專利名稱：一種無助力變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的變槳距結(jié)構(gòu)，特別是無需助力的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
利用自然風(fēng)進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電是人類對可再生能源的充分利用，具有安裝方便靈活、無污染、保護(hù)環(huán)境的特點(diǎn)，越來越受到人們的重視。但是，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域中，特別是中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，由于風(fēng)速過大從而造成發(fā)電機(jī)損毀這一問題一直是較難解決的技術(shù)問題。在授權(quán)公告號為CN201265487Y申請日為2008. 5. 29的專利文件中公開了一種飛桿同步變槳距機(jī)構(gòu)包括啟動彈簧，同步拉桿，調(diào)速彈簧，同步導(dǎo)向，風(fēng)輪轂、葉片法蘭、飛桿、葉片軸、同步盤，同步變槳距機(jī)構(gòu)由三個變槳單元組成，每個變槳單元由同步拉桿、葉片法蘭、飛桿、葉片軸組成，各變槳單元的同步拉桿的一端固定在可以沿著同步導(dǎo)向的軸向滑動同步盤上；變槳單元固定在風(fēng)輪轂上。上述結(jié)構(gòu)是通過飛桿離心力的變化來改變?nèi)~片的攻角，但作用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的風(fēng)速無時都不在變化，并且，從風(fēng)速變化到產(chǎn)生與風(fēng)速相對應(yīng)的離心力需要一定的時間，因此，葉片的攻角就得不到及時的改變，因此，很難保證在某一風(fēng)速下使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生最佳功率。在授權(quán)公告號為CN201103517Y申請日為2007. 9. 29的專利文件中披露了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳調(diào)速裝置包括發(fā)電機(jī)外殼，安裝在發(fā)電機(jī)外殼中的主軸、安裝在主軸頂端的槳葉，主軸的兩端與外殼之間安裝有軸承，主軸的中段固定安裝有轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子四周的外殼的內(nèi)壁上固定安裝有定子，主軸為空心軸，其外殼以外的前端固定連接輪轂，輪轂上等角度地安裝有兩只以上的軸承座，軸承座中安裝槳葉柄，槳葉固定安裝在槳葉柄的頂端；主軸的空腔中安裝有可滑動的推桿，推桿的前端伸出主軸以外，并通過軸承安裝有推桿盤，推桿盤通過拐臂連接到槳葉柄上；推桿的后端伸出外殼以外，并套裝有壓縮彈簧，壓縮彈簧的兩端各安裝一彈簧座，其中一個彈簧座與推桿固定連接，另一彈簧座與主軸的延長端固定連接；推桿的末端連接有風(fēng)板連桿，風(fēng)板連桿鉸接在與外殼固定連接的支撐點(diǎn)上，風(fēng)板連桿的頂端固定安裝有風(fēng)板。這種結(jié)構(gòu)是風(fēng)板在風(fēng)力作用下克服壓縮彈簧的彈力使推桿通過拐臂促使槳葉旋轉(zhuǎn)，此結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作時，風(fēng)板受到一推力，同時，槳葉和輪轂也受到與風(fēng)板推力相同方向的推力，當(dāng)風(fēng)速超過風(fēng)力發(fā)電機(jī)所能承受的最大風(fēng)速時，通過風(fēng)板作用在推桿上的力與葉片和輪轂上所受到的由風(fēng)所產(chǎn)生的推力相反，使得兩個方向上的有一部分出現(xiàn)了相抵消的現(xiàn)象，這樣，槳葉自身的實際轉(zhuǎn)角相對于理論轉(zhuǎn)角要小，這樣，無法將風(fēng)速的大小與槳葉的理論轉(zhuǎn)角對應(yīng)起來，不能準(zhǔn)確反映風(fēng)速對風(fēng)力發(fā)電機(jī)功率的影響，即當(dāng)風(fēng)速達(dá)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)所設(shè)定的風(fēng)速時，由于存在力的抵消，因此槳葉不會發(fā)生轉(zhuǎn)角，但風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率已經(jīng)達(dá)到最大承受功率，這樣，就很容易損毀機(jī)組；另外，此結(jié)構(gòu)的變槳裝置一部分是設(shè)置在輪轂上，另一部分設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)，其中推桿必須要穿過發(fā)電機(jī)組，因此，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和安裝困難。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了提供一種變槳距角精確，結(jié)構(gòu)簡單的無助力變槳距風(fēng)力 發(fā)電機(jī)。 為達(dá)到上述目的， 一種無助力變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括輪轂、槳葉及槳葉柄；所述 輪轂上設(shè)有二個以上的軸承座；槳葉柄設(shè)置在軸承座上；所述的槳葉連接在槳葉柄的一 端部上；所述的輪轂上設(shè)有花鍵軸；所述的花鍵軸上設(shè)有一齒條座，齒條座上設(shè)有與槳葉 數(shù)量相等的齒條；所述的槳葉柄與安裝槳葉相對的一端設(shè)有齒輪；所述的齒輪與齒條相嚙 合；所述的齒條座的一側(cè)面與輪轂端面之間設(shè)有彈簧。 上述結(jié)構(gòu)，由于是采用齒輪和齒條轉(zhuǎn)動使直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)闃~柄和槳葉的旋轉(zhuǎn)運(yùn)
