内轴承，所述内轴承套设在转动连接轴上。
进一步的，所述转动连接轴靠近变桨座的一端设置有齿轮槽，所述齿轮槽内设置有齿轮齿，所述调节小齿轮和齿轮齿啮合。
进一步的，所述内叶片设置在收纳槽内，所述收纳槽上连接设置有导向限位槽和推杆槽，所述推杆槽内连设置有推杆，所述导向限位槽内连接设置有导向限位杆，所述推杆和导向限位杆与内叶片连接设置。
进一步的，所述推杆槽的数量和导向限位槽的数量依内叶片的选择设置。
进一步的，所述变桨座上设置有外壳，所述外壳环绕变桨座设置。
进一步的，所述叶片的数量依实际情况选择设置。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本装置的叶片上均连接设置有转动连接轴，通过变桨座带动转动连接轴实现叶片的自转，通过转动连接轴的设置不仅能够实时调节叶片的角度和转速，达到改变叶片的受力大小的目的，还能够对叶片进行实时调节各叶片承受的风力，使风电机风轮的轴受力平衡，降低风电机组的振动幅度和转动阻力，从而有效实现增功提效的效果。同时，通过变桨座和固定座的连接使得转动连接轴能够稳定的卡设住叶片，从而保证了装置的安全性。
进一步的，通过内叶片的设置能够有效的对风电机风轮进行增功，有效的扩大了叶片的受风面积，从而在转动状态下保证增功提效。
进一步的，通过安装槽内对应设置电机的步骤，极大地提高了装置上的电机在转动过程中的稳定性，从而能够有效的保障装置的平稳运行，并且降低了安装的技术人员的操作难度。通过电机对每个转动连接轴的设置增大了装置的安全性与适用性，针对不同的风况采取不同的转动机制，有效的降低了装置的是使用限制。
进一步的，调节小齿轮和齿轮齿的结构啮合巧妙的保证了装置的安全稳定性，在实际的转动过程中，不仅能够防止卡阻现象的发生，还能够保证风电机风轮在多种情况下的平稳运行。根据调节小齿轮与转动连接轴配合实时调节叶片的角度，达到改变叶片受力大小的目的，从而能够实时平衡风轮各叶片承受的风力，使风轮的轴受力平衡，降低机组的振动幅度和转动阻力，实现增功提效的效果。
进一步的，导向限位槽与导向限位杆配合能够对内叶片起到限位和导向的效果，使内叶片在固定的路线上伸缩；所述导向限位槽和推杆槽的设置扩大了装置在不动的风力要求下的动力要求，使内叶片在固定的路线上伸缩，同时，针对不同的风力环境，可选择性的收缩内叶片，内叶片伸缩时能够改变叶片的受力面积，从而达到调节叶片的受力范围的目的，保证增功提效的效果和对风力的适应性。同时，收纳槽也能够对内叶片形成限位，从而使内叶片的伸缩稳定顺畅，实用性强。
进一步的，通过在叶片上设置的收纳槽，并在收纳槽内设置内叶片的方法能够改变叶片的受力面积；从而达到调节叶片的受力范围的目的，保证增功提效的效果和对风力的适应性。
进一步的，通过根据不同的规格的叶片选择不同的推拉自动结构能够有效的保证装置的操作安全系数，同时，为装置提供了可靠的稳定性。
进一步的，通过外壳的设置使得装置能够在恶劣环境下进行实验，同时，外壳的设置还能够对装置内的部件实现保护和限位的效果。
进一步的，叶片的数量可以根据实际情况进行供选择设置，能扩大装置对不同环境的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种水平轴风力机风轮增功提效装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种水平轴风力机风轮增功提效装置的剖视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种水平轴风力机风轮增功提效装置的外壳结构剖视示意图；
图4为本发明实施例提供的一种水平轴风力机风轮增功提效装置的变桨座结构剖视示意图；
图5为本发明实施例提供的一种水平轴风力机风轮增功提效装置的叶片结构剖视示意图；
图中：1、外壳；2、叶片；3、主轴；4、变桨座；5、安装槽；6、电机；7、调节小齿轮；8、收纳槽；9、推杆槽；10、导向限位槽；11、推杆；12、内叶片；13、导向限位杆；14、转动连接轴；15、齿轮槽；16、限位套管；17、内轴承；18、固定座；19、齿轮齿。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
本发明某一具体实施例中的一种水平轴风力机风轮增功提效装置，包括外壳1、叶片2、主轴3、变桨座4、安装槽5、电机6、调节小齿轮7、收纳槽8、推杆槽9、导向限位槽10、推杆11、内叶片12、导向限位杆13、转动连接轴14、齿轮槽15、限位套管16、内轴承17、固定座18和齿轮齿19。
