一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置，將連接臂相對偏航旋轉座偏心安裝，連接臂上位于偏航旋轉座后方位置可轉動連接有尾舵旋轉套，尾舵旋轉套以越向上越往偏航旋轉座所在一側靠的方式傾斜布設，尾舵桿固定在該尾舵旋轉套上，連接臂上設置有分別位于尾舵桿兩側的第一限位塊和第二限位塊，尾舵桿上設置有限位板，第一限位塊與限位板抵接時，尾舵板與葉片旋轉面相互垂直；連接臂相對尾舵桿轉動帶動第二限位塊與限位板抵接時，尾舵板與葉片旋轉面相互平行，具有結構簡單合理緊湊，安裝方便，實施成本低，能根據(jù)風速實現(xiàn)自動調節(jié)葉片轉速、避免出現(xiàn)飛車現(xiàn)象等特點。
【專利說明】一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發(fā)電設備，具體來說是風力發(fā)電機。
【背景技術】
[0002]利用太陽能、風能等自然界可再生資源來代替燃油等有限的能源成為了解決能源問題的重要策略。風力發(fā)電機作為利用自然界可再生資源的重要方式之一，其是利用風能轉變成電能，再把生產的電能應用到日常生活各領域，現(xiàn)時的風力發(fā)電機大都采用螺旋槳式風葉接收風力。然而，該葉片不能太大，如若太大，遇到強風時，風葉將會向發(fā)電機主干嚴重彎曲，甚至打斷發(fā)電機主干，造成巨大的經濟損失，因而發(fā)電機的效率受到一定限制；另夕卜，在強風的狀態(tài)下，容易導致轉速失控，超過發(fā)電機設定的最高轉速后仍然不停，伴隨而來的是發(fā)電機過電流，嚴重損壞發(fā)電機內部結構，造成飛車現(xiàn)象。因此，傳統(tǒng)技術中的風力發(fā)電機還有待進一步改善和優(yōu)化。

【發(fā)明內容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置，其抗強風能力好、不會出現(xiàn)飛車現(xiàn)象。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置，包括偏航固定座和尾舵桿，尾舵桿的尾部安裝有尾舵板，所述偏航固定座上可轉動連接有偏航旋轉座，偏航旋轉座上設置有連接臂，連接臂的前端安裝發(fā)電機，發(fā)電機前部設置葉片，所述連接臂相對偏航旋轉座偏心安裝，連接臂上位于偏航旋轉座后方位置可轉動連接有尾舵旋轉套，所述尾舵旋轉套以越向上越往偏航旋轉座所在一側靠的方式傾斜布設，所述尾舵桿固定在該尾舵旋轉套上，所述連接臂上設置有分別位于尾舵桿兩側的第一限位塊和第二限位塊，尾舵桿上設置有限位板，所述第一限位塊與限位板抵接時，尾舵板與葉片旋轉面相互垂直；所述連接臂相對尾舵桿轉動帶動第二限位塊與所述限位板抵接時，尾舵板與葉片旋轉面相互平行。
[0006]優(yōu)選所述連接臂相對偏航旋轉座偏心3(Tl00mm。
[0007]優(yōu)選所述尾舵旋轉套相對連接臂朝偏航旋轉座所在一側傾斜的角度為8?15°。
[0008]作為上述技術方案的改進，所述連接臂以前高后低的方式相對所述偏航旋轉座傾斜設置。
[0009]優(yōu)選所述連接臂相對偏航旋轉座的傾斜角度為3?5°。
[0010]所述連接臂的底部設置有加強板，加強板的后端與偏航旋轉座固定連接。
[0011]作為上述技術方案的進一步改進，所述限位板為截面呈“L”形狀的板，限位板的一L邊用于與所述第一限位塊抵接，另一 L邊用于與所述第二限位塊抵接，在兩L邊之間設置有加強三角塊。
[0012]進一步，所述第一限位塊為緩沖橡膠。
