CN103403347B - 风力发电装置 - Google Patents
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Abstract
风力发电装置具备:从旋翼头绕主轴的轴线呈放射状地突出设置的多个叶片;设于旋翼头内且使叶片绕俯仰轴(P)旋转的俯仰轴旋转机构。俯仰轴旋转机构具备:支承于旋翼头且具有能够伸缩的杆的致动器;将杆与叶片连结的连杆结构。致动器延伸设置在主轴的轴线上。
Description
技术领域
本发明涉及一种风力发电装置。
本申请基于2011年3月11日在日本申请的特愿2011-054265号及2012年3月1日在日本申请的特愿2012-45618号而主张优先权,并在此引用其全部内容。
背景技术
作为利用风的流动而进行发电的风力发电装置,已知有例如下述专利文献1所示的风力发电装置。
风力发电装置具备立设于地面的塔架、机舱、主轴、旋翼头、多个叶片及俯仰轴旋转机构。
机舱(后部机舱)配设于塔架的上部。主轴配设于机舱而能够旋转。旋翼头(前部机舱)配设于主轴的前端而从机舱突出。多个叶片从旋翼头绕主轴的轴线呈放射状地突出设置。俯仰轴旋转机构(可变俯仰装置)使叶片绕其俯仰轴旋转。
在专利文献1的风力发电装置中,俯仰轴旋转机构具备:具有固定于机舱的致动器主体及能够自致动器主体进行伸缩的杆的致动器(液压工作缸)、将杆与叶片连结的连杆结构。
连杆结构包括:经由杆轴承部而与杆前端连结的俯仰控制轴、将该俯仰控制轴与叶片连结的多个接头(连杆及臂)。
俯仰控制轴通过机舱的发电机内及主轴内而到达旋翼头内。俯仰控制轴伴随着杆相对于致动器主体的伸缩而能够在主轴的轴线方向上往复移动。俯仰控制轴借助杆轴承部而能够相对于杆旋转。
在先技术文献
专利文献1:日本特开2006-46107号公报
发明概要
发明要解决的课题
然而,在现有的风力发电装置中存在下述的问题。
用于将致动器的杆伸缩传递到叶片的连杆结构的部件件数多,构造复杂。根据上述那样复杂的结构,给组装、维护(以下,组装等)带来工时。
由于在致动器与叶片之间配设有发电机、主轴及旋翼头,因此从致动器到叶片的距离变长。将上述构件连结的杆及连杆结构的全长变长。因此,担心因从致动器、叶片向轴线方向传递来的较大的载重(推力)而导致杆、连杆结构纵向弯曲。
需要在旋转构造体末端(绕主轴的轴线而与该主轴一体旋转的构造体中的、与旋翼头相反的一侧的端部)配设致动器。因此,无法设置集电环、液压回转接头。由此,无法将对叶片的绕俯仰轴的旋转位置进行检测的传感器或对叶片的绕俯仰轴的转动进行限制的液压制动器等的、确保装置的安全性和耐久性的构件设置于旋翼头内。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种能够提高安全性和耐久性的风力发电装置。
解决方案
本发明所涉及的风力发电装置的特征在于,所述风力发电装置具备:配设于塔架的上部的机舱;配设于所述机舱的能够旋转的主轴;配设于所述主轴的前端且从所述机舱突出的旋翼头;从所述旋翼头绕所述主轴的轴线呈放射状地突出设置的多个叶片;设于所述旋翼头内且使所述叶片绕俯仰轴旋转的俯仰轴旋转机构,所述俯仰轴旋转机构具备:具有支承于所述旋翼头的致动器主体及能够自所述致动器主体进行伸缩的杆的致动器;将所述杆与所述叶片连结的连杆结构,所述致动器延伸设置在所述主轴的轴线上。
发明效果
根据本发明,能够提高风力发电装置的安全性和耐久性。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的风力发电装置1的外观图。
图2是说明风力发电装置1的构造的图。
图3是说明旋翼头6的内部构造的侧向剖视图。
图4是说明旋翼头6的内部构造的主视图(图3的A-A剖视图。透过旋翼头6的一部分而示出)。
图5是说明旋翼头6的内部构造的主剖视图(图3的B-B剖视图。)。
图6是从俯仰轴P方向观察叶片7的圆盘27的图(说明连杆结构12的图。)。
图7是表示连杆棒29的长度调整机构M的图。
图8是表示致动器行程与俯仰旋转角之间的关系的图表。
图9是说明致动器11的构造的侧向剖视图。
