離心調速折尾偏航式風力發電機的製作方法

2024-02-18 11:39:15

專利名稱：離心調速折尾偏航式風力發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及風力發電領域，具體地講是一種離心調速折尾偏航式風力發電機。
背景技術：
風能是良好的可再生無汙染的資源，尤其是我國東南沿海存在著大量的海洋風能。風能發電是風能利用的主要形式，風力發電機則是風能轉化為電能的必備裝置。現有技術的風力發電機一般包括風輪、傳動機構、發電機、偏航機構和控制部件等，偏航機構也稱為對風機構，其作用在於當風速矢量的方向變化時，能夠快速平穩地對準風向，以便風輪獲得儘可能大的風能。然而，目前微小型的風力發電機構造，由於沒有可控有效的避風裝置，風力發電機風輪的轉速與風速成正比。超過額定風速，發電機風輪轉速成倍上升，一旦發生10級以上風力，風力發電機會因為風輪轉速過快而受到不同程度的破壞，損失很大。尤其是利用航洋風能發電，海洋風況複雜，10級風是常有的事，遠洋船在9級風時還在作業，10級風以上才作避風，在避風途中遇逆風加船速影響，就容易損壞風力發電機。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供一種避免風力發電機易受大風破壞的離心調速折尾偏航式風力發電機。本發明的技術解決方案是，提供一種以下結構的離心調速折尾偏航式風力發電機，包括風葉、尾舵、尾舵固定架、尾舵轉軸和傳動軸，所述的尾舵設於尾舵轉軸上，尾舵轉軸兩端裝上軸承和軸承座，並安裝於尾舵固定架上，所述的風葉安裝於傳動軸上；所述的風力發電機還包括離心 器和球頭球座連杆，所述的球頭球座連杆的一端與傳動軸連接，另一端與尾舵轉軸連接，所述的離心器設置在傳動軸上，球頭球座連杆靠近離心器一端上套設有彈黃。採用以上結構，本發明與現有技術相比具有以下優點:採用本發明，由於設置了離心器，當風葉處於超過額定風速下的轉速時，離心器自動打開產生的離心推力大於彈簧彈力，推動推拉連杆帶動擺動連杆、擺動連杆帶動推拉連杆帶動尾舵轉軸轉動，從而使尾舵左右偏航角度調節，使風葉偏離風向一定角度，減少風壓推動風葉旋轉力度，將風葉轉速調節到額定轉速；當風速達額定風速及以下時，彈簧的彈力大於離心推力，彈回推拉連杆，從而拉回尾舵並行於風向，恢復風葉迎風最佳角度；始而往復，自動調速；達到風力發電機安全、有效、最佳發電效率，從而實現了本發明在大風中照常發電，避免了被大風打壞的現象。作為改進，所述的球頭球座連杆包括第一球頭球座推拉杆、球頭球座擺動連杆和第二球頭球座推拉杆，所述的第一球頭球座推拉杆、球頭球座擺動連杆和第二球頭球座推拉杆依次連接，所述的彈簧套設於第一推球頭球座拉杆上，所述的第一推球頭球座拉杆與球頭球座擺動連杆連接，所述的第二球頭球座推拉杆與尾舵轉軸連接，在尾舵固定架上固定軸，所述的球頭球座擺動連杆鉸接於固定軸上；通過第一球頭球座推拉杆、球頭球座擺動連杆和第二球頭球座推拉杆相互連接，從而實現對尾舵偏航角度的調節，根據特定的風力進行調節，並能收放自如。作為改進，離心器還包括彈簧推壓結構，所述的彈簧推壓結構設置於離心器與第一推球頭球座拉杆之間，第一推球頭球座拉杆的端面設有一平面軸承或鋼珠，彈簧推壓結構頂住平面軸承或鋼珠，第一推球頭球座拉杆上設有彈簧座，彈簧一端抵住第一推球頭球座拉杆的端部，另一端抵住彈簧座；由於設有彈簧推壓結構，便於對彈簧壓力的調節。作為改進，所述的尾舵轉軸上連接有尾舵推動杆，所述的尾舵推動杆與第二球頭球座推拉杆鉸接；尾舵推動杆一般徑向連接在尾舵轉軸上，在第二球頭球座推拉杆的帶動下，能夠順利帶動尾舵轉軸轉動；提升了調節的可控性。 作為改進，所述的彈簧推壓結構為推動套筒，所述的推動套筒裝於離心器內，並在其端部頂住第一推球頭球座拉杆端部的平面軸承或鋼珠；離心力通過推動套筒作用於第一推球頭球座拉杆，從而實現對彈簧的壓縮和釋放。作為改進，所述的離心器採用飛球式或飛塊爪式，飛球式採用雙球式或多球式；飛塊爪式採用雙塊爪式或多塊爪式；採用該設計，調節更加方便。