[0013]本實用新型的有益效果是:采用上述結構的本實用新型，由于連接臂相對偏航旋轉座偏心安裝，葉片迎風時會產生偏心力矩，由于尾舵旋轉套是傾斜布設在連接臂上的，當風速較小時，偏心力矩和尾舵板所受風力不足以推動尾舵旋轉套相對連接臂轉動，尾舵桿便能夠通過連接臂帶動發(fā)電機和葉片一并隨偏航旋轉座轉動，使得葉片捕捉到風向，葉片正面迎風旋轉發(fā)電；當風速超過預設值如12m/秒時，尾舵旋轉套在偏心力矩和尾舵板所受風力的共同作用下相對連接臂轉動，從而改變葉片與尾舵板之間的角度關系，葉片與發(fā)電機相對尾舵板向連接臂偏心一側轉向，改變了風力在葉片上的切出方向，減小了葉片的迎風、受力面積，葉片轉速逐步降低，當風速超過預設值如14m/秒時，葉片和發(fā)電機相對尾舵板向連接臂偏心一側轉過90°至葉片旋轉面與尾舵板平行，因尾舵板與風向平行，使得葉片也被帶動至與風向平行，葉片不再正面迎風而是側面迎風，風不再在葉片的正面產生作用力，葉片轉速逐步降低甚至停止轉動，有效避免了葉片高速轉動而產生的飛車現(xiàn)象，實現(xiàn)完全避風，使得葉片等部件在強風中可得到有效保護而不至損毀；當風速降低時，因尾舵旋轉套傾斜布設在連接臂上，尾舵桿和尾舵板在重力作用下帶動尾舵旋轉套相對連接臂轉動，實現(xiàn)尾舵板的自動復位，尾舵板和尾舵桿又重新帶動葉片捕捉風向；本實用新型在解決抵御強風襲擊時，提供了一種結構簡單合理緊湊，安裝方便，實施成本低，能根據(jù)風速實現(xiàn)自動調節(jié)葉片轉速、避免出現(xiàn)飛車現(xiàn)象的風力發(fā)電機用偏航裝置?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型在尾舵板與葉片旋轉面垂直時的結構示意圖；
[0015]圖2是圖1的另一角度示意圖；
[0016]圖3是圖1的主視圖；
[0017]圖4圖5是本實用新型的工作原理分析示意圖；
[0018]圖6是本實用新型在尾舵板與葉片旋轉面平行時的結構示意圖；
[0019]圖7是圖6的另一角度示意圖；
[0020]圖8是本實用新型中偏航旋轉座、連接臂和尾舵旋轉套的連接結構示意圖；
[0021]圖9是圖8沿連接臂軸向方向的投影視圖；
[0022]圖10是圖8沿垂直于連接臂軸向方向的投影視圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0024]參照圖f圖10，本實用新型的一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置，包括偏航固定座I和尾舵桿2，尾舵桿2的尾部安裝有尾舵板3，所述偏航固定座I上安裝有偏航旋轉座4，偏航旋轉座4可在水平面內轉動，在本實施例中，偏航旋轉座4為一筒狀部件，偏航旋轉座4套置在偏航固定座1上設置的立軸(未繪示)上，其中偏航旋轉座4的兩端部與立軸軸承連接，所述偏航旋轉座4上設置有連接臂5，連接臂5的前端安裝有發(fā)電機6，發(fā)電機6前部設置葉片7，葉片7轉動使得發(fā)電機6內部形成磁力線切割運動，從而產生電動勢，風力發(fā)電機葉片與發(fā)電機的發(fā)電原理和結構為現(xiàn)有成熟技術，此處不再贅述；所述連接臂5相對偏航旋轉座4偏心安裝，連接臂5可相對偏航旋轉座4往左側或右側偏心，其中所謂左側和右側是指以葉片7所在一方為前方、尾舵板3所在一方為后方，由此得到偏航旋轉座4的左側和右側，可參見圖2中的方向箭頭所示；在本實施例中，連接臂5相對偏航旋轉座4向左側偏心設置；連接臂5上位于偏航旋轉座4后方位置設置有尾舵旋轉套8，尾舵旋轉套8相對連接臂5可轉動，具體結構可以是在連接臂5上設置一立桿，尾舵旋轉套8套置在該立桿上即可，所述尾舵旋轉套8以越向上越往偏航旋轉座4所在一側靠的方式傾斜布設，在本實施例中，尾舵旋轉套8越向上越往連接臂5的右側靠，所述尾舵桿2固定在該尾舵旋轉套8上，本實施例中，尾舵桿2通過連接片22與尾舵旋轉套8連接。
[0025]所述連接臂5上設置有分別位于尾舵桿2兩側的第一限位塊9和第二限位塊10，在本實施例中，連接臂5的后端在尾舵旋轉套8傾斜的一側即靠右側設置第一限位塊9，連接臂5在尾舵旋轉套8傾斜的相反一側即靠左側側壁上設置第二限位塊10，所述尾舵桿2上設置有限位板21，限位板21可設置在尾舵桿2的底端，第一限位塊9與限位板21抵接時，尾舵板3與葉片7的旋轉面相互垂直，該處的葉片7的旋轉面指的是葉片7在帶動發(fā)電機6內部形成磁力線切割運動時的旋轉面；當連接臂5相對尾舵桿2轉動帶動第二限位塊10與限位板21抵接時，尾舵板3與葉片7的旋轉面相互平行，此時連接臂5相對尾舵桿2轉過的角度Z=90° ,如圖6所示。