图10是从轴线C方向观察致动器11的主视图。
图11是将致动器主体9的前端部附近放大示出的侧向剖视图。
具体实施方式
以下,参照图1~图11对本发明的一实施方式所涉及的风力发电装置1进行说明。
如图1所示,本实施方式所涉及的风力发电装置1是水平轴型的风力发电装置。风力发电装置1具备塔架2、机舱3及旋转构造4。
塔架2立设于地面F。机舱3配设于塔架2的上部。旋转构造4相对于塔架2而使机舱3绕塔架2的轴(绕横摆轴)回旋。
如图1及图2所示,风力发电装置1具备主轴5、旋翼头6、多个叶片7及俯仰轴旋转机构8。
主轴5配设为能够相对于机舱3旋转。旋翼头6配设于主轴5的前端且从机舱3突出。多个叶片7从旋翼头6绕主轴5的轴线C呈放射状地突出设置。俯仰轴旋转机构8设于旋翼头6内而使叶片7绕其俯仰轴P旋转。
在以下的说明中,将沿着主轴5的轴线C方向的旋翼头6侧(图2中的右侧)称为前端侧,将与旋翼头6相反的一侧(图2中的左侧)称为基端侧。
作为风车部分的多个叶片7借助塔架2而设定为距离地面F规定的高度,在该状态下,受到风W的作用而绕主轴5的轴线C进行旋转。
在机舱3中,在主轴5的基端侧配设有发电机(未图示)。发电机将通过主轴5绕轴线C进行旋转而获得的机械能转换为电能而进行发电。
在图2中,俯仰轴旋转机构8具备致动器11、将杆10与叶片7连结的连杆结构12。致动器11具有支承于旋翼头6的致动器主体9及能够自致动器主体9进行伸缩的杆10。
如图2所示,多个接近开关13、编码器14及液压制动器15配设于旋翼头6内。接近开关13是对杆10相对于致动器主体9的伸缩位置进行检测的传感器。编码器14是对叶片7的绕俯仰轴P的旋转位置进行检测的传感器。液压制动器15是对叶片7的绕俯仰轴P的转动进行限制的液压式的制动器。
在机舱3内配设有集电环16、液压回转接头(挠性接头)17、液压增压器18及小型空气压缩机19。液压增压器18及小型空气压缩机19当然也可以是液压泵。
从致动器11引出有后述的电动机32的动力缆线、接近开关13的缆线及编码器14的缆线。上述缆线从旋翼头6的基端部通过筒状的主轴5内,并与配设于主轴5的基端部的集电环16连接。
液压制动器15从旋翼头6的基端部通过主轴5内,并通过筒状的集电环16内而与液压回转接头17连接。在液压回转接头17的基端侧连接有液压增压器18。在液压增压器18的基端侧连接有小型空气压缩机19。
在作为地面F侧的塔架2下部设置有驱动器20。在驱动器20连接有控制器21。驱动器20与集电环16连接。控制器21与小型空气压缩机19连接。
驱动器20不一定非要配设于地上。例如也可以配设于机舱3内。
如图3及图4所示,旋翼头6具备:具有中空的内部空间的筒状的旋翼头主体22、配设于旋翼头主体22的前端部的圆板状的旋翼头盖23。
在风力发电装置1中,叶片7绕轴线C而在周向均等地设有三个。与此对应地,旋翼头主体22的剖面形状呈大致三角形状(参照图4)。
叶片7绕俯仰轴P而能够转动地支承于旋翼头主体22。在叶片7一体地连结有配设于旋翼头6内的圆板状的圆盘27。
如图3所示,在旋翼头盖23的朝向前端侧的面配设有杆罩24。
杆罩24用于覆盖杆10及与杆10连结的连杆结构12的前端侧部分。杆10从旋翼头盖23朝向前端侧突出。
旋翼头罩25以覆盖旋翼头6及杆罩24的方式配设。
如图3所示,致动器11在主轴5的轴线C上延伸设置。
致动器主体9的基端部(致动器主体9的一方)固定于旋翼头主体22的基端部。致动器主体9的前端部(致动器主体9的另一方)借助球面轴承26而支承于旋翼头盖23。
致动器11的杆10从致动器主体9朝向前端侧突出设置。杆10的向前端侧的突出量能够变化。因此,杆10能够相对于致动器主体9而沿着主轴5的轴线C方向移动。
在后面对致动器11的详细构造进行说明。
如图3~图6所示,连杆结构12具备配设于杆10的前端部的连杆角钢28、将连杆角钢28及叶片7的圆盘27连结的连杆棒29。
连杆棒29具备以沿着轴线C方向的方式延伸的连杆棒主体31、配设于连杆棒主体31的两端部的连杆轴承30。连杆轴承30以能够使连杆角钢28或圆盘27与连杆棒主体31相对转动的方式进行连结。