動，以改變輪轂的轉(zhuǎn)速，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的抗風(fēng)能力，由風(fēng)速作用在槳葉和輪轂上的力使輪
轂的直線運(yùn)動能及時的轉(zhuǎn)變成為槳葉柄和槳葉的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這樣，風(fēng)速的大小能準(zhǔn)確、及時
的與發(fā)電機(jī)的實際功率相對應(yīng)，靈敏度高，由于齒條共用一個齒條座，這樣，能使槳葉和槳
葉柄同步旋轉(zhuǎn)相同的角度，因此，變槳距角的精度高；由于此結(jié)構(gòu)的變槳距結(jié)構(gòu)僅由花鍵
軸、齒條座、齒條和齒輪構(gòu)成，組成的構(gòu)件少，且全部安裝在輪轂內(nèi)，因此，結(jié)構(gòu)簡單，制造和
安裝容易；設(shè)置彈簧對輪轂和槳葉具有抗沖擊能夠，起到保護(hù)輪轂和槳葉的作用。 作為改進(jìn)，所述的輪轂包括輪轂架、前端蓋和后端蓋，前端蓋設(shè)在輪轂架的前端部
上，后端蓋設(shè)在輪轂架后端部上。 作為改進(jìn)，所述的前端蓋內(nèi)側(cè)設(shè)有前花鍵套，后端蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)有后花鍵套；所述的 前花鍵套和后花鍵套滑動設(shè)置在花鍵軸上。 設(shè)置前花鍵套和后花鍵套一方面用于限制輪轂的直線運(yùn)動距離，防止輪轂滑出花 鍵軸，另一方面通過控制輪轂的運(yùn)動距離間接的控制槳葉槳距角的變化范圍。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)視圖； 圖2為變槳距輪轂結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為正常工作時狀態(tài)圖； 圖4為變槳時工作狀態(tài)圖； 圖5為花鍵軸的主視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。 如圖1至圖3所示的無助力變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括塔柱1、發(fā)電機(jī)組2、輪轂3、槳葉 4、槳葉柄5、花鍵軸6、齒條座7、齒條8、齒輪9、前花鍵套10、后花鍵套11、彈簧12。發(fā)電機(jī)組2 安裝在塔柱1上。所述的輪轂3由輪轂架31、前端蓋32和后端蓋33構(gòu)成，前端蓋32通過螺釘 固定在輪轂架31的前端部上，后端蓋33通過螺釘固定在輪轂架31的后端部上，輪轂3內(nèi)有一 空腔34，在輪轂架31上均勻的設(shè)置了三個軸承座，軸承座上設(shè)有軸承，所述的槳葉柄5安裝在 軸承上，且一端伸入到空腔34內(nèi)；所述的槳葉4安裝在槳葉柄5的一端；齒輪9安裝在槳葉柄5 伸入空腔34的一端，當(dāng)然，齒輪9還可以和槳葉柄5制造成一體;所述的花鍵軸6穿過空腔34 設(shè)在前端蓋32和后端蓋33上，花鍵軸6的軸心與發(fā)電機(jī)組2的轉(zhuǎn)子軸線同心，且花鍵軸6安裝在轉(zhuǎn)子上;所述的齒條座7固定安裝在花鍵軸6的中部，且位于空腔34內(nèi)；所述的齒條8安裝在齒條座7上，當(dāng)然，齒條8也可以和齒條座7制造成一體，齒條8的數(shù)量為三個；所述的前花鍵套10安裝在前端蓋32的內(nèi)側(cè)面上，后花鍵套11安裝在后端蓋33的內(nèi)側(cè)面上，前花鍵套10和后花鍵套11套設(shè)在花鍵軸6上;所述的輪轂3、前花鍵套10和后花鍵套11能夠在花鍵軸6上花鍵軸6的軸線方向上運(yùn)動；所述的彈簧12設(shè)在前端蓋32和齒條座7之間。[0016] 其工作原理為當(dāng)風(fēng)速小于風(fēng)力發(fā)電機(jī)所設(shè)定的風(fēng)速時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)如圖3所示作用在槳葉4和輪轂3上的推力不能克服彈簧12的彈力而不能運(yùn)動，使得槳葉4在正常工作狀態(tài)下工作，槳葉4的迎風(fēng)面最大，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的功率大；當(dāng)風(fēng)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)所設(shè)定的風(fēng)速時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)如圖4所示作用在槳葉4和輪轂3上的推力克服彈簧12的彈力在花鍵軸6的軸線方向上輪轂3沿花鍵軸6運(yùn)動，輪轂3的運(yùn)動帶動槳葉柄5和槳葉4運(yùn)動，同時，在齒條8和齒輪9的作用下三個槳葉柄5和槳葉4同時沿自身的軸線旋轉(zhuǎn)，使槳距角發(fā)生變化，即槳葉4的迎風(fēng)面減小，槳葉4的迎風(fēng)面減小了 ，輪轂3的轉(zhuǎn)速也跟隨減小，以保護(hù)發(fā)電機(jī)不被損毀，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的抗風(fēng)能力，當(dāng)風(fēng)速減小后，輪轂3在彈簧12的作用下復(fù)位，在齒輪和齒條的作用下使槳葉4復(fù)位到迎風(fēng)面積大的狀態(tài)下，以保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)有最佳的功率。 本實用新型的結(jié)構(gòu)，由于是采用齒輪和齒條轉(zhuǎn)動使直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)闃~柄5和槳葉4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以改變輪轂3的轉(zhuǎn)速，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)的抗風(fēng)能力，由風(fēng)速作用在槳葉4和輪轂3上的力使輪轂3的直線運(yùn)動能及時的轉(zhuǎn)變成為槳葉柄5和槳葉4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這樣，風(fēng)速的大小能準(zhǔn)確、及時的與發(fā)電機(jī)的實際功率相對應(yīng)，靈敏度高，由于齒條8共用一個齒條座7，這樣，能使槳葉4和槳葉柄5同步旋轉(zhuǎn)相同的角度，因此，變槳距角的精度高；由于此結(jié)構(gòu)的變槳距結(jié)構(gòu)僅由花鍵軸6、齒條座7、齒條8和齒輪9構(gòu)成，組成的構(gòu)件少，且全部安裝在輪轂3內(nèi)，因此，結(jié)構(gòu)簡單，制造和安裝容易。設(shè)置彈簧12對輪轂和槳葉具有抗沖擊能夠，起到保護(hù)輪轂和槳葉的作用。設(shè)置前花鍵套10和后花鍵套11 一方面用于限制輪轂3的直線運(yùn)動距離，另一方面通過控制輪轂3的運(yùn)動距離間接的控制槳葉4槳距角的變化范圍。
權(quán)利要求一種無助力變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括輪轂、槳葉及槳葉柄；所述輪轂上設(shè)有二個以上的軸承座；槳葉柄設(shè)置在軸承座上；所述的槳葉連接在槳葉柄的一端部上；其特征在于所述的輪轂上設(shè)有花鍵軸；所述的花鍵軸上設(shè)有一齒條座，齒條座上設(shè)有與槳葉數(shù)量相等的齒條；所述的槳葉柄與安裝槳葉相對的一端設(shè)有齒輪；所述的齒輪與齒條相嚙合；所述的齒條座的一側(cè)面與輪轂端面之間設(shè)有彈簧。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無助力變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的輪轂包括輪 轂架、前端蓋和后端蓋，前端蓋設(shè)在輪轂架的前端部上，后端蓋設(shè)在輪轂架后端部上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無助力變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的前端蓋內(nèi)側(cè) 設(shè)有前花鍵套，后端蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)有后花鍵套；所述的前花鍵套和后花鍵套滑動設(shè)置在花鍵 軸上。
專利摘要一種無助力變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)，包括發(fā)電機(jī)組輪轂槳葉及槳葉柄；輪轂上設(shè)有二個以上的軸承座；槳葉柄通過軸承設(shè)置在軸承座上；槳葉連接在槳葉柄的一端部上；輪轂?zāi)茉诨ㄦI軸上軸向運(yùn)動；花鍵軸上設(shè)有一齒條座，齒條座上設(shè)有齒條；槳葉柄與安裝槳葉相對的一端設(shè)有齒輪；齒輪與齒條相嚙合；齒條座的一側(cè)面與輪轂斷面之間設(shè)有彈簧。本實用新型的結(jié)構(gòu)，當(dāng)實際風(fēng)速大于風(fēng)力發(fā)電機(jī)所設(shè)定的風(fēng)速后，作用在槳葉和輪轂上的力推動槳葉和輪轂克服彈簧的彈力沿花鍵軸軸線方向運(yùn)動，在齒條和齒輪的作用下帶動槳葉柄和槳葉旋轉(zhuǎn)，改變槳葉的槳距角，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的抗風(fēng)能力，且變槳距精度高，結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號F03D7/04GK201521403SQ20092023779
公開日2010年7月7日 申請日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者趙偉強(qiáng) 申請人:廣州紅鷹能源科技有限公司