專利名稱：風(fēng)力機(jī)自動(dòng)調(diào)速彈性減振風(fēng)輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于對(duì)利用風(fēng)能做功的風(fēng)力機(jī)的技術(shù)改進(jìn)。
在風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)中一直存在兩個(gè)難于攻克的技術(shù)關(guān)鍵一是當(dāng)風(fēng)速變化時(shí)采用何種簡(jiǎn)便機(jī)構(gòu)去經(jīng)濟(jì)，有效地自動(dòng)控制風(fēng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速；二是如何減輕或消除風(fēng)輪高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)由陀螺效應(yīng)而引起的劇烈振動(dòng)。以往為了解決這二個(gè)技術(shù)難關(guān)曾采用過若干技術(shù)方法和不同的機(jī)構(gòu)；比如，為了控制風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速采用機(jī)械離心變槳距風(fēng)輪、氣動(dòng)力變槳距風(fēng)輪、液壓變槳距風(fēng)輪、強(qiáng)制式摩擦制動(dòng)機(jī)構(gòu)和阻尼擋風(fēng)板限速、減少迎風(fēng)面積偏側(cè)(或上仰)風(fēng)輪等方式；為了減輕風(fēng)力機(jī)振動(dòng)還需另外采取槳葉與風(fēng)輪轂鉸鏈連接的方式。所見方法和機(jī)構(gòu)均未能達(dá)到預(yù)期的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果。其中，有的方式和機(jī)構(gòu)雖然也能獲得較好的技術(shù)效果，但是由于構(gòu)造復(fù)雜，難于制造，生產(chǎn)成本偏高等原因而不易推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的是以經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法和比較簡(jiǎn)便的機(jī)構(gòu)去同時(shí)解決風(fēng)力機(jī)自動(dòng)調(diào)速和消除振動(dòng)這二個(gè)技術(shù)難題。
本實(shí)用新型發(fā)明設(shè)計(jì)了與眾不同的風(fēng)輪機(jī)構(gòu)；在槳葉與輪轂之間采用了以彈性材料制做的連接柄，這個(gè)連接柄稱作槳柄，當(dāng)它受到外力時(shí)能產(chǎn)生彈性彎曲和彈性扭轉(zhuǎn)變形。當(dāng)風(fēng)力機(jī)的風(fēng)輪處在高速旋轉(zhuǎn)中且風(fēng)輪整體又在繞某一點(diǎn)擺動(dòng)(即搖頭)時(shí)，由于陀螺效應(yīng)在槳葉的揮舞方向上產(chǎn)生交變的作用力，我們利用槳柄的彈性將此作用力吸收，使其不再往風(fēng)輪轂上傳遞，消除了風(fēng)力機(jī)運(yùn)行中由此而產(chǎn)生的劇烈振動(dòng)；在每只槳葉上配一塊偏置的重塊，這個(gè)重塊在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)將產(chǎn)生隨轉(zhuǎn)速改變而變化的離心力和繞槳葉軸線扭轉(zhuǎn)的力矩，其中的扭轉(zhuǎn)力矩是變槳距主動(dòng)力矩，我們利用這個(gè)變化的力矩和槳柄的彈性力矩兩者之間的作用關(guān)系來隨時(shí)改變槳葉迎風(fēng)角度，借此達(dá)到自動(dòng)調(diào)速的目的。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、技術(shù)性能穩(wěn)定可靠，同時(shí)具備自動(dòng)調(diào)速和減振兩功能，且在較長(zhǎng)的使用期內(nèi)不出故障和不發(fā)生性能變化。在風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的自動(dòng)控制過程中還可保證在較寬的工作范圍內(nèi)使風(fēng)輪處于高效率工作狀態(tài)；2、結(jié)構(gòu)尤其簡(jiǎn)單，省工，省料，工藝性好，與同功能風(fēng)輪相比造價(jià)可降低50％；3、使用期內(nèi)無需進(jìn)行清洗潤(rùn)滑等維修保養(yǎng)，使用非常方便；4、使用壽命長(zhǎng)。
附


圖1、圖2是二葉片風(fēng)輪的外觀示意