圖1為本發明離心調速折尾偏航式風力發電機的結構示意圖(實施例1)。圖2為本發明離心調速折尾偏航式風力發電機的結構示意圖(實施例2)。圖3為尾舵的結構示意圖。圖4為第一推球頭球 座拉杆的結構意圖。圖5為推動套筒的結構示意圖。圖中所示:1、風葉，2、尾舵，3、尾舵固定架，4、尾舵轉軸，5、傳動軸，6、離心器，7、推拉連杆，7.1、第一推球頭球座拉杆,7.2、球頭球座擺動連杆,7.3、第二球頭球座推拉杆,8、彈簧，9、輪轂，10、平面軸承，11、彈簧座，12、尾舵推動杆，13、推動套筒，14、直線軸承，15、深槽軸承，16、發電機尾部，17、固定軸。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。如圖1和2所示，本發明的離心調速折尾偏航式風力發電機，包括風葉1、尾舵2、尾舵固定架3、尾舵轉軸4和傳動軸5，所述的尾舵2設於尾舵轉軸4上，尾舵轉軸4兩端裝上軸承和軸承座，並安裝於尾舵固定架3上，所述的風葉I安裝於傳動軸5上；所述的風力發電機還包括離心器6和球頭球座連杆7,所述的球頭球座連杆7的一端與傳動軸5連接，另一端與尾舵轉軸4連接，所述的離心器6設置在傳動軸上5，球頭球座連杆7靠近離心器一端上套設有彈簧8 ;傳動軸5的端部安裝有輪轂9，所述的風葉I通過輪轂9安裝於傳動軸5上。 所述的球頭球座連杆7包括第一球頭球座推拉杆7.1、球頭球座擺動連杆7.2和第二球頭球座推拉杆7.3,所述的第一球頭球座推拉杆7.1、球頭球座擺動連杆7.2和第二球頭球座推拉杆7.3依次連接，所述的彈簧8套設於第一推球頭球座拉杆7.1上，所述的第一推球頭球座拉杆7.1與球頭球座擺動連杆7.2連接，所述的第二球頭球座推拉杆7.3與尾舵轉軸4連接，在尾舵固定架3上固定軸17，所述的球頭球座擺動連杆7.2鉸接於固定軸17上，從而實現對尾舵偏航角度的調節，根據特定的風力進行調節，並能收放自如。離心器6還包括彈簧推壓結構，所述的彈簧推壓結構設置於離心器6與第一推球頭球座拉杆7.1之間，第一推球頭球座拉杆7.1的端面設有一平面軸承10或鋼珠，彈簧推壓結構頂住平面軸承10或鋼珠，第一推球頭球座拉杆7.1上設有彈簧座11，彈簧8 —端抵住第一推球頭球座拉杆7.1的端部，另一端抵住彈簧座11。所述的尾舵轉軸4上連接有尾舵推動杆12，所述的尾舵推動杆12與第二球頭球座推拉杆7.3鉸接。所述的彈簧推壓結構為推動套筒13，所述的推動套筒13裝於離心器6內，並在其端部頂住第一推球頭球座拉杆7.1端部的平面軸承10或鋼珠。所述的第一推球頭球座拉杆7.1上安裝有直接軸承14，所述的直接軸承14安裝在軸承座上；尾舵轉軸4與尾舵固定架3的鉸接處設有深槽軸承15。所述的尾舵固定架3與發電機尾部16相連接。所述的離心器6採用飛球式或飛塊爪式，飛球式採用雙球式或多球式；飛塊爪式米用雙塊爪式或多塊爪式。平面軸承和鋼珠的設計是兩個不同的方案，平面軸承和鋼珠可以替換，故而實施例中列舉了這兩個方案，可選擇其中一種使用。實施例1與實施例2的不同在於離心器結構的不同，圖1和圖2隻是給出了離心器的兩個實施例，但並不限於這兩種離心器的結構。同時由於離心器結構的不同，彈簧座的形狀和安裝位置也略有變化。本發明的工作原理如 下:本發明利用了離心器與彈簧之間的力學平衡，在離心力與彈簧壓力相當時，風力發電機基本處於額定轉速運行；在風力發電機遭遇10級以上的風力時，風力一般都超過了額定風速，此時風葉在超過額定風速下工作，其轉速也超過額定轉速，離心器自動打開產生的離心推力大於彈簧彈力，通過推動套筒推動推拉連杆帶動尾舵轉軸轉動，從而使尾舵左右偏航角度調節，使風葉偏離風向一定角度，減少風壓推動風葉旋轉力度，將風葉轉速調節到額定轉速；當風速達額定風速及以下時，彈簧的彈力大於離心推力，推拉連杆彈回，從而拉回尾舵並行於風向，恢復風葉迎風最佳角度；始而往復，自動調速；離心調速折尾偏航式風力發電機受風壓力能自動調節，自動避免了超風速的破壞；能使風輪轉速較穩定地控制在額定轉速範圍內，使發電量能處在最佳狀態；能使風輪轉速較穩定地控制在額定轉速範圍內，使用比其它風力發電機安全，發電時間長；發電量比同功率風力發電機多。