專利名稱：一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳矩裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳矩裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)在，各個發(fā)達(dá)國家均大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，而太陽能一直是新能源商業(yè)化的首選，而風(fēng)力發(fā)電較太陽能而言，它的成本優(yōu)勢明顯，如何使得風(fēng)力發(fā)電和建筑進(jìn)行一體化設(shè)計、在建筑周圍設(shè)置小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)而又不影響人的生活質(zhì)量，成為了研究的焦點。其中， H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用空氣洞力學(xué)原理，針對垂直軸旋轉(zhuǎn)的風(fēng)洞模擬，葉片選用了飛機(jī)翼形形狀，在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時，它不會受到因變形而改變效率，根據(jù)H型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速上升速度提高較快(力矩上升速度快)，它的發(fā)電功率上升速度也相應(yīng)變快，發(fā)電曲線變得飽滿。在同樣功率下，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的額定風(fēng)速較現(xiàn)有水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)要小，并且它在低風(fēng)速運轉(zhuǎn)時發(fā)電量也較大。目前垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的調(diào)速有變攻角調(diào)速，卸荷調(diào)速等方式，變攻角設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般都有鋼絲繩牽引，很容易出現(xiàn)故障，尤其是H型風(fēng)葉在連接處經(jīng)常發(fā)生斷裂，使風(fēng)機(jī)的可靠性大大降低。而通過給發(fā)電機(jī)增加負(fù)荷的卸荷調(diào)速，在大風(fēng)時很容易引起發(fā)電機(jī)組燒毀等嚴(yán)重故障
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳矩裝置，它設(shè)計科學(xué)合理， 可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率穩(wěn)定在額定功率范圍內(nèi)，確保了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全運行。為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本實用新型是采用以下技術(shù)方案它包含上軸承1、風(fēng)葉安裝座2、回轉(zhuǎn)軸3、小齒輪4、風(fēng)葉輪轂5、大齒輪6、回轉(zhuǎn)軸固定螺母7、回轉(zhuǎn)軸固定螺栓8、扭簧9、下軸承10、大齒輪軸承11、風(fēng)葉15、連接翼16、銷軸17、連接法蘭18、風(fēng)輪軸19、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子20和發(fā)電機(jī)軸21，大齒輪6中心通過大齒輪軸承11裝配有風(fēng)葉輪轂5， 風(fēng)葉輪轂5三端均通過回轉(zhuǎn)軸固定螺母7、回轉(zhuǎn)軸固定螺栓8設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸3，回轉(zhuǎn)軸3外部通過上軸承1和下軸承10裝配有風(fēng)葉安裝座2，風(fēng)葉安裝座2下端設(shè)置有小齒輪4，風(fēng)葉安裝座2與回轉(zhuǎn)軸3之間設(shè)置有扭簧9，且小齒輪3與大齒輪6嚙合；風(fēng)葉輪轂5下端同軸設(shè)置有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子20和發(fā)電機(jī)軸21，風(fēng)葉輪轂5上端同軸設(shè)置有風(fēng)輪軸19，風(fēng)輪軸19上端設(shè)置有連接法蘭18，連接法蘭18外側(cè)均勻設(shè)置有數(shù)個連接翼16 ；風(fēng)葉15安裝在風(fēng)葉安裝座2上，且風(fēng)葉15中部通過銷軸17與連接翼16末端連接。所述的風(fēng)葉15下端設(shè)置有風(fēng)葉安裝法蘭13，風(fēng)葉15下部內(nèi)側(cè)設(shè)置有離心錘12， 風(fēng)葉15中部設(shè)置有連接件14，風(fēng)葉15通過風(fēng)葉安裝法蘭13安裝在風(fēng)葉安裝座2上，風(fēng)葉 15中部通過連接件14和銷軸17與連接翼16連接。