本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再由機(jī)械能帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終輸出電能的發(fā)電設(shè)備，其包含支撐塔、發(fā)電機(jī)和風(fēng)輪，其中風(fēng)輪包含葉片和輪轂，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

為了適應(yīng)不同大小的風(fēng)力，使風(fēng)電定功率輸出，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常還設(shè)置有變槳機(jī)構(gòu)。變槳機(jī)構(gòu)是一種用于調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片槳距角的裝置，風(fēng)力較大時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)裝置減小槳距角，葉片翼型截面攻角變小，風(fēng)力對(duì)風(fēng)輪的驅(qū)動(dòng)載荷下降，從而使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速降低，風(fēng)機(jī)的輸出功率變?。划?dāng)風(fēng)力較小時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)裝置使槳距角適當(dāng)變大，葉片翼型截面攻角適當(dāng)增加，風(fēng)力對(duì)風(fēng)輪的驅(qū)動(dòng)載荷增加，從而使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速升高，風(fēng)機(jī)的輸出功率變大。

變槳機(jī)構(gòu)雖然具有重要的作用，但是由于變槳機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因而容易發(fā)生故障，尤其在惡劣的工況條件下，變槳機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障甚至失效的情況時(shí)有發(fā)生。

變槳機(jī)構(gòu)的故障可能會(huì)導(dǎo)致葉片相對(duì)于變槳軸發(fā)生非正常轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象，此時(shí)葉片的槳距角不再受到控制，因而葉片可能向著背離期望的方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)。這種狀態(tài)下，輕則葉片受力突變，產(chǎn)生內(nèi)部缺陷；重則葉片迎風(fēng)面和背風(fēng)面翻轉(zhuǎn)，葉尖變形過(guò)大，葉片打到支撐塔筒，造成葉片損壞、傳動(dòng)鏈損傷甚至支撐塔倒塌的事故。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有一種能夠在變槳機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)限制葉片自由旋轉(zhuǎn)的裝置，這使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)在極限工況下存在較大的隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠在變槳機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)限制葉片的自由旋轉(zhuǎn)，防止葉片向順槳方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)，對(duì)葉片和支撐塔起到保護(hù)作用。

基于上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為：

一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其包含輪轂和葉片，葉片在根部通過(guò)變槳軸承與輪轂連接，變槳軸承將變槳機(jī)構(gòu)分為葉片構(gòu)件和輪轂構(gòu)件，葉片構(gòu)件與輪轂構(gòu)件之間設(shè)有用于防止槳距角超過(guò)90度的第一限位裝置；第一限位裝置包含彼此分離的沖擊座和緩沖塊，沖擊座上設(shè)有迎擊板，迎擊板的背面設(shè)有彈性肋板，緩沖塊上設(shè)有用于與迎擊板正面撞擊的彈性橡膠。

可選地，沖擊座包含底板，底板包含連接區(qū)和延伸區(qū)，連接區(qū)內(nèi)設(shè)有用于與葉片構(gòu)件或輪轂構(gòu)件栓接的螺孔，延伸區(qū)伸展到緩沖塊的所在路徑，路徑為緩沖塊相對(duì)于變槳軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所劃過(guò)的圓弧，迎擊板垂直設(shè)于延伸區(qū)內(nèi)。

可選地，沖擊座與葉片構(gòu)件連接，緩沖塊與輪轂構(gòu)件連接。

可選地，沖擊座與輪轂構(gòu)件連接，緩沖塊與葉片構(gòu)件連接。

可選地，緩沖塊上設(shè)有彈性裝置筒，彈性橡膠塞于彈性裝置筒內(nèi)。

可選地，彈性裝置筒內(nèi)還設(shè)有金屬管層，金屬管層與彈性橡膠之間通過(guò)硫化金屬板分隔，金屬管層包含多個(gè)金屬管，金屬管的高度方向與硫化金屬板平行。

可選地，彈性裝置筒內(nèi)還設(shè)有定位螺釘，定位螺釘貫穿金屬圓管層和硫化金屬板，定位螺釘?shù)尼斆鼻度霃椥韵鹉z內(nèi)。

可選地，緩沖塊還包含基座，定位螺釘?shù)尼斖葟木彌_塊的本體中穿出，并作為與基座連接的連接件。

可選地，葉片構(gòu)件與輪轂構(gòu)件之間還設(shè)有用于防止槳距角小于0度的第二限位裝置。

從上面的論述可以看出，本實(shí)用新型提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上設(shè)置了第一限位裝置，能夠防止葉片向順槳方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)，保護(hù)葉片和支撐塔不受損壞。具體來(lái)說(shuō)，在大風(fēng)條件且變槳機(jī)構(gòu)發(fā)生故障的情況下，葉片在風(fēng)力的作用下會(huì)向順槳方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并極有可能進(jìn)一步越過(guò)極限位置，發(fā)生葉片迎風(fēng)面和背風(fēng)面的翻轉(zhuǎn)，而翻轉(zhuǎn)之后由于葉片兩面的結(jié)構(gòu)差異，葉片很難再回到順槳狀態(tài)，此時(shí)葉片表面會(huì)承受較大風(fēng)力，當(dāng)風(fēng)力達(dá)到一定程度甚至?xí)?dǎo)致葉片發(fā)生大變形，并向支撐塔方向過(guò)度彎曲。在這種狀態(tài)下，不僅葉片本身在強(qiáng)風(fēng)力作用下會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部缺陷，更有可能發(fā)生葉片尖部與支撐塔的相撞事故，后果不堪設(shè)想。而本實(shí)用新型通過(guò)在順槳極限位置處設(shè)置了第一限位裝置，可以有效防止葉片發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而避免了上述危險(xiǎn)情況的發(fā)生，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全性的提升具有重大意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中沖擊座的示意圖；