图6表示杆10相对于致动器主体9的突出量变得最小的状态。在该状态下,穿过连杆棒29与圆盘27之间的连结部分(连杆轴承30的中心)及俯仰轴P的假想线L1、与垂直于轴线C的假想线LC形成的角度θ1为45°。
在杆10相对于致动器主体9的突出量变得最大的状态下,假想线L2为穿过连结部分及俯仰轴P的假想线。该假想线L2与假想线LC形成的角度θ2为45°。
如此,连杆棒29与圆盘27之间的连结部分能够伴随着杆10的伸缩而以假想线LC为中心(基准)在假想线L1上与假想线L2上之间绕俯仰轴P转动(摆动)。
各连杆棒29分别具备长度调整机构M。
如图6及图7所示,在连杆棒主体31的两端形成有阳螺纹轴51L与阳螺纹轴51R。阳螺纹轴51L为左旋螺纹(逆时针的螺纹:1eft-handthread)。阳螺纹轴51R为右旋螺纹(顺时针的螺纹:right-handthread)。
在与圆盘27连结的连杆轴承30(30L)形成有左旋螺纹的阴螺纹52L。在与连杆角钢28连结的连杆轴承30(30R)形成有右旋螺纹的阴螺纹52R。
连杆轴承30L的阴螺纹52L与连杆棒主体31的阳螺纹轴51L嵌合。连杆轴承30R的阴螺纹52R与连杆棒主体31的阳螺纹轴51R嵌合。
在阳螺纹轴51L及阳螺纹轴51R中的、与连杆轴承30(30R、30L)的端面相接的部位分别设有防松用的一对螺母53(双螺母)。
在使螺母53与连杆轴承30端面分离的状态下,当使连杆棒主体31轴旋转时,能够变更(调整)连杆棒29的长度(连杆长)S。
在调整连杆棒29的长度S之后,通过将各螺母53压靠于连杆轴承30(30R、30L)的端面,从而能够固定连杆棒29的长度S。
如此,各连杆棒29分别具备长度调整机构M。
叶片7与圆盘27一体地连结。圆盘27相对于叶片7的安装角度(绕俯仰轴P的旋转角度)按照叶片7而有所不同。由此,即使在三根连杆棒29的长度S相同的情况下,三个叶片7的俯仰角也不同(零散)。当三个叶片7的俯仰角不同时,风力发电装置1的发电效率显著降低。
因此,利用长度调整机构M来调整各连杆棒29的长度,使三个叶片7的俯仰角与规定的角度一致。例如,在杆10相对于致动器主体9的突出量变得最小的状态下,使三个叶片7全部与俯仰角0°一致。
圆盘27相对于叶片7的安装角度在组装前预先按照每个叶片7进行测定。根据该测定结果,使用调整机构M在组装前调整各连杆棒29的长度S。由此,在组装风力发电装置1时,不再需要在塔架2上的连杆棒29的长度调整的操作。
如此,风力发电装置1借助长度调整机构M使三个叶片7的俯仰角一致,因此能够防止发电效率的降低。
如图8所示,表示杆10的突出量与圆盘27的绕俯仰轴P的转动量之间的关系的图表呈直线状。在图8的图表中,横轴为俯仰旋转角,纵轴为致动器行程。
如图9所示,致动器11包含电气驱动式的电动机32、滚珠丝杠33、滚珠花键34及外壳38。
滚珠丝杠33将电动机32的旋转运动的能量转换为沿着主轴5的轴线C方向的直线运动的能量。滚珠花键34与滚珠丝杠33连结,使杆10相对于致动器主体9而在主轴5的轴线C方向上进行直线引导。外壳38以覆盖滚珠丝杠33及滚珠花键34的方式形成为筒状。
在电动机32的前端部配设有减速器35。通过将电动机32设为带有减速器的齿轮传动电动机或带折返规格,能够确保高推力。减速器35经由联轴器39而与滚珠丝杠33的丝杠轴36连结。
滚珠丝杠33具备沿着轴线C方向而延伸的丝杠轴36和供丝杠轴36***的筒状的滚珠丝杠螺母37。
在丝杠轴36的外周面上形成有绕轴线C回旋且同时沿着轴线C方向延伸的螺旋状的槽即滚动体滚动面(未图示)。在滚珠丝杠螺母37形成有与滚动体滚动面对置的螺旋状的槽即包含负载滚动体滚动面在内的环状的无限循环路(未图示)。多个滚珠(滚动体)能够循环地保持在无限循环路上(未图示)。
借助上述滚珠而向丝杠轴36组装滚珠丝杠螺母37。通过滚珠的滚动及循环,滚珠丝杠螺母37能够相对于丝杠轴36而在轴线C方向上往复移动。丝杠轴36的基端部能够旋转地支承于角轴承40。
角轴承40支承于在外壳38的基端侧配设的壳体41。在壳体41的基端侧配设有凸缘42。外壳38、壳体41及凸缘42相互固定而成为一体。
滚珠花键34具备花键轴43与花键螺母44。
花键轴43与滚珠丝杠螺母37的前端部连结,并沿着轴线C方向而延伸。花键轴43形成为筒状,并供丝杠轴36***。花键螺母44形成为筒状,并供花键轴43***。花键螺母44固定于外壳38的前端部。花键螺母44的前端部分44a从外壳38朝向前端侧突出。
如图9及图10所示,在花键轴43的外周面形成有多个沿着轴线C方向延伸的直线状的槽即滚动体滚动面45。在花键螺母44形成有与滚动体滚动面45对置的直线状的槽即包含负载滚动体滚动面在内的环状的无限循环路(未图示)。多个滚珠(未图示)能够循环地保持在无限循环路上。
借助上述滚珠而向花键轴43组装花键螺母44。通过滚珠的滚动及循环,花键轴43能够相对于花键螺母44而在轴线C方向上往复移动。花键轴43是相对于致动器主体9而在轴线C方向上进行移动的杆10。
如图3所示,在致动器主体9配设有与凸缘42的基端侧连结且覆盖电动机32的筒状的支架46。支架46的基端部借助螺栓等固定于旋翼头主体22的基端部。
由此,在致动器主体9的基端部处,以承受轴向、纵向及弯曲方向的各方向的负载的方式构成。支架46的内部与主轴5的内部相互连通。
如图11所示,球面轴承26与致动器主体9的花键螺母44的前端部分44a嵌合。
球面轴承26借助球面轴承凸缘47而配设于旋翼头盖23。在旋翼头盖23的中央形成有在轴线C方向上贯通的安装孔23a。在该安装孔23a装配有球面轴承凸缘47。球面轴承26是旋翼头6的梁即致动器11的支承构造,承受纵向方向的载重。
球面轴承凸缘47具备***到安装孔23a的筒部48、形成于筒部48的前端部且固定于旋翼头盖23的朝向前端侧的面的圆板状的凸缘部49。
向筒部48内***球面轴承26。球面轴承26能够相对于筒部48而在轴线C方向上滑动。筒部48与球面轴承26之间的配合精度及球面轴承26与花键螺母44之间的配合精度设定为能够相互在轴线C方向上相对移动的空隙(过盈量)。
在凸缘部49的中央形成有在轴线C方向上贯通的贯通孔49a。向贯通孔49a***杆10。
在球面轴承26的朝向前端侧的面与凸缘部49的朝向基端侧的面之间设有间隙G1。由此,球面轴承26能够相对于旋翼头6而在主轴5的轴线C方向上移动。
在筒部48的外周面与安装孔23a的内周面之间设有间隙G2。由此,球面轴承凸缘47及球面轴承26能够相对于旋翼头6而在垂直于轴线C方向的径向上移动。
当组装等结束时,球面轴承凸缘47与旋翼头盖23借助螺栓50而相互固定,并限制向径向的相对移动。
如以上说明那样,本实施方式所涉及的在风力发电装置1中,使叶片7绕俯仰轴P旋转的俯仰轴旋转机构8设于旋翼头6内。俯仰轴旋转机构8的致动器11在主轴5的轴线C上延伸设置。致动器11的杆10能够相对于致动器主体9而沿着主轴5的轴线C方向伸缩。
根据上述特别的结构,起到下述的显著的效果。
在风力发电装置1中,致动器11配设于旋翼头6内,因此能够缩短从致动器11到叶片7的距离(参照图3)。能够缩短致动器11的杆10及连杆结构12的全长。因此,能够减少连杆结构12的部件件数而成为简单的结构。
由此,风力发电装置1的组装等变得容易。由于能够缩短杆10及连杆结构12的全长,因此能够防止因从致动器11、叶片7传递来的向轴线C方向的较大的载重(推力)而导致的杆10、连杆结构12的连杆棒29的纵向弯曲。
在风力发电装置1中,致动器11配设于旋翼头6内,因此能够在与旋翼头6一并旋转的主轴5的基端部(旋转构造体末端)设置集电环16、液压回转接头17(参照图2)。
由此,能够在旋翼头6内配设致动器11的电动机32。能够在旋翼头6内配设接近开关13、编码器14等传感器及液压制动器15。
因而,风力发电装置1的安全性和耐久性提高。
在风力发电装置1中,致动器11配置于主轴5的轴线C上即旋翼头6的旋转中心,因此能够抑制旋翼头6的重心的偏移(偏心),并减少伴随着该偏心的振动的产生。
致动器11的杆10伸缩沿着主轴5的轴线C上而进行,因此不产生因杆10伸缩而导致的偏心。
因而,旋翼头6在长期内稳定地进行旋转。如此,旋翼头6的旋转稳定,因此能够减少用于获取旋转平衡的平衡器的设置量。
如图11所示,根据风力发电装置1,致动器主体9的前端部借助球面轴承26而支承于旋翼头6,因此能够消除因错误对准而导致的偏角。