所述的小齒輪4下端設(shè)置有小齒輪限位擋24。所述的風(fēng)葉輪轂5三端的安裝孔中設(shè)置有輪轂限位擋23。所述的扭簧9安裝在風(fēng)葉安裝座2和回轉(zhuǎn)軸3之間，扭簧9的一端固定在回轉(zhuǎn)軸3底座上，另一端固定在風(fēng)葉安裝座2上。風(fēng)葉安裝座2在扭簧9的控制下轉(zhuǎn)動。本實用新型的工作原理為風(fēng)葉15安裝在風(fēng)葉安裝座2上，風(fēng)葉安裝座2能夠通過上軸承1和下軸承10繞回轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動，并有扭簧9控制。當(dāng)風(fēng)速超過額定風(fēng)速時，風(fēng)葉 15繞風(fēng)輪軸19的轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速，風(fēng)葉15內(nèi)部的離心錘12產(chǎn)生的離心力克服扭簧9的彈力控制，風(fēng)葉15在離心錘12的作用下帶動風(fēng)葉安裝座2繞回轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動，風(fēng)葉安裝座2 下部安裝有小齒輪4和風(fēng)葉安裝座2同步轉(zhuǎn)動，此時小齒輪4帶動大齒輪6同時轉(zhuǎn)動，大齒輪6又帶動另外兩個小齒輪4轉(zhuǎn)動相同的角度，使風(fēng)葉15攻角變小，并逐漸變?yōu)樨?fù)角，風(fēng)葉 15轉(zhuǎn)速下降，風(fēng)葉15轉(zhuǎn)速降低后，離心錘12的離心力減小，在扭簧9彈力的作用下風(fēng)葉15 逐漸恢復(fù)到正攻角，如此循環(huán)工作，使風(fēng)葉15在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，保證風(fēng)葉不至于因離心力過大而被損壞，同時也保證了發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)安全工作。當(dāng)風(fēng)葉15底部繞回轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)時，同時風(fēng)葉中部的連接件14也通過銷軸17在風(fēng)葉連接翼16上轉(zhuǎn)動。為了保證風(fēng)葉的初始攻角在能夠產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的位置上，使風(fēng)葉15在低風(fēng)速下順利啟動，同時為了防止風(fēng)葉15在回轉(zhuǎn)軸3上過度旋轉(zhuǎn)，風(fēng)葉輪轂5設(shè)計有輪轂限位擋23， 小齒輪4上也設(shè)計有小齒輪限位擋24。在扭簧9、輪轂限位擋23、小齒輪限位擋M的作用下，確保風(fēng)葉15只能向一個方向轉(zhuǎn)動，最大旋轉(zhuǎn)角度為45°。并確保風(fēng)葉15的初始攻角在能夠產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的位置上，便于在低風(fēng)速下順利啟動。本實用新型設(shè)計科學(xué)合理，可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率穩(wěn)定在額定功率范圍內(nèi)，確保了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全運行。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的I部放大結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖1的II部放大結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本實用新型的俯視結(jié)構(gòu)圖，圖5為本實用新型中風(fēng)葉安裝座、回轉(zhuǎn)軸、小齒輪、風(fēng)葉輪轂和大齒輪的裝配結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為圖5的底部結(jié)構(gòu)示意圖，圖7為圖6的A部放大結(jié)構(gòu)示意圖，圖8為圖5的剖視圖，圖9為本實用新型中風(fēng)葉的結(jié)構(gòu)示意圖，圖10為本實用新型中風(fēng)葉輪轂的結(jié)構(gòu)示意圖，圖11為本實用新型中風(fēng)葉安裝座和小齒輪的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參照圖1-11，本具體實施方式
采用以下技術(shù)方案它包含上軸承1、風(fēng)葉安裝座2、 回轉(zhuǎn)軸3、小齒輪4、風(fēng)葉輪轂5、大齒輪6、回轉(zhuǎn)軸固定螺母7、回轉(zhuǎn)軸固定螺栓8、扭簧9、下軸承10、大齒輪軸承11、風(fēng)葉15、連接翼16、銷軸17、連接法蘭18、風(fēng)輪軸19、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子20 和發(fā)電機(jī)軸21，大齒輪6中心通過大齒輪軸承11裝配有風(fēng)葉輪轂5，風(fēng)葉輪轂5三端均通過回轉(zhuǎn)軸固定螺母7、回轉(zhuǎn)軸固定螺栓8設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸3，回轉(zhuǎn)軸3外部通過上軸承1和下軸承10裝配有風(fēng)葉安裝座2，風(fēng)葉安裝座2下端設(shè)置有小齒輪4，風(fēng)葉安裝座2與回轉(zhuǎn)軸3 之間設(shè)置有扭簧9，且小齒輪3與大齒輪6嚙合；風(fēng)葉輪轂5下端同軸設(shè)置有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子20 和發(fā)電機(jī)軸21，風(fēng)葉輪轂5上端同軸設(shè)置有風(fēng)輪軸19，風(fēng)輪軸19上端設(shè)置有連接法蘭18， 連接法蘭18外側(cè)均勻設(shè)置有數(shù)個連接翼16 ；風(fēng)葉15安裝在風(fēng)葉安裝座2上，且風(fēng)葉15中部通過銷軸17與連接翼16末端連接。所述的風(fēng)葉15下端設(shè)置有風(fēng)葉安裝法蘭13，風(fēng)葉15下部內(nèi)側(cè)設(shè)置有離心錘12， 風(fēng)葉15中部設(shè)置有連接件14，風(fēng)葉15通過風(fēng)葉安裝法蘭13安裝在風(fēng)葉安裝座2上，風(fēng)葉 15中部通過連接件14和銷軸17與連接翼16連接。所述的小齒輪4下端設(shè)置有小齒輪限位擋24。所述的風(fēng)葉輪轂5三端的安裝孔中設(shè)置有輪轂限位擋23。所述的扭簧9安裝在風(fēng)葉安裝座2和回轉(zhuǎn)軸3之間，扭簧9的一端固定在回轉(zhuǎn)軸 3底座上，另一端固定在風(fēng)葉安裝座2上。風(fēng)葉安裝座2在扭簧9的控制下轉(zhuǎn)動。本實用新型的工作原理為風(fēng)葉15安裝在風(fēng)葉安裝座2上，風(fēng)葉安裝座2能夠通過上軸承1和下軸承10繞回轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動，并有扭簧9控制。當(dāng)風(fēng)速超過額定風(fēng)速時，風(fēng)葉 15繞風(fēng)輪軸19的轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速，風(fēng)葉15內(nèi)部的離心錘12產(chǎn)生的離心力克服扭簧9的彈力控制，風(fēng)葉15在離心錘12的作用下帶動風(fēng)葉安裝座2繞回轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動，風(fēng)葉安裝座2 下部安裝有小齒輪4和風(fēng)葉安裝座2同步轉(zhuǎn)動，此時小齒輪4帶動大齒輪6同時轉(zhuǎn)動，大齒輪6又帶動另外兩個小齒輪4轉(zhuǎn)動相同的角度，使風(fēng)葉15攻角變小，并逐漸變?yōu)樨?fù)角，風(fēng)葉 15轉(zhuǎn)速下降，風(fēng)葉15轉(zhuǎn)速降低后，離心錘12的離心力減小，在扭簧9彈力的作用下風(fēng)葉15 逐漸恢復(fù)到正攻角，如此循環(huán)工作，使風(fēng)葉15在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，保證風(fēng)葉不至于因離心力過大而被損壞，同時也保證了發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)安全工作。當(dāng)風(fēng)葉15底部繞回轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)時，同時風(fēng)葉中部的連接件14也通過銷軸17在風(fēng)葉連接翼16上轉(zhuǎn)動。為了保證風(fēng)葉的初始攻角在能夠產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的位置上，使風(fēng)葉15在低風(fēng)速下順利啟動，同時為了防止風(fēng)葉15在回轉(zhuǎn)軸3上過度旋轉(zhuǎn)，風(fēng)葉輪轂5設(shè)計有輪轂限位擋23， 小齒輪4上也設(shè)計有小齒輪限位擋24。在扭簧9、輪轂限位擋23、小齒輪限位擋M的作用下，確保風(fēng)葉15只能向一個方向轉(zhuǎn)動，最大旋轉(zhuǎn)角度為45°。并確保風(fēng)葉15的初始攻角在能夠產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩的位置上，便于在低風(fēng)速下順利啟動，輪轂限位擋23、小齒輪限位擋M 初始安裝位置如圖6所示。本具體實施方式
