CN101520023B - 一种风力发电机的变桨距风轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机的变桨距风轮，包括同轴设置在风轮轴上的风轮轮毂，风轮轮毂的外圆周上固定设置有至少三个均匀分布的叶柄座，叶柄座上同轴转动设置有叶柄轴，叶柄轴上固定设置有叶片，特点是风轮轮毂上设置有用于调节风轮转速的离心变桨距机构；优点是由于风轮轮毂上设置有离心变桨距机构，当风轮的转速超过额定转速时，在离心变桨距机构的作用下，调节风轮的转速，使其不会因风速升高而使风轮的转速大幅度变大，保证其在设定的额定风速下稳定运行，保护了风力发电机的叶片、发电机及控制***等不受风速的影响而破坏，同时也使风力发电机的适用风速范围比较广。

Description

一种风力发电机的变桨距风轮
技术领域
本发明涉及一种风力发电机，尤其是涉及一种风力发电机的变桨距风轮。
背景技术
目前市场上常用的发电机主要有柴油发电机、太阳能发电机以及风力发电机等。而风力发电机主要是依靠风力带动风轮转动实现其发电功能，但是一旦风速过高，会使风轮的转速大幅度加快，运行不稳定，以致损坏叶片、发电机以及控制***等，导致风力发电机无法使用，使其对于风速的适用范围受到限制；针对上述问题，有的风力发电机采用液压式电子控制调速方式来控制风轮的转速，但是结构比较复杂，制造比较困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能使风轮在设定的额定风速下运行稳定且结构简单、适用风速范围广的风力发电机的变桨距风轮。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种风力发电机的变桨距风轮，包括同轴设置在风轮轴上的风轮轮毂，所述的风轮轮毂的外圆周上固定设置有至少三个均匀分布的叶柄座，所述的叶柄座上同轴转动设置有叶柄轴，所述的叶柄轴上固定设置有叶片，所述的风轮轮毂上设置有用于调节风轮转速的离心变桨距机构。
所述的离心变桨距机构包括调速杆、调速弹簧和数量与所述的叶柄轴相等的调节螺杆，所述的调速杆成一角度固定设置在所述的叶柄轴上，所述的调速杆的重心偏离所述的叶柄轴的轴心，所述的风轮轮毂上固定设置有弹簧固定盘，所述的调节螺杆的一端固定设置有弹簧压板，所述的调节螺杆的另一端穿过所述的调速弹簧和所述的弹簧固定盘，所述的叶柄轴上轴接有铰链套，所述的调节螺杆的另一端与所述的铰链套螺接，所述的调速弹簧的一端与所述的弹簧压板固定连接，所述的调速弹簧的另一端与所述的弹簧固定盘固定连接。
所述的铰链套的前端部一体设置有挡板，所述的弹簧固定盘上设置有通孔，所述的调节螺杆穿过所述的通孔和所述的挡板与所述的铰链套螺接，所述的挡板的直径大于所述的通孔的直径，所述的通孔的直径大于所述的调节螺杆的直径。
所述的调速杆的轴线与所述的叶柄轴的轴线在所述的调速杆的投影面内所成的夹角为50°。
所述的叶柄轴上固定设置有叶柄，所述的叶片固定设置在所述的叶柄上，所述的调速杆固定设置在所述的叶柄上。
所述的叶柄座的数量为三个。
所述的风轮轮毂外固定套设有导风罩，以保护离心变桨距机构不受风雨侵害。
与现有技术相比，本发明的优点是由于风轮轮毂上设置有离心变桨距机构，当风轮的转速超过额定转速时，在离心变桨距机构的作用下，调节风轮的转速，使其不会因风速升高而使风轮的转速大幅度变大，保证其在设定的额定风速下稳定运行，保护了风力发电机的叶片、发电机及控制***等不受高风速的影响而破坏，同时也使风力发电机的适用风速范围比较广；而铰链套的前端部设置有挡板，当弹簧释压时，防止叶柄轴被过度复位，保证叶柄轴(叶片)的复位角度更加精确，从而使离心变桨距机构对风轮转速的控制更加精确；此外，整个装置结构简单，易于制造。
附图说明
图1为本发明在风力发电机上的安装示意图；
图2为本发明的结构示意图之一；
图3为本发明的结构示意图之二；
图4为本发明的结构示意图之三；
图5为本发明的分解示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图所示，一种风力发电机的变桨距风轮，包括调速杆4、调速弹簧5、调节螺杆7、同轴设置在风轮轴上的风轮轮毂1，风轮轮毂1的外圆周上固定设置有三个均匀分布的叶柄座11，叶柄座11上通过轴承同轴设置有叶柄轴2，叶柄轴2上固定设置有叶柄20， 叶柄20上通过螺栓固定连接有叶片3，调速杆4通过螺栓固定设置在叶柄20上，且调速杆4的轴线与叶柄轴2的轴线在调速杆4的投影面内所成的夹角α为50°，调速杆4的重心偏离叶柄轴2的轴心，风轮轮毂1上通过螺栓固定设置有弹簧固定盘6，弹簧固定盘6上设置有通孔61，调节螺杆7的数量与叶柄轴2相等，一根调节螺杆7对应一根叶柄轴2，调节螺杆7的一端固定设置有弹簧压板8，调节螺杆7的另一端穿过调速弹簧5和弹簧固定盘6的通孔61，叶柄轴2上轴接有铰链套21，铰链套21的前端部一体设置有挡板22，调节螺杆7的另一端穿过挡板22与铰链套21螺接，挡板22的直径大于通孔61的直径，通孔61的直径大于调节螺杆7的直径，调速弹簧5的一端与弹簧压板8固定连接，调速弹簧5的另一端与弹簧固定盘6固定连接，风轮轮毂1外固定套设有导风罩9。
上述风轮的工作原理为：当叶片3绕风轮轴转动时，叶片3同时也绕叶柄轴2的中心轴转动，而当风速变大，风轮超额定转速转动时，由于调速杆4的重心偏离叶柄轴2的轴心，在调速杆4的离心力作用下，使叶柄轴2逆时针转动，同时拉动调节螺杆7压缩调速弹簧5，使叶片3上各叶素的弦线与旋转平面的夹角(即桨角或螺角)变小，导致气流对叶素的攻角增大，当其超过叶片3的临界攻角时，叶片3表面的气流发生分离，形成失速状态，使阻力增大，升力下降，从而使风轮的效率下降，做功减小，转速下降；反之，当风速变小时，调速弹簧5复位，迫使叶片3回复到原来额定的桨角运行，实现风轮在设定的额定风速下稳定运行。
上述实施例中，叶片3的数量也可以根据实际需要增加为四片、五片等，但不能少于三片，调速杆4的轴线与叶柄轴2的轴线在调速杆4的投影面内所成的夹角α可以根据实际设计需要而定，而不是局限于50°。

