專利名稱:一種風力發(fā)動機的限速保護方法
本發(fā)明是與風力發(fā)動機用風輪擺動限速的方法有關(guān)。
采用風能作為動力的風力發(fā)動機，由于風速的不穩(wěn)定性，風力發(fā)動機必須有可靠的安全保護系統(tǒng)，以便在風速很高時，使風力發(fā)動機降低轉(zhuǎn)速或停止運轉(zhuǎn)，保護風力機。
為了降低風力機轉(zhuǎn)速或停止其運轉(zhuǎn)，廣泛采用了風輪擺動、漿葉偏轉(zhuǎn)，空氣制動和機械剎車等方法。本發(fā)明是對現(xiàn)有風輪擺動法的改進。
現(xiàn)有的風輪擺動法有兩種側(cè)偏轉(zhuǎn)風輪和向上偏轉(zhuǎn)。主要技術(shù)是在風速超過規(guī)定速度時，風輪整個轉(zhuǎn)動，偏離風向。即在風輪側(cè)偏法中風輪旋轉(zhuǎn)軸線在水平面繞垂直軸轉(zhuǎn)動;在風輪向上偏轉(zhuǎn)法中，是使風輪旋轉(zhuǎn)軸線在鉛垂面內(nèi)繞水平軸轉(zhuǎn)動，但是這兩種方法有一些缺點和局限性側(cè)偏轉(zhuǎn)風輪時，限速不穩(wěn)定，同時，由于風輪旋轉(zhuǎn)軸在水平面內(nèi)擺動，始終與風向處于同一平面內(nèi)，當風輪偏轉(zhuǎn)至某一角度時，由于風向的變化，可能使風輪正面迎風，從而造成風輪的突然加速運轉(zhuǎn)，容易損壞葉片。因此這種方式往往用于大型低速的風力機中。
向上偏轉(zhuǎn)風輪，因為風輪轉(zhuǎn)軸與風向垂直，故保護可靠。但在機頭上仰限速后，當風速變小，特別是突然變小，機頭向下回轉(zhuǎn)時，沖擊性很大，容易損壞機件。同時風機上仰，動作幅度大，運動空間大，所以這種方式往往只用于小型風力發(fā)動機。
本發(fā)明的目的是提供一種風輪擺動以限制風輪轉(zhuǎn)速的方法，改變以往限速不穩(wěn)定，擺動不平穩(wěn)的問題。
本發(fā)明提供的限制風輪轉(zhuǎn)速的方法，是在風速超過限定值時，風輪在偏轉(zhuǎn)機構(gòu)的作用下，偏離正面迎風向。而這種偏離是通過將風力發(fā)動機和偏轉(zhuǎn)機構(gòu)安置于一傾斜平面上，在偏離時，風輪的旋轉(zhuǎn)軸始終在一傾斜平面內(nèi)，繞垂直于傾斜平面的軸轉(zhuǎn)動，風輪則沿著斜面?zhèn)妊?，偏離正風向。
本發(fā)明提供的方法，不僅可使風輪偏轉(zhuǎn)正風面，減小了風輪迎風面積，降低了轉(zhuǎn)速。而且當風輪斜仰偏至某一位置時，不論風向如何改變，由于斜面存在，風輪與風向成一定傾角，不會造成正面迎風、保護失誤的狀態(tài)。同時偏轉(zhuǎn)是在斜面上進行，動作平穩(wěn)幅度小，運動的空間也小，因此適用于小型和較大的風力機。
本發(fā)明的實施例下面將通過附圖和附圖中的符號加以進一步的描述。
圖1(A)、(B)表示按本發(fā)明的方法安置的風力發(fā)動機和偏轉(zhuǎn)機構(gòu)。
圖2(A)、(B)、(C)表示在不同的風速下的三種偏轉(zhuǎn)情況。
實施例說明圖1中，電機(2)連及葉輪(1)安裝在平板(3)上，平板(3)通過垂直于平板的軸(5)，及軸承(6)與機頭座(7)的斜面連結(jié)，安置于斜面上。傾斜的平板(3)連同電機(2)葉輪(1)可以繞垂直于斜面的斜軸(5)的軸線在斜面上轉(zhuǎn)動。斜軸(5)與電機軸線在傾斜平面上的投影有一偏心距∑。以使風輪在風的正壓力作用下，相對斜軸產(chǎn)生一偏轉(zhuǎn)力矩。而使風力機回偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)至某一位置時的建立平衡以及風力機開始偏轉(zhuǎn)時的風速的大小，是由與傾斜平板(3)連結(jié)的銷軸(4)、連桿(8)、以及可壓縮彈簧(10)且在固定在機頭座上的導向套(11)里往復運動的導桿(9)組成的偏心壓力機構(gòu)及重力加力機構(gòu)組成。在風速大于規(guī)定值時，風輪的偏轉(zhuǎn)力矩與偏心壓力機構(gòu)和重力產(chǎn)生的力矩的合力矩，使風輪偏轉(zhuǎn)，離開正面迎風向，偏轉(zhuǎn)的極限位置是使風輪基本順風，此時風輪旋轉(zhuǎn)軸與正面迎風時的旋轉(zhuǎn)軸間的夾角為90°。同時設計斜面與水平面的夾角在偏轉(zhuǎn)極限位置時，風向突然改變使風輪迎風，但由于有這個角度的存在，風輪轉(zhuǎn)速不會超過規(guī)定數(shù)值。
權(quán)利要求
1.一種風輪擺動，以限制風力發(fā)動機風輪轉(zhuǎn)速，對風力發(fā)動機的安全保護方法。其特征在于，在對風力發(fā)動機進行保護的工作過程中，風輪的旋轉(zhuǎn)軸始終在一傾斜面內(nèi)擺動，使風輪始終沿斜面?zhèn)妊?，偏離風向，進行限速，實現(xiàn)風力發(fā)動機的保護。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于風力發(fā)動機以及使風力發(fā)動機風輪擺動離開正面迎風方向的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)，安置于一傾斜平面上。在對風力發(fā)動機進行保護的工作過程中，風輪的旋轉(zhuǎn)軸繞垂直于斜平面的偏轉(zhuǎn)機構(gòu)的軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)風輪的斜仰。
3.如權(quán)利要求
2所述的方法，其特征在于斜仰偏轉(zhuǎn)機構(gòu)帶動風輪偏離正面迎風方向的極限位置是風輪基本順風，此時，風輪轉(zhuǎn)軸與正面迎風時旋轉(zhuǎn)軸間的夾角為90°。
4.如權(quán)利要求
2或3所述的方法，其特征在于安放偏轉(zhuǎn)機構(gòu)的斜面與水平面間的夾角是這樣設計的，風輪在斜仰至最大角度基本順風時，即使是風向突然改變，由于有這個角度的存在，風輪的輪速也不會超過規(guī)定的數(shù)值。
專利摘要
風力發(fā)動機的斜仰式風輪擺動限速法。
文檔編號F03D7/00GK85101729SQ85101729
公開日1986年9月17日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者劉定國 申請人:青海省太陽能研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan