專利名稱：帶增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)迎風(fēng)限速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及水平軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的迎風(fēng)限速裝置，特別涉及一種帶增速裝置 的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)迎風(fēng)限速裝置。
背景技術(shù)：
采用風(fēng)能作為動(dòng)力的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于風(fēng)向的可變性和風(fēng)速的不穩(wěn)定性，風(fēng)力發(fā) 電機(jī)必須有穩(wěn)定的迎風(fēng)機(jī)構(gòu)和可靠的安全保護(hù)系統(tǒng)，以便在捕獲更多風(fēng)能的同時(shí)保護(hù)風(fēng)力 發(fā)電機(jī)不受到破壞?，F(xiàn)有的帶有增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，無論是擴(kuò)壓式、集流式，還是濃縮型風(fēng)力 發(fā)電機(jī)，由于具有一定的外形結(jié)構(gòu)，使其不能像普通的小型風(fēng)力發(fā)電那樣通過尾翼調(diào)向、通 過偏心調(diào)速法調(diào)速，而是通過電動(dòng)裝置。這樣既增加了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的成本，又增加了風(fēng)力發(fā) 電機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，從而降低了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性。另外，電動(dòng)裝置一直在運(yùn)轉(zhuǎn)，要消耗 電能，從而增加了運(yùn)行成本?，F(xiàn)有的帶有增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)還有一個(gè)特點(diǎn)是風(fēng)輪 與增速裝置始終相對(duì)靜止，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，風(fēng)輪與增速裝置同時(shí)側(cè)偏，當(dāng)其偏轉(zhuǎn)至 一定角度時(shí)，由于風(fēng)向的突變，可能使風(fēng)輪與加速裝置正面迎風(fēng)，從而造成風(fēng)輪的突然加速 運(yùn)轉(zhuǎn)，容易損壞葉片。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目就是為解決上述問題，提出一種帶增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)迎 風(fēng)限速裝置，是一種在增速裝置一直保持對(duì)風(fēng)的情況下，風(fēng)小時(shí)風(fēng)輪正對(duì)著風(fēng)向；風(fēng)速超過 允許范圍時(shí)，風(fēng)輪側(cè)偏以限制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的帶增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)迎風(fēng)限速裝置及其 方法。它不僅能有效地起到限速的效果，增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作的穩(wěn)定性，且具有經(jīng)濟(jì)、簡單， 安裝維護(hù)方便的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種帶增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)迎風(fēng)限速裝置，它包括塔架裝置，在塔架裝置 上安裝風(fēng)能加速裝置，風(fēng)輪裝置以與塔架裝置偏置的方式安裝在風(fēng)能加速裝置中心位置， 所述風(fēng)能加速裝置上安裝有尾翼。所述塔架裝置包括下塔架，上塔架通過回轉(zhuǎn)體II安裝在下塔架上，風(fēng)能加速裝置 則安裝在上塔架上部，風(fēng)輪裝置與上塔架間偏心設(shè)置。所述風(fēng)輪裝置包括風(fēng)輪，風(fēng)輪與永磁發(fā)電機(jī)連接，永磁發(fā)電機(jī)通過支架安裝在回 轉(zhuǎn)體I上，回轉(zhuǎn)體I安裝在支撐管件上，支撐管件偏置于風(fēng)能加速裝置中，即支撐管件與上 塔架在縱向偏置；同時(shí)在支撐管件上端安裝配重裝置，配重裝置與凸輪機(jī)構(gòu)配合。所述配重裝置包括配重，它安裝在導(dǎo)軌上；所述凸輪機(jī)構(gòu)包括在配重下方設(shè)置的 端面凸輪I，以及在回轉(zhuǎn)體I上的上方設(shè)有端面凸輪。本實(shí)用新型所述的迎風(fēng)限速的方法是將尾翼固定在加速裝置上，使加速裝置一直 正對(duì)著風(fēng)向。風(fēng)小時(shí)風(fēng)輪正對(duì)著風(fēng)向，不需要限速。當(dāng)風(fēng)速超過限定與凸輪機(jī)構(gòu)的共同作用下，偏離正面迎風(fēng)向。而這種偏離是通過將支撐風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)的支 撐管件偏置于加速裝置中來實(shí)現(xiàn)的。在偏離時(shí)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸始終在水平面內(nèi)繞支撐管件 擺動(dòng)。本實(shí)用新型用簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)代替了傳統(tǒng)帶增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電子 偏航系統(tǒng)，既降低了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的成本，又減小了風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，從而增加了風(fēng) 力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性。

圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)輪正面迎風(fēng)狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖la為圖1的局部放大圖；圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的限速機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a為圖2的局部放大圖。其中，1.尾翼，2.風(fēng)能加速裝置，3.風(fēng)輪，4.導(dǎo)軌，5.配重，6.端面凸輪I，7.端面 凸輪II，8.永磁發(fā)電機(jī)，9.回轉(zhuǎn)體I，10.支撐管件，11.上塔架，12.回轉(zhuǎn)體II，13.下塔架， 14.支架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。圖1中，尾翼1固定在風(fēng)能加速裝置2的后端，風(fēng)能加速裝置2固定在上塔架11 上，上塔架11與下塔架13通過回轉(zhuǎn)體1112相連接。導(dǎo)軌4固定在支撐管件10的上方，與 支撐管件10相對(duì)于風(fēng)能加速裝置2始終靜止。配重5與端面凸輪6沿著導(dǎo)軌4上下滑動(dòng)。 支撐管件10偏置于風(fēng)能加速裝置2中，回轉(zhuǎn)體19安置于支撐管件10的頂部，端面凸輪117 固定在回轉(zhuǎn)體19的正上方并與端面凸輪16嚙合。風(fēng)輪3安置在永磁發(fā)電機(jī)8上，永磁發(fā) 電機(jī)8與回轉(zhuǎn)體19之間通過支架14固定，風(fēng)輪3相對(duì)于支撐管件10是偏心的且可以通過 回轉(zhuǎn)體19的作用繞支撐管件10水平擺動(dòng)。如圖2所示，當(dāng)風(fēng)速超過限定值時(shí)，作用于風(fēng)輪3掃掠面上的偏轉(zhuǎn)力矩大于配重5 的回位力矩，使風(fēng)輪3產(chǎn)生側(cè)偏，此時(shí)配重5被頂起，配重5的重心升高。如圖1所示，當(dāng)風(fēng) 速再次小于限定值時(shí)，配重5的回位力矩大于風(fēng)作用于風(fēng)輪3產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)力矩，使配重5回 到原位，風(fēng)輪3再次正對(duì)著風(fēng)向。如圖1、圖2所示，尾翼1控制風(fēng)能加速裝置2通過上塔架11與回轉(zhuǎn)體1112的作 用繞著下塔架13水平擺動(dòng)，以便保持正面迎風(fēng)。本實(shí)用新型的工作方法為將尾翼固定在風(fēng)能加速裝置上，使風(fēng)能加速裝置一直正對(duì)著風(fēng)向；風(fēng)小時(shí)風(fēng)輪正 對(duì)著風(fēng)向，不需要限速；當(dāng)風(fēng)速超過限定值時(shí)，風(fēng)輪在偏心支撐管件與凸輪機(jī)構(gòu)的共同作用 下，偏離正面迎風(fēng)向；在偏離時(shí)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸始終在水平面內(nèi)繞支撐管件擺動(dòng)。在對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)的過程中，風(fēng)輪安裝在風(fēng)能加速裝置的中心，風(fēng)輪相對(duì) 于其繞著擺動(dòng)的支撐管件偏置安裝，亦即有一偏心距，作用在風(fēng)輪掃掠面上的偏轉(zhuǎn)力矩使 風(fēng)輪水平側(cè)偏，偏離風(fēng)向，從而達(dá)到限速目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的保護(hù)。在支撐管件正上方，安置一帶有回位力矩的配重；當(dāng)風(fēng)速超過限定值時(shí)，風(fēng)輪產(chǎn)生側(cè)偏，從而把配重頂起；當(dāng)風(fēng)速低于限定數(shù)值時(shí)，配重自動(dòng)落下，使風(fēng)輪回到原位。所述支撐管件配重通過凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接；當(dāng)風(fēng)輪的掃掠面正向迎風(fēng)時(shí)，配重的 重心最低；隨著風(fēng)輪側(cè)偏角度的增加，配重的重心逐漸升高。作用在風(fēng)輪掃掠面上的偏轉(zhuǎn)力矩帶動(dòng)風(fēng)輪偏離正面迎風(fēng)方向的極限位置是風(fēng)輪 的掃掠面平行于風(fēng)向，此時(shí)，風(fēng)輪不再旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求一種帶增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)迎風(fēng)限速裝置，它包括塔架裝置，在塔架裝置上安裝風(fēng)能加速裝置(2)，風(fēng)輪裝置以與塔架裝置偏置的方式安裝在風(fēng)能加速裝置(2)中心位置，其特征是，所述風(fēng)能加速裝置(2)上安裝有尾翼(1)。
2.如權(quán)利要求1所述的帶增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)迎風(fēng)限速裝置，其特征是，所述 塔架裝置包括下塔架(13)，上塔架(11)通過回轉(zhuǎn)體11(12)安裝在下塔架(13)上，風(fēng)能加 速裝置(2)則安裝在上塔架(11)上部，風(fēng)輪裝置與上塔架(11)間偏心設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的帶增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)迎風(fēng)限速裝置，其特征是，所 述風(fēng)輪裝置包括風(fēng)輪(3)，風(fēng)輪(3)與永磁發(fā)電機(jī)(8)連接，永磁發(fā)電機(jī)(8)通過支架(14) 安裝在回轉(zhuǎn)體1(9)上，回轉(zhuǎn)體1(9)安裝在支撐管件(10)上，支撐管件(10)偏置于風(fēng)能加 速裝置⑵中，即支撐管件(10)與上塔架(11)在縱向偏置；同時(shí)在支撐管件(10)上端安 裝配重裝置，配重裝置與凸輪機(jī)構(gòu)配合。
4.如權(quán)利要求3所述的帶增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)迎風(fēng)限速裝置，其特征是，所述 配重裝置包括配重(5)，它安裝在導(dǎo)軌(4)上；所述凸輪機(jī)構(gòu)包括在配重(5)下方設(shè)置的端 面凸輪I (6)，以及在回轉(zhuǎn)體I (9)上的上方設(shè)有端面凸輪(7)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)迎風(fēng)限速裝置，是一種在增速裝置一直保持對(duì)風(fēng)的情況下，風(fēng)小時(shí)風(fēng)輪正對(duì)著風(fēng)向；風(fēng)速超過允許范圍時(shí)，風(fēng)輪側(cè)偏以限制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的帶增速裝置的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)迎風(fēng)限速裝置及其方法。它不僅能有效地起到限速的效果，增加風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作的穩(wěn)定性，且具有經(jīng)濟(jì)、簡單，安裝維護(hù)方便的特點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)為它包括塔架裝置，在塔架裝置上安裝風(fēng)能加速裝置，風(fēng)輪裝置以與塔架裝置偏置的方式安裝在風(fēng)能加速裝置中心位置，所述風(fēng)能加速裝置上安裝有尾翼。
文檔編號(hào)F03D9/00GK201582051SQ20092029079
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者楊寶昆, 齊保良, 齊天 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)