(注:小型同功率風力發電機沒有避風裝置，僅用卸荷和制動方法保護風力發電機，由此大風時沒有有效發電。)以上僅就本發明較佳的實施例作了說明，但不能理解為是對權利要求的限制。本發明不僅局限於以上實施例，其具體結構允許有變化，例如:離心器有飛球式和飛塊爪式，飛球式有雙球和多球式，飛塊爪式有雙飛塊爪式和多飛塊爪式的形狀、尾部結構形狀、尾舵結構形狀、尾舵固定架結構形狀等均可有變化，不限於附圖所示。總之，凡在本發明獨立權利要求的保護範圍內所作的各種變化均在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種離心調速折尾偏航式風力發電機，包括風葉(I)、尾舵(2)、尾舵固定架(3)、尾舵轉軸⑷和傳動軸(5)，所述的尾舵(2)設於尾舵轉軸⑷上，尾舵轉軸⑷兩端裝上軸承和軸承座，並安裝於尾舵固定架(3)上，所述的風葉(I)安裝於傳動軸(5)上，其特徵在於所述的風力發電機還包括離心器(6)和球頭球座連杆(7)，所述的球頭球座連杆(7)的一端與傳動軸(5)連接，另一端與尾舵轉軸(4)連接，所述的離心器(6)設置在傳動軸上(5)，球頭球座連杆(7)靠近離心器一端上套設有彈簧(8)。
2.根據權利要求I所述的離心調速折尾偏航式風力發電機，其特徵在於所述的球頭球座連杆(7)包括第一球頭球座推拉杆(7. I)、球頭球座擺動連杆(7. 2)和第二球頭球座推拉杆(7. 3),所述的第一球頭球座推拉杆(7. I)、球頭球座擺動連杆(7. 2)和第二球頭球座推拉杆(7. 3)依次連接，所述的彈簧(8)套設於第一推球頭球座拉杆(7. I)上，所述的第一推球頭球座拉杆(7. I)與球頭球座擺動連杆(7. 2)連接，所述的第二球頭球座推拉杆(7. 3)與尾舵轉軸(4)連接，在尾舵固定架(3)上固定軸(17)，所述的球頭球座擺動連杆(7. 2)鉸接於固定軸(17)上。
3.根據權利要求2所述的離心調速折尾偏航式風力發電機，其特徵在於離心器(6)還包括彈簧推壓結構，所述的彈簧推壓結構設置於離心器(6)與第一推球頭球座拉杆(7. I)之間，第一推球頭球座拉杆(7. I)的端面設有一平面軸承(10)或鋼珠，彈簧推壓結構頂住平面軸承(10)或鋼珠，第一推球頭球座拉杆(7. I)上設有彈簧座(11)，彈簧(8) —端抵住第一推球頭球座拉杆(7. I)的端部，另一端抵住彈簧座(11)。
4.根據權利要求2所述的離心調速折尾偏航式風力發電機，其特徵在於所述的尾舵轉軸(4)上連接有尾舵推動杆(12)，所述的尾舵推動杆(12)與第二球頭球座推拉杆(7. 3)鉸接。
5.根據權利要求3所述的離心調速折尾偏航式風力發電機，其特徵在於所述的彈簧推壓結構為推動套筒(13)，所述的推動套筒(13)裝於離心器(6)內，並在其端部頂住第一推球頭球座拉杆(7. I)端部的平面軸承(10)或鋼珠。
6.根據權利要求1-3中任意一項所述的離心調速折尾偏航式風力發電機，其特徵在於所述的離心器(6)採用飛球式或飛塊爪式，飛球式採用雙球式或多球式；飛塊爪式採用雙塊爪式或多塊爪式。
全文摘要
本發明公開了一種離心調速折尾偏航式風力發電機，包括風葉(1)、尾舵(2)、尾舵固定架(3)、尾舵轉軸(4)和傳動軸(5)，所述的尾舵(2)設於尾舵轉軸(4)上，尾舵轉軸(4)兩端裝上軸承和軸承座，並安裝於尾舵固定架(3)上，所述的風葉(1)安裝於傳動軸(5)上；所述的風力發電機還包括離心器(6)和球頭球座連杆(7)，所述的球頭球座連杆(7)的一端與傳動軸(5)連接，另一端與尾舵轉軸(4)連接，所述的離心器(6)設置在傳動軸上(5)，球頭球座連杆(7)靠近離心器一端上套設有彈簧(8)。本發明能夠達到風力發電機安全、有效、最佳發電效率，從而實現了本發明在大風中照常發電，避免了被大風打壞的現象。
文檔編號F03D9/00GK103256181SQ20131012722
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者周果 申請人:象山眾用潔能設備廠