[0026]根據(jù)葉片7的大小、尾舵桿2和尾舵板3的重量以及尾舵桿2的長度等因子，所述連接臂5相對偏航旋轉座4向左側偏心的距離優(yōu)選y=3(T100mm,所述尾舵旋轉套8相對連接臂5向右側傾斜的角度Θ優(yōu)選設置為8~15°，在本實施例中，連接臂5相對偏航旋轉座4向左側偏心65_，尾舵旋轉套8相對連接臂5向右側傾斜12°。
[0027]作為本實施例的進一步優(yōu)選，所述連接臂5以前高后低的方式相對所述偏航旋轉座4傾斜設置，連接臂5相對偏航旋轉座4的傾斜角度優(yōu)選為:4~5°，最好是4°，即連接臂5與偏航旋轉座4之間的夾角Χ=85°~87°，最好是86°，如圖10所示；將連接臂5相對偏航旋轉座4傾斜設置，使得安裝在連接臂5前端的葉片7向上仰，這種結構能夠大大的減小葉片7在轉動時的振動和噪音，減小因振動帶來的零部件之間的磨損等，提高風力發(fā)電機的使用壽命。
[0028]在本實施例中，所述連接臂5的底部設置有加強板51，加強板51的后端與偏航旋轉座4固定連接，加強板51用于提高連接臂5的強度，避免受力彎曲變形，影響正常發(fā)電甚至損壞機組。
[0029]本實用新型的工作原理如下:圖中的箭頭A表示風向，由于連接臂5相對偏航旋轉座4偏心安裝，葉片7迎風時會產生偏心力矩，該偏心力矩使得葉片7和連接臂5等具有以偏航旋轉座4的中心線B為轉軸向連接臂5偏心的一側即左側轉動的趨勢，如圖4中的箭頭C所示；假設葉片7迎風時在偏心力矩的作用下，葉片7帶動連接臂5向左側轉動了一個角度，如圖5所示，則尾舵板3隨連接臂5的轉動而不再與風向A平行，風對尾舵板3具有作用力，使得尾舵板3和尾舵桿2具有向連接臂5偏心一側即左側轉動的趨勢，如箭頭D所示；由于尾舵旋轉套8是傾斜布設在連接臂5上的，當風速較小時，偏心力矩和尾舵板3所受風力不足以推動尾舵旋轉套8相對連接臂5轉動，尾舵板3所受風力使得尾舵桿2能夠克服連接臂5因偏心帶來的轉動，尾舵板3在風力作用下轉動到與風向A保持平行，使得葉片7正面迎風旋轉發(fā)電； [0030]當風向改變時，若風向由左側往右側吹，尾舵板3和尾舵桿2往右轉動，因限位板21與第一限位塊9的作用，使得連接臂5和尾舵桿2跟隨偏航旋轉座4聯(lián)動轉動，直到尾舵板3轉動至與新的風向平行，此時葉片7正面迎風；若改變后的風向為由右側往左側吹，因尾舵旋轉套8相對連接臂5往右側傾斜設置，較小的風速不足以驅使尾舵旋轉套8相對連接臂5轉動，故連接臂5和尾舵桿2亦跟隨偏航旋轉座4聯(lián)動轉動，直至尾舵板3與新的風向平行，葉片7正面迎風，實現(xiàn)了葉片7通過尾舵板3自動捕捉風向。
[0031 ] 當風速超過預設值如12m/秒時，尾舵旋轉套8在偏心力矩和尾舵板3所受風力的作用下相對連接臂5轉動，從而改變葉片7與尾舵板3之間的角度關系，葉片7與發(fā)電機6相對尾舵板3向連接臂5的偏心一側轉向，改變了風力在葉片7上的切出方向，減小了葉片7的迎風、受力面積，風對葉片7的作用力變小，葉片7轉速逐步降低，實現(xiàn)了葉片7的自動調速；
[0032]當風速超過預設值如14m/秒時，葉片7和發(fā)電機6相對尾舵板3向連接臂5的偏心一側轉過90°，如圖6所示，此時，尾舵板3與風向A平行，使得葉片7也被帶動至與風向A平行，葉片7不再正面迎風而是側面迎風，風不再在葉片7的正面產生作用力，葉片7的繼續(xù)轉速逐步降低甚至停止轉動，有效避免了葉片高速轉動而產生的飛車現(xiàn)象，實現(xiàn)完全避風，使得葉片等部件在強風中可得到有效保護而不至損毀；
