CN1370924A

CN1370924A - 一种风力发动机的稳速装置

Info

Publication number: CN1370924A
Application number: CN01103557A
Authority: CN
Inventors: 刘天才
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2002-09-25

Abstract

一种风力发动机的稳速装置,包括:a,装有稳速伸缩弹簧的管状稳速器通,该稳速器通一端固定在风叶框上;b,定位拉杆,该定位拉杆一端通过滑块与稳速器通衔接,使定位拉杆在管状稳速器通上作相对位移并可复位,该定位拉杆的另一端与活动风叶呈活动式连接,使风叶能与定位拉杆作相对位移联动。本发明促使活动小风叶超过风叶框而造成风叶正向透风,从而达到稳速作用和强风状态下风叶的自动复位保护作用。

Description

一种风力发动机的稳速装置

本发明属于一种应用于风力发动机上的稳速装置，尤其是用于竖轴活叶风力机的稳速及强风时风叶自动保护装置。

目前世界上用于风力发电或作机械动力的风力发动机主要有两大类型：一类是升力型，水平轴结构、采用螺旋桨式叶片；另一类是阻力型，竖轴结构、采用风帆式叶片。这两类风力机相比较，升力型(水平轴)技术比较成熟，被广泛使用，但存在成本高，发电设备安装及维修不方便，桨叶容易疲劳损坏、还得有迎风装置的问题；而阻力型(竖轴)风力机转动力矩大、但一般型产品由于反向回程区风叶阻力也较大，所以效率也不高，据了解，目前世界上尚无理想的竖轴风力机型。本发明人原有专利“高效风力机”(专利号982128878)采用了活动可变式风叶，能在风力机工作过程中自动改变风叶的受风面积，使正向推力面积增加、而反向阻力面积减到最小、大大提高了风能利用效率。不失为一种高效利用风能的新型竖轴风力机。但是尚存在噪音、稳速等问题没完全解决。

本发明的目的，是提供一种应用于风力发动机上的稳速装置，以解决竖轴活动风叶风力机的稳速、减少噪音、抗强风破坏的风叶自动保护问题。

本发明包括：

a，装有稳速伸缩弹簧的管状稳速器通，该稳速器通一端固定在风叶框上；

b，定位拉杆，该定位拉杆一端通过滑块与稳速器通衔接，使定位拉杆能在管状稳速器通上作相对位移并可复位，该定位拉杆的另一端与活动风叶呈活动式连接，使风叶能与定位拉杆作相对位移联动，以实现活动风叶打开和关闭的作用。

本发明是采用在活动风叶与风叶框的连接轴的对角方向上下各设一个弹性定位轴，以定位拉杆对活动风叶另一侧进行定位。当风速小于或等于额定工作风速时、活动风叶在处于正向工作区时自动关闭，此时风叶受风面积最大、推力也大；当风速超过额定工作风速时，活动风叶在处于正向工作区时除保持自动关闭产生推动阻力外，还根据风速超出大小超过风叶框而透风，使多余强风跑掉从而达到降速稳速作用及风叶自动复位的保护作用。因此，本发明是竖轴活叶风力机非常重要和不可缺少的重要装置。

附图1为本发明用于竖轴活叶风力机的整机立体结构示意图；

附图2为本发明用于竖轴活叶风力机的风叶稳速装置的工作关系图；

附图3为本发明稳速装置的结构示意图；

附图4为本发明稳速工作状态示意图。

图例说明：1-风叶框、2-活动小风叶、3-稳速器通、4-稳速滑块、5-稳速伸缩弹簧、6-定位拉杆、7-定位拉杆轴、7’-连接件、8-活动风叶定位座、8’-轴、9-风叶减震弹性件、10-定位拉杆减震弹性件、11-稳速器长孔、11’-转向轴、12-风力机支架、13-维修架、14-传动轴、15-万向节、16-设备室(安装变速器、发动机、充电机、储电池、逆变器等)。

如图1所示，本发明是专为竖轴活动风叶风力机设计的稳速装置。稳速器通3装在风叶框1上。如图2所示，为本发明的稳速装置在该类风力机工作过程中，当风叶框处于不同工作位置时、活动风叶与稳速装置的工作状况：其中，A，当风叶框1处于对风向位置时，活动小风叶2开始关闭；B，当风叶框1处于垂直风向位置时，活动小风叶2依靠稳速器通3上的定位拉杆6而定位于风叶框1的位置而完全处于关闭状态，并获得风力的最佳推动力，使风力机输出动力；C，当风叶框1处于回程对风向位置时，，活动小风叶2开始打开：D，当风叶框1处于反向垂直于风向位置时，活动小风叶2完全打开，同样依靠稳速器通3上的定位拉杆6定位，把反向阻力减到最小，从而大大提高了风力机的风能利用效率。

如图3所示，本发明包括：

b，一根定位拉杆，该定位拉杆一端通过滑块与稳速器通衔接，使定位拉杆能在管状稳速器通上作相对位移并可复位，该定位拉杆的另一端与活动风叶呈活动式连接，使风叶能与定位拉杆作相对位移联动，以实现活动风叶打开和关闭的作用。

上述位移，不仅指的水平方向的移动，尚且包括在每一轴点的水平面上的360°方向的转动。即是说，拉杆相对稳速器通的位移，包括拉杆与稳速器通之间的任意角度、任意位置的动态位移，风叶相对拉杆的位移，包括风叶与拉杆之间的任意角度、任意位置的动态位移。

