CN2735030Y - 小型风力发电机的叶片桨距角自动调整装置 - Google Patents

小型风力发电机的叶片桨距角自动调整装置 Download PDF

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Abstract

一种小型风力发电机的叶片桨距角自动调整装置，特征是，叶片轴的一端固定在叶片宽度方向的一侧，另一端和一限位、回位装置相连，叶片可以随叶片轴扭转，扭转角度由限位、回位装置控制在最佳工作角度和最多顺风转动约90度这一范围内。本实用新型的优点是，提高了风力发电机的抗风能力，尤其是抗冲击性阵风的能力，而且结构简单，使用和维护方便，遇有大风时，再也不需要放倒风力发电机，极大地方便了用户。

Description

小型风力发电机的叶片浆距角自动调整装置
技术领域：
本实用新型涉及风力发电设备领域，用于调整风力发电机风轮叶片的浆距角。
背景技术：
现有5kw以下采用水平轴结构的小型风力发电机，其发电机主轴平行于风向，叶片固定安装在风轮上，因此，叶片的浆距角固定不变，这种结构虽然简单，但叶片抗风能力差，遇有大风，叶片较易折断。为提高叶片的抗风能力和缓冲发电机转速的波动，一些产品采用了使风轮叶片偏离主风向的侧偏尾翼装置，但这种装置只能使叶片小角度的偏离风向，所以发电机也只能在风速小于27米/秒的所谓工作风速范围内运行，遇有超出上述风速范围的大风天气时，用户只能按照生产厂家的要求“预先放倒风机”，停止发电机的使用，否则叶片就有可能折断，这就给用户带来了又要放倒发电机，又没有电用的诸多不便。
发明内容：
本实用新型的目的是设计一种抗风能力强、能根据风力大小自动调整叶片偏离风向角度而且偏离的角度可使叶片达到与风向平行的小型风力发电机叶片浆距角自动调整装置。
本实用新型是这样实现的，由叶片、叶片轴、风轮等零件构成的小型风力发电机的叶片浆距角自动调整装置，风轮的中心有锥形轴孔，与风力发电机的主轴匹配，风轮上至少有2个叶片轴和数量相同的叶片，其特征在于，叶片轴的一端固定在叶片宽度方向的一侧，另一端和一限位、回位装置相连，叶片轴由轴座固定在风轮上，当风力作用在叶片上时，叶片通过叶片轴带动风力发电机主轴旋转，同时叶片轴还因其安装位置的原因承受着轴向扭转的扭力，叶片轴可以在轴座内扭转，其扭转角度由限位、回位装置控制，也就是控制固定在叶片轴上的叶片的扭转角度，从而达到自动调整叶片浆距角的目的。叶片的扭转角度限定在设计确定的最佳工作角度和最多顺风转动90度这一范围内，即风速在最佳设计值以内这一正常风速时，叶片被限位、回位装置限定在最佳工作角度，风速大于正常风速时，叶片顺风向扭转一定角度，风速越大，叶片扭转角度越大，直至叶片扭转将近90度，和风向平行，此时叶片承受的风力最小，风速下降时，叶片在限位、回位装置的作用下，向回扭转。
本实用新型的优点是，在使用现有成型风叶的同时，取消了原有的侧偏尾翼装置，并提高了风力发电机的抗风能力，尤其是抗冲击性阵风的能力，降低了叶片的变形程度，在延长叶片的使用寿命的同时，增加了风力发电机安全运行的可靠性，遇有大风时，再也不需要放倒风力发电机，极大地方便了用户。同时，本实用新型结构简单，维护方便。
附图说明：
图1是有三个叶片的本实用新型的结构示意图。图中只画出一个叶片，其余叶片、叶片轴和轴座省略未画；回位拉簧省略未画。
图2是图1的右视图。
具体实施方式：
叶片43通过固定在叶片轴40上的叶片安装板44和叶片压板45固定在叶片轴40的一端，叶片轴40在叶片43的宽度方向的一侧，叶片轴40的另一端有一圆锥齿轮41，叶片轴40由轴座50、螺栓51固定在风轮10上；风轮10的轮芯11上套有轮盘20，轮盘20上有锥齿，与叶片轴40的圆锥齿轮41啮合；风轮10与轮盘20之间有回位扭簧30；风轮10上至少开有一个限位弧形孔13，轮盘20上有与之数量相等、位置对应的限位螺柱60；圆锥齿轮41、轮盘20、回位扭簧30和限位螺柱60等零件及风轮10上的限位弧形孔13，构成了本实用新型的限位、回位装置；轮盘20由回位扭簧30的初始扭力将其通过限位螺柱60将其限位在风轮10限位弧形孔13的上止点，此时，叶片43的位置处于最佳工作角度，风速在正常情况下，即风力发电机的额定风速下，叶片43在回位扭簧30的作用下，角度不变，风力增大，超过正常工作风速范围后，风力的作用使叶片43、叶片轴40克服回位扭簧30的扭力扭转，随着风力的增大，叶片43、叶片轴40继续扭转，直至轮盘20上的限位螺柱60到达风轮10上的限位弧形孔13的下止点，此时，叶片43顺风向转动的角度约为90度，叶片43由最佳工作角度扭转到和风向平行的角度，此时叶片43承受风力最小。风力下降时，在回位扭簧30的作用下，叶片43回转，直至最佳工作角度。为保证限位、回位装置的扭矩的可调整性，可以在风轮10上设置至少1个销杆22，在轮盘20上的限位螺柱60和销杆22之间可以有回位拉簧70，通过回位拉簧70和回位扭簧30共同控制叶片43的扭转和回位。当然，只用回位拉簧70，省去回位扭簧30，也能实现本实用新型自动调整叶片浆距角的目的。轮盘20上有圆环形凸台21，凸台21上有多个凹槽，回位扭簧30的一端由螺钉31固定在风轮10上，另一端卡在轮盘20上凸台21的一个凹槽内，通过卡在不同位置的凹槽内，可以调整回位扭簧初始力的大小。限位螺柱60上可以有消音减震套61，用以降低风力发电机的噪音和震动；圆锥齿轮41和轴座50之间，可以有调整齿隙的调整片42。本实用新型结构简单，安装、维护方便，依靠风力方便地自动调整风轮叶片的浆距角，保证了风力发电机安全运转的可靠性，风力再大，也不需要事先将风力发电机放倒，停止工作，从而方便了用户。