[0033]當風速降低時，因尾舵旋轉套8傾斜布設在連接臂5上，尾舵桿2和尾舵板3在重力作用下自動復位，在復位的過程中，尾舵板3因不與風向A平行而受到風力作用，尾舵桿2推動連接臂5逐漸向右側轉動，使得葉片7逐漸迎風，當尾舵桿2和尾舵板3完全復位至如圖4所示狀態(tài)時，尾舵桿2上的限位板21與第一限位塊9抵接，尾舵板3與葉片7的旋轉面相互垂直，尾舵板3和尾舵桿2又重新帶動葉片7正常捕捉風向。
[0034]在本實施例中，所述限位板21為截面呈“L”形狀的板，限位板21的一 L邊用于與所述第一限位塊9抵接，另一 L邊用于與所述第二限位塊10抵接，在兩L邊之間設置有加強三角塊23。為減小尾舵桿2復位時的沖擊力和帶來的振動，本實用新型所述第一限位塊9為緩沖橡膠，從而實現(xiàn)復位軟著陸。
[0035]本實用新型在解決抵御強風襲擊時，提供了一種結構簡單合理緊湊，安裝方便，實施成本低，能根據(jù)風速實現(xiàn)自動調節(jié)葉片轉速、避免出現(xiàn)飛車現(xiàn)象的風力發(fā)電機用偏航裝置。
[0036]以上所述，只是本實用新型的較佳實施方式，但本實用新型并不限于上述實施例，只要其以任何相同或相似手段達到本實用新型的技術效果，都應落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置，包括偏航固定座和尾舵桿，尾舵桿的尾部安裝有尾舵板，所述偏航固定座上可轉動連接有偏航旋轉座，偏航旋轉座上設置有連接臂，連接臂的前端安裝發(fā)電機，發(fā)電機前部設置葉片，其特征在于:所述連接臂相對偏航旋轉座偏心安裝，連接臂上位于偏航旋轉座后方位置可轉動連接有尾舵旋轉套，所述尾舵旋轉套以越向上越往偏航旋轉座所在一側靠的方式傾斜布設，所述尾舵桿固定在該尾舵旋轉套上，所述連接臂上設置有分別位于尾舵桿兩側的第一限位塊和第二限位塊，尾舵桿上設置有限位板，所述第一限位塊與限位板抵接時，尾舵板與葉片旋轉面相互垂直；所述連接臂相對尾舵桿轉動帶動第二限位塊與所述限位板抵接時，尾舵板與葉片旋轉面相互平行。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置，其特征在于:所述連接臂相對偏航旋轉座偏心3(Tl00mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置，其特征在于:所述尾舵旋轉套相對連接臂朝偏航旋轉座所在一側傾斜的角度為15°。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置，其特征在于:所述連接臂以前高后低的方式相對所述偏航旋轉座傾斜設置。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置，其特征在于:所述連接臂相對偏航旋轉座的傾斜角度為3?5°。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置，其特征在于:所述連接臂的底部設置有加強板，加強板的后端與偏航旋轉座固定連接。
7.根據(jù)權利要求1飛中任一項所述的一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置，其特征在于:所述限位板為截面呈“L”形狀的板，限位板的一 L邊用于與所述第一限位塊抵接，另一 L邊用于與所述第二限位塊抵接，在兩L邊之間設置有加強三角塊。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種有效抵御強風襲擊的風力發(fā)電機用偏航裝置，其特征在于:所述第一限位塊為緩沖橡膠。
【文檔編號】F03D11/00GK203685492SQ201320862512
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權日:2013年12月25日
【發(fā)明者】李臺 申請人:佛山市順德區(qū)風源能源科技有限公司