具体实现如下：稳速装置由稳速器通3、稳速滑块4、稳速伸缩弹簧5、定位拉杆6、定位拉杆轴7、活动风叶定位座8、风叶减震弹性件9、定位拉杆减震弹性件10等组成。稳速伸缩弹簧5装在管状稳速器通3的内腔上，稳速器通一端固定在叶框1上，滑块4装在稳速伸缩弹簧5远离叶框1的一端处，并通过定位拉杆减震弹性件10与稳速器通3的另一端衔接。滑块4装有定位拉杆轴7，定位拉杆轴7可在稳速器通3上的稳速器长孔11内作前后位移运动，定位拉杆6一端通过连接件7’与定位拉杆轴7连接，连接件7’可绕定位拉杆轴7转动；定位拉杆6的另一端装上定位座8，定位座8由上下两个部分通过轴8’装配而成，定位座8的上部可绕轴8作上下转动，定位座8的下部设有轴孔可套在定位拉杆6上，并可在定位拉杆6上作前后位移运动，定位座8的下部通过风叶减震弹性件9与定位拉杆6的端部衔接，定位座8的上部通过转向轴11’与风叶2轴连接，风叶2可绕转向轴11’作360°转动。

如图4所示，本发明稳速装置工作原理如下：见(4-1)所示工作状态，当风叶框1处于反向回程垂直于风向的逆风区时，活动小风叶2靠风力围绕自身一侧小轴旋转打开，此时活动风叶定位座8沿定位拉杆6滑动到位而定位，几个活动小风叶2在风叶框1中全部呈开门状态，把风力机反向阻力减到最小，见(4-2)所示工作状态，当风叶框1处于正向垂直于风向的工作区时，活动小风叶2已自动关闭，并依靠定位拉杆6改变了约90％的一个方向而定位于风叶框1上，此位置风叶受风的推力最大，几个风叶框1中的活动小风叶2轮流工作、不停输出风能转变的机械动力，见(4-3)所示工作状态，当风叶框1处在如图(4-2)位置时，如果工作风速超过额定工作风速以上时，风对活动小风叶2的推力超过了稳压伸缩弹簧5所承受的压力而被压缩，定位拉杆轴7在稳速滑块4的带动下沿稳速器长孔11向风叶框1方向快速移进，从而使活动小风叶2超过风叶框1过位打开，使超出额定工作风速的部分风力跑掸，风力超出越大则活动小风叶2打开越大，导致风力机保持稳速，并使活动小风叶2在一个工作循环区内自动复位不致于失效而起到自动保护作用。

稳速器上的定位拉杆轴固定在稳速滑块上，并依靠稳速伸缩弹簧的一定张力定位于活动小风叶与风叶框连接轴的对角方向，活动小风叶上装有定位座、定位座上设有可在一定角度上下左右旋转的带孔件并能套在定位拉杆上滑动。

稳速伸缩弹簧的弹力根据技术要求设定，以保证活动小风叶在正向工作区如果风速超过设计额定工作风速时应能保证压缩稳速伸缩弹簧，使定位拉杆轴迅速向风叶框方向移进、促使活动小风叶超过风叶框而造成风叶正向透风，风速越快透风量越大，从而达到稳速作用。当风叶框转过正向工作区后，由于稳速伸缩弹簧失去压力而使定位拉杆轴复位，活动小风叶也随之复位，起到强风保护作用。

Claims

1、一种风力发动机的稳速装置，其特征在于包括：

b，定位拉杆，该定位拉杆一端通过滑块与稳速器通衔接，使定位拉杆在管状稳速器通上作相对位移并可复位，该定位拉杆的另一端与活动风叶呈活动式连接，使风叶能与定位拉杆作相对位移联动。

2、根据权利要求1所述的风力发动机的稳速装置，其特征在于上述位移，不仅指的水平方向的移动，尚且包括在每一点的水平面上的360°方向的转动，即是说，拉杆相对稳速器通的位移，包括拉杆与稳速器通之间的任意角度、任意位置的动态位移，风叶相对拉杆的位移，包括风叶与拉杆之间的任意角度、任意位置的动态位移。

3、据权利要求1所述的风力发动机的稳速装置，其特征在于稳速装置由稳速器通3、稳速滑块4、稳速伸缩弹簧5、定位拉杆6、定位拉杆轴7、活动风叶定位座8、风叶减震弹性件9、定位拉杆减震弹性件10组成，稳速伸缩弹簧5装在管状稳速器通3的内腔上，稳速器通一端固定在叶框1上，滑块4装在稳速伸缩弹簧5远离叶框1的一端处，并通过减震弹性件10与稳速器通3的另一端衔接，滑块4装有定位拉杆轴7，定位拉杆轴7可在稳速器通3上的稳速器长孔11内作前后位移运动，定位拉杆6一端通过连接件7’与定位拉杆轴7连接，连接件7’可绕定位拉杆轴7转动，定位拉杆6的另一端装上定位座8，定位座8由上下两个部分通过轴8’装配而成，定位座8的上部可绕轴8作上下转动，定位座8的下部设有轴孔套在定位拉杆6上，并可在定位拉杆6上作前后位移运动，定位座8的下部通过风叶减震弹性件9与定位拉杆6的端部衔接，定位座8的上部通过转向轴11’与风叶2轴连接，风叶2可绕转向轴11’作360°转动。