圖3為圖1中緩沖塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中彈性裝置筒的剖面圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是為了區(qū)分兩個(gè)相同名稱非相同的實(shí)體或者非相同的參量，可見(jiàn)“第一”“第二”僅為了表述的方便，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定，后續(xù)實(shí)施例對(duì)此不再一一說(shuō)明。

如圖1所示為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，其包含輪轂和葉片，葉片在根部通過(guò)變槳軸承與輪轂連接，變槳軸承將變槳機(jī)構(gòu)分為葉片構(gòu)件2和輪轂構(gòu)件1，葉片構(gòu)件2與輪轂構(gòu)件1之間設(shè)有用于防止槳距角超過(guò)90度的第一限位裝置；第一限位裝置包含彼此分離的沖擊座和緩沖塊，沖擊座上設(shè)有迎擊板，迎擊板的背面設(shè)有彈性肋板，緩沖塊上設(shè)有用于與迎擊板正面撞擊的彈性橡膠。

具體地，沖擊座的結(jié)構(gòu)圖2所示，其包含底板，底板包含連接區(qū)和延伸區(qū)，連接區(qū)內(nèi)設(shè)有用于與葉片構(gòu)件2或輪轂構(gòu)件1栓接的螺孔33，延伸區(qū)伸展到緩沖塊的所在路徑，路徑是指緩沖塊相對(duì)于變槳軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所劃過(guò)的圓弧，迎擊板31垂直設(shè)于延伸區(qū)內(nèi)，彈性肋板32用于對(duì)迎擊板31起到彈性支撐的作用，通過(guò)彈性肋板32的形變可以吸收一部分的撞擊能量。

在以上所有實(shí)現(xiàn)方式中，沖擊座既可以與葉片構(gòu)件連接，也可以與輪轂構(gòu)件連接，相應(yīng)地，緩沖塊設(shè)置在另一構(gòu)件上(即輪轂構(gòu)件或葉片構(gòu)件)。

具體地，如圖3和圖4所示，緩沖塊包括基座5和設(shè)于基座5上的彈性裝置筒41，彈性橡膠42塞于彈性裝置筒41內(nèi)，此外，彈性裝置筒41內(nèi)還設(shè)有金屬管層，金屬管層與彈性橡膠42之間通過(guò)硫化金屬板44分隔，金屬管層包含多個(gè)金屬管43，金屬管43的高度方向與硫化金屬板44平行，彈性裝置筒41內(nèi)還設(shè)有定位螺釘45，定位螺釘45貫穿金屬圓管層和硫化金屬板44，定位螺釘45的釘帽嵌入彈性橡膠42內(nèi)，定位螺釘45的釘腿從緩沖塊的本體中穿出并與基座5連接。彈性裝置筒41可以為方形也可以為圓形，金屬管43同樣既可以為方形也可以為圓形。

在這個(gè)例子中，金屬管43的形變成為吸收撞擊能量的主要因素，只要選擇合適的金屬管材質(zhì)和尺寸，就可以保證金屬管在形變過(guò)程中吸收較多能量，這樣可以防止撞擊中產(chǎn)生較大彈性，使風(fēng)電葉片再向反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，在沖擊座和緩沖塊發(fā)生碰撞的過(guò)程中，彈性橡膠的彈性體變形大大增加了沖擊行程，提高了緩沖時(shí)間，降低了沖擊載荷，而金屬管的形變則可以釋放彈性橡膠儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能，從而降低沖擊座的回彈，起到吸收能量的作用。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，只要合理地設(shè)計(jì)彈性橡膠和金屬管的尺寸和剛度，就可以使沖擊載荷降低至金屬剛性碰撞沖擊載荷的1％以下，這其中緩沖塊的塑性吸能可達(dá)到?jīng)_擊能量的80％以上，而葉片的回彈動(dòng)能可低于沖擊能量的16％。

在對(duì)以上實(shí)施例的結(jié)構(gòu)有了清楚了解的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到，還可以在葉片構(gòu)件與輪轂構(gòu)件之間設(shè)置用于防止槳距角小于0度的第二限位裝置，這種設(shè)置方式不需要對(duì)限位裝置本身的結(jié)構(gòu)做任何改進(jìn)，并且其設(shè)置位置也是很容易想到的，為了節(jié)省篇幅，本專(zhuān)利實(shí)施例不再對(duì)這種情況做詳細(xì)描述。需要注意的是，這種設(shè)置同樣在本專(zhuān)利的保護(hù)范圍之內(nèi)。

通過(guò)以上論述可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠有效防止葉片向順槳方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)，保護(hù)葉片和支撐塔不受損壞，從而避免了葉片損壞、支撐塔撞擊等危險(xiǎn)情況的發(fā)生，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)安全性的提升具有重大意義。

所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：以上任何實(shí)施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開(kāi)的范圍(包括權(quán)利要求)被限于這些例子；在本實(shí)用新型的思路下，以上實(shí)施例或者不同實(shí)施例中的技術(shù)特征之間也可以進(jìn)行組合，并存在如上所述的本實(shí)用新型的不同方面的許多其它變化，為了簡(jiǎn)明它們沒(méi)有在細(xì)節(jié)中提供。因此，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。