Claims (5)

1.一种风力发电机的变桨距风轮，包括同轴设置在风轮轴上的风轮轮毂，所述的风轮轮毂的外圆周上固定设置有至少三个均匀分布的叶柄座，所述的叶柄座上同轴转动设置有叶柄轴，所述的叶柄轴上固定设置有叶片，所述的风轮轮毂上设置有用于调节风轮转速的离心变桨距机构，其特征在于所述的离心变桨距机构包括调速杆、调速弹簧和数量与所述的叶柄轴相等的调节螺杆，所述的调速杆成一角度固定设置在所述的叶柄轴上，所述的调速杆的重心偏离所述的叶柄轴的轴心，所述的风轮轮毂上固定设置有弹簧固定盘，所述的调节螺杆的一端固定设置有弹簧压板，所述的调节螺杆的另一端穿过所述的调速弹簧和所述的弹簧固定盘，所述的叶柄轴上轴接有铰链套，所述的调节螺杆的另一端与所述的铰链套螺接，所述的调速弹簧的一端与所述的弹簧压板固定连接，所述的调速弹簧的另一端与所述的弹簧固定盘固定连接。
2.如权利要求1所述的一种风力发电机的变桨距风轮，其特征在于所述的铰链套的前端部一体设置有挡板，所述的弹簧固定盘上设置有通孔，所述的调节螺杆穿过所述的通孔和所述的挡板与所述的铰链套螺接，所述的挡板的直径大于所述的通孔的直径，所述的通孔的直径大于所述的调节螺杆的直径。
3.如权利要求1所述的一种风力发电机的变桨距风轮，其特征在于所述的叶柄轴上固定设置有叶柄，所述的叶片固定设置在所述的叶柄上，所述的调速杆固定设置在所述的叶柄上。
4.如权利要求1所述的一种风力发电机的变桨距风轮，其特征在于所述的叶柄座的数量为三个。
5.如权利要求1所述的一种风力发电机的变桨距风轮，其特征在于所述的风轮轮毂外固定套设有导风罩。
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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: NINGBO WINPOWER GROUP CO., LTD.

Assignor: Xu Jianxiong

Contract record no.: 2012330000021

Denomination of invention: Variable propeller pitch wind wheel of wind powered generator

Granted publication date: 20110907

License type: Exclusive License

Open date: 20090902

Record date: 20120210

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Granted publication date: 20110907

Termination date: 20160326