設(shè)計科學(xué)合理，可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率穩(wěn)定在額定功率范圍內(nèi)，確保了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全運行。
權(quán)利要求1.一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳矩裝置，其特征在于它包含上軸承(1)、風(fēng)葉安裝座 O)、回轉(zhuǎn)軸⑶、小齒輪⑷、風(fēng)葉輪轂(5)、大齒輪(6)、回轉(zhuǎn)軸固定螺母(7)、回轉(zhuǎn)軸固定螺栓(8)、扭簧(9)、下軸承(10)、大齒輪軸承(11)、風(fēng)葉(15)、連接翼(16)、銷軸(17)、連接法蘭(18)、風(fēng)輪軸(19)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子00)和發(fā)電機(jī)軸(21)，大齒輪(6)中心通過大齒輪軸承(11)裝配有風(fēng)葉輪轂(5)，風(fēng)葉輪轂( 三端均通過回轉(zhuǎn)軸固定螺母(7)、回轉(zhuǎn)軸固定螺栓(8)設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸(3)，回轉(zhuǎn)軸( 外部通過上軸承(1)和下軸承(10)裝配有風(fēng)葉安裝座O)，風(fēng)葉安裝座(2)下端設(shè)置有小齒輪G)，風(fēng)葉安裝座(2)與回轉(zhuǎn)軸(3)之間設(shè)置有扭簧(9)，且小齒輪C3)與大齒輪(6)嚙合；風(fēng)葉輪轂( 下端同軸設(shè)置有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子00) 和發(fā)電機(jī)軸(21)，風(fēng)葉輪轂( 上端同軸設(shè)置有風(fēng)輪軸(19)，風(fēng)輪軸(19)上端設(shè)置有連接法蘭(18)，連接法蘭(18)外側(cè)均勻設(shè)置有數(shù)個連接翼(16)；風(fēng)葉(15)安裝在風(fēng)葉安裝座 (2)上，且風(fēng)葉(15)中部通過銷軸(17)與連接翼(16)末端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳矩裝置，其特征在于所述的風(fēng)葉 (15)下端設(shè)置有風(fēng)葉安裝法蘭(13)，風(fēng)葉(15)下部內(nèi)側(cè)設(shè)置有離心錘(12)，風(fēng)葉(15)中部設(shè)置有連接件(14)，風(fēng)葉(15)通過風(fēng)葉安裝法蘭(13)安裝在風(fēng)葉安裝座(2)上，風(fēng)葉 (15)中部通過連接件(14)和銷軸(17)與連接翼(16)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳矩裝置，其特征在于所述的小齒輪(4)下端設(shè)置有小齒輪限位擋04)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳矩裝置，其特征在于所述的風(fēng)葉輪轂( 三端的安裝孔中設(shè)置有輪轂限位擋03)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳矩裝置，其特征在于所述的扭簧 (9)安裝在風(fēng)葉安裝座(2)和回轉(zhuǎn)軸(3)之間，扭簧(9)的一端固定在回轉(zhuǎn)軸(3)底座上， 另一端固定在風(fēng)葉安裝座(2)上。
專利摘要一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳矩裝置，它涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域。它的大齒輪(6)中心通過大齒輪軸承(11)裝配有風(fēng)葉輪轂(5)，風(fēng)葉輪轂(5)三端均通過回轉(zhuǎn)軸固定螺母(7)、回轉(zhuǎn)軸固定螺栓(8)設(shè)置有回轉(zhuǎn)軸(3)，回轉(zhuǎn)軸(3)外部通過上軸承(1)和下軸承(10)裝配有風(fēng)葉安裝座(2)，風(fēng)葉安裝座(2)下端設(shè)置有小齒輪(4)，風(fēng)葉安裝座(2)與回轉(zhuǎn)軸(3)之間設(shè)置有扭簧(9)，且小齒輪(3)與大齒輪(6)嚙合；風(fēng)葉輪轂(5)下端同軸設(shè)置有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(20)和發(fā)電機(jī)軸(21)。它設(shè)計科學(xué)合理，可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率穩(wěn)定在額定功率范圍內(nèi)，確保了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全運行。
文檔編號F03D7/06GK201972851SQ20112004779
公開日2011年9月14日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者宋奕彤 申請人:宋奕彤