通过形成间隙G2,球面轴承26能够相对于旋翼头6而在垂直于主轴5的轴线C方向的径向上移动。由此,能够消除因错误对准而导致的偏心。
通过形成间隙G1,球面轴承26能够相对于旋翼头6而在主轴5的轴线C方向上移动。由此,当致动器主体9等发生热膨胀(收缩)而在轴线C方向上进行伸缩时,能够吸收其伸缩量。
风力发电装置1中,由于能够防止旋翼头6的振动、向球面轴承26等的构件施加的应力的产生,因此能够实现稳定的发电。
风力发电装置1中,由于能够消除或吸收因错误对准而导致的安装误差、因热膨胀而导致的位移误差,因此即使部件的加工精度较为粗糙也可,能够减少组装时的调整操作等的工序。因而,生产性提高,并且制造费用降低。
在风力发电装置1中,致动器11包括电动机32、滚珠丝杠33及滚珠花键34(参照图3)。由此,起到下述的效果。
在风力发电装置1中,与液压工作缸等的现有的致动器相比,致动器11的组装变得容易。致动器11不发生油漏等且还容易维护。
致动器11使用电气驱动的电动机32作为驱动源,因此响应性优异。风力发电装置1受到风向、风速较大变动的自然的风W而进行驱动,因此俯仰轴旋转机构8的致动器11要求高响应性。致动器11(电气驱动的电动机32)能够与上述要求充分对应。
在风力发电装置1中,作为电动机32的减速器构而使用滚珠丝杠33,因此能够实现高推力且低反冲。
风力发电装置1的叶片7从风W受到的外力非常大。为了使叶片7绕俯仰轴P转动,俯仰轴旋转机构8的致动器11要求高推力且低反冲。致动器11(滚珠丝杠33)能够与上述要求充分对应。
在风力发电装置1中,滚珠花键34与滚珠丝杠33连结,因此能够限制滚珠丝杠33的滚珠丝杠螺母37相对于外壳38的绕轴线C的旋转。因此,作为杆10的花键轴43被高效且高精度地在轴线C方向上引导。
在风力发电装置1中,仅利用滚珠丝杠33及滚珠花键34的滚动引导构造,使杆10相对于致动器主体9伸缩,因此能够充分确保杆10的伸缩量的精度。因此,伴随着该伸缩的阻力小,因此是高效率的。由此,由于能够减小电动机32容量,因此能够降低风力发电装置1的运行成本(消耗电力)。
在风力发电装置1中,连杆棒29与圆盘27之间的连结部分(连杆轴承30的中心)伴随着杆10的伸缩而以垂直于轴线C的假想线LC为中心且在假想线L1上与假想线L2上之间绕俯仰轴P进行转动(参照图6)。由此,起到下述的效果。
如图8所示,由于表示杆10的突出量与圆盘27的绕俯仰轴P的转动量之间的关系的图表呈直线状,因此示出大致成比例的关系。在该图表中,连结部分位于假想线LC上的部位(图表中央部分)以将该部位的图表前后的凹曲线及凸曲线连结的方式成为变曲点。
由此,由于将沿着轴线C方向的杆10伸缩的推力转换为绕俯仰轴P的旋转转矩的效率变高,因此能够实现控制的简化。
在风力发电装置1中,由于设有对叶片7的圆盘27的绕俯仰轴P的旋转进行限制的液压制动器15,因此能够防止致动器11的非运转时(杆10相对于致动器主体9而处于停止状态)的外力及振动的传递。
本发明并不局限于所述实施方式,能够在不脱离本发明的主旨的范围内加以各种变更。
在风力发电装置1中,并不局限于球面轴承26配设于花键螺母44的前端部分44a的情况。球面轴承26当然也可以配设于外壳38中的前端部。
在风力发电装置1中,作为致动器主体9的一方的基端部固定于旋翼头6,作为致动器主体9的另一方的前端部借助球面轴承26而支承于旋翼头6。然而,并不局限于该情况。球面轴承26也可以配设于旋翼头主体22的基端部。在该情况下,作为致动器主体9的一方的前端部固定于旋翼头6。另外,作为致动器主体9的另一方的基端部借助球面轴承26而支承于旋翼头6。
在风力发电装置1中,作为滚珠丝杠33及滚珠花键34的滚动体并不局限于使用滚珠的情况。也可以是圆柱状的滚子、滚柱等的滚珠以外的滚动体。
附图标记说明如下:
1…风力发电装置、2…塔架、3…机舱、5…主轴、6…旋翼头、7…叶片、8…俯仰轴旋转机构、9…致动器主体、10…杆、11…致动器、12…连杆结构、26…球面轴承、29…连杆棒、32…电动机、33…滚珠丝杠、34…滚珠花键、C…主轴的轴线、P…俯仰轴、M…长度调整机构