参阅图1至图5，包括外壳1、叶片2和主轴3，所述外壳1的一侧开设有通孔，所述外壳1可以设置为下端为圆柱上端为半球体的薄壁外壳，也可以在其他实施例中设置为具有对称结构的部件；所述外壳1通过一端的通孔固定套设在主轴3的一端，所述主轴3处于外壳1内的一端安装有变桨座4，所述安装方式可以为固定安装，所述变桨座4的外边侧开设有若干个安装槽5，安装槽5环形阵列等距设置，所述安装槽5内固定安装有电机6，所述电机6的输出轴上固定安装有调节小齿轮7，所述叶片2的一侧开设有收纳槽8，所述收纳槽8的内侧壁上开设有推杆槽9和导向限位槽10，所述推杆槽9内固定安装有推杆11，所述推杆11可以设置为电动推杆，所述收纳槽8内活动安装有内叶片12，所述推杆11的输出轴与内叶片12连接，所述连接方式为固定连接；所述内叶片12处于收纳槽8内的一侧与导向限位槽10对应的位置处固定连接有导向限位杆13，所述导向限位杆13的一端活动插接在导向限位槽10内，所述叶片2的一端固定连接有转动连接轴14，所述转动连接轴14的一端开设有齿轮槽15，所述外壳1的外边侧与调节小齿轮7对应的位置处固定安装有限位套管16，所述外壳1外边侧上的限位套管16处开设有通孔，所述转动连接轴14的一端穿过限位套管16和通孔并延伸至调节小齿轮7处。所述限位套管16的内边侧固定镶嵌有内轴承17，所述内轴承17固定套设在转动连接轴14上。所述主轴3的另一端固定安装有固定座18，所述固定座18上开设有螺孔。所述推杆槽9的数量为2个，所述导向限位槽10的数量为3个。所述齿轮槽15的内边侧固定安装有齿轮齿19，所述调节小齿轮7与齿轮槽15内的齿轮齿19相啮合。
在使用时，通过固定座18将主轴3与风轮的轮毂轴固定连接，使叶片2与风轮的叶片对齐，将用电部件与风力电机的控制系统连接，控制系统根据机组的振动规律实时控制各个电机6工作，电机6通过调节小齿轮7与齿轮槽15内的齿轮齿19配合带动转动连接轴14和叶片2转动，实时调节叶片2的角度，达到改变叶片2受力大小的目的，从而能够实时平衡风轮各叶片承受的风力，使风轮的轴受力平衡，降低机组的振动幅度和转动阻力，实现增功提效的效果。
所述叶片2上安装了能够伸缩的内叶片12，内叶片12伸缩时能够改变叶片2的受力面积，从而达到调节叶片2的受力范围的目的，保证增功提效的效果和对风力的适应性。所述导向限位槽10与导向限位杆13配合能够对内叶片12起到限位和导向的效果，使内叶片12在固定的路线上伸缩，同时，收纳槽8也能够对内叶片12形成限位，从而使内叶片12的伸缩稳定顺畅，实用性强，在需要时，控制系统控制推杆11带动内叶片12在收纳槽8内伸缩，导向限位杆13在导向限位槽10内伸缩。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种水平轴风力机风轮增功提效装置，其特征在于，包括主轴(3)、叶片(2)、变桨座(4)和转动连接轴(14)，所述变桨座(4)为圆柱型结构，所述变桨座(4)外侧壁周向等距设置有转动连接轴(14)，所述转动连接轴(14)和叶片(2)末端连接，所述变桨座(4)通过主轴(3)和风力机的固定座(18)连接；所述叶片(2)上设置有内叶片(12)；所述变桨座(4)内设置有多个安装槽(5)，所述多个安装槽(5)周向设置在变桨座(4)的外侧壁，所述多个安装槽(5)内对应设置有电机(6)；电机(6)与控制系统连接；所述电机(6)的输出轴上设置有调节小齿轮(7)，所述调节小齿轮(7)和转动连接轴(14)上设置的限位套管(16)连接，所述限位套管(16)的内侧壁嵌设有内轴承(17)，所述内轴承(17)套设在转动连接轴(14)上；所述转动连接轴(14)靠近变桨座(4)的一端设置有齿轮槽(15)，所述齿轮槽(15)内设置有齿轮齿(19)，所述调节小齿轮(7)和齿轮齿(19)啮合；
控制系统根据机组的振动规律实时控制各个电机(6)工作，电机(6)通过调节小齿轮(7)与齿轮槽(15)内的齿轮齿(19)配合带动转动连接轴(14)和叶片(2)转动，实时调节叶片(2)的角度，达到改变叶片(2)受力大小的目的。
2.根据权利要求1所述的一种水平轴风力机风轮增功提效装置，其特征在于，所述内叶片(12)设置在收纳槽(8)内，所述收纳槽(8)上连接设置有导向限位槽(10)和推杆槽(9)，所述推杆槽(9)内连接设置有推杆(11)，所述导向限位槽(10)内连接设置有导向限位杆(13)，所述推杆(11)和导向限位杆(13)与内叶片(12)连接设置。
3.根据权利要求1所述的一种水平轴风力机风轮增功提效装置，其特征在于，所述变桨座(4)上设置有外壳(1)，所述外壳(1)环绕变桨座(4)设置。
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