Claims (4)

1、一种小型风力发电机的叶片浆距角自动调整装置，由叶片(43)、叶片轴(40)和风轮(10)等零件构成，风轮(10)的中心有锥形轴孔(12)，与风力发电机的主轴匹配，风轮(10)上至少有2个叶片轴(40)和数量相同的叶片(43)，其特征在于，叶片轴(40)的一端固定在叶片(43)宽度方向的一侧，另一端和限位、回位装置相连，叶片轴(40)由轴座(50)固定在风轮(10)上，叶片轴(40)可以在轴座(50)内扭转。
2、根据权利要求1所述的小型风力发电机的叶片浆距角自动调整装置，特征在于，所述的限位、回位装置由叶片轴(40)上的圆锥齿轮(41)、轮盘(20)和回位扭簧(30)和风轮(10)上的限位弧形孔(13)构成；风轮(10)的轮芯(11)上套有轮盘(20)，轮盘(20)上有锥齿，与叶片轴(40)的圆锥齿轮(41)啮合；风轮(10)与轮盘(20)之间有回位扭簧(30)；风轮(10)上至少开有一个限位弧形孔(13)，轮盘(10)上有与之数量相等、位置对应的限位螺柱(60)。
3、根据权利要求2所述的小型风力发电机的叶片浆距角自动调整装置，特征在于，所述的风轮(10)上可以设置至少1个销杆(22)，在轮盘(20)上的限位螺柱(60)和销杆(22)之间可以有回位拉簧(70)。
4、根据权利要求2或3所述的小型风力发电机的叶片浆距角自动调整装置，特征在于，所述的限位螺柱(60)上可以有消音减震套(61)。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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