Claims (4)
1.一种风力发电装置,其特征在于,具备:
机舱,其配设于塔架的上部;
能够旋转的主轴,其配设于所述机舱;
旋翼头,其配设于所述主轴的前端,且从所述机舱突出;
多个叶片,其从所述旋翼头绕所述主轴的轴线呈放射状地突出设置;
俯仰轴旋转机构,其设于所述旋翼头内,且使所述叶片绕俯仰轴旋转,
所述俯仰轴旋转机构具备:
致动器,其具有支承于所述旋翼头的致动器主体及能够自所述致动器主体进行伸缩的杆;
连杆结构,其将所述杆与所述叶片连结,
所述致动器延伸设置在所述主轴的轴线上,所述致动器主体的一方固定于所述旋翼头,所述致动器主体的另一方经由球面轴承而支承于所述旋翼头。
2.根据权利要求1所述的风力发电装置,其特征在于,
所述球面轴承能够相对于所述旋翼头而沿着与所述主轴的轴线方向垂直的径向及所述轴线方向移动。
3.根据权利要求1所述的风力发电装置,其特征在于,
所述致动器包括:
电动机;
滚珠丝杠,其将所述电动机的旋转运动的能量转换为沿着所述主轴的轴线方向的直线运动的能量;
滚珠花键,其与所述滚珠丝杠连结,且相对于所述致动器主体而将所述杆沿着所述主轴的轴线方向进行直线引导。
4.根据权利要求1所述的风力发电装置,其特征在于,
所述连杆结构具备连杆棒,该连杆棒将所述杆的前端部与所述叶片的基端部连结,并且具备长度调整机构。
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---|---|---|---|---|
DE102013012844B3 (de) * | 2013-08-02 | 2014-11-20 | Voith Patent Gmbh | Turbine für ein Strömungskraftwerk |
JP2015102000A (ja) * | 2013-11-25 | 2015-06-04 | 株式会社明電舎 | 風車ピッチ用ブレーキ機能検出装置 |
DE102015105249B3 (de) * | 2015-04-07 | 2016-09-29 | Technische Universität Berlin | Rotor und Verfahren zum Einstellen eines Blattstellwinkels eines Rotorblatts am Rotor |
CN113167223B (zh) * | 2018-11-27 | 2023-06-20 | 维斯塔斯风力***有限公司 | 风力涡轮机叶片桨距*** |
CN111520599B (zh) * | 2020-04-29 | 2022-05-17 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种轻微型光电吊舱及设备 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1126163A1 (en) * | 2000-02-16 | 2001-08-22 | Turbowinds N.V./S.A. | Blade pitch angle control device for wind turbine |
CN101037988A (zh) * | 2006-03-16 | 2007-09-19 | 沈阳风电设备发展有限责任公司 | 一种风力发电机变桨距装置 |
EP1998042A1 (de) * | 2007-05-30 | 2008-12-03 | ICEC Holding AG | Rotoreinheit und deren Verwendung |
CN101802394A (zh) * | 2007-05-14 | 2010-08-11 | 再生动力***股份公司 | 用于风能设备的风轮叶片调节装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3082826A (en) * | 1958-07-02 | 1963-03-26 | Doman Helicopters Inc | Rotor head with collective pitch control |
US3736010A (en) * | 1970-12-03 | 1973-05-29 | Lockheed Aircraft Corp | Pitch link assembly and locking device therewith |
US5042967A (en) * | 1986-09-30 | 1991-08-27 | The Boeing Company | Drive shaft and rotor hub for helicopter flexible rotor system |
JPH06300106A (ja) * | 1993-04-10 | 1994-10-28 | T H K Kk | 電動アクチュエータ |
JP2691136B2 (ja) * | 1994-07-26 | 1997-12-17 | 三菱重工業株式会社 | 風車の可変ピッチ機構 |
US7071578B1 (en) * | 2002-01-10 | 2006-07-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Wind turbine provided with a controller for adjusting active annular plane area and the operating method thereof |
JP3810689B2 (ja) * | 2002-01-10 | 2006-08-16 | 三菱重工業株式会社 | 径方向伸縮式風車 |
JP4142548B2 (ja) * | 2003-10-09 | 2008-09-03 | ヤンマー株式会社 | 風力発電装置 |
JP2006046107A (ja) | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Yanmar Co Ltd | 風力発電装置 |
SE533903C2 (sv) * | 2009-01-07 | 2011-03-01 | Morphic Technologies Ab | Vindturbinenhet innefattande en nödbroms med två samverkande gängade delar |
US8182967B2 (en) | 2009-08-31 | 2012-05-22 | General Electric Company | Optical data storage media and methods for using the same |
JP5152288B2 (ja) | 2010-08-27 | 2013-02-27 | 株式会社飯塚製作所 | ディフューザの製造方法 |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1126163A1 (en) * | 2000-02-16 | 2001-08-22 | Turbowinds N.V./S.A. | Blade pitch angle control device for wind turbine |
CN101037988A (zh) * | 2006-03-16 | 2007-09-19 | 沈阳风电设备发展有限责任公司 | 一种风力发电机变桨距装置 |
CN101802394A (zh) * | 2007-05-14 | 2010-08-11 | 再生动力***股份公司 | 用于风能设备的风轮叶片调节装置 |
EP1998042A1 (de) * | 2007-05-30 | 2008-12-03 | ICEC Holding AG | Rotoreinheit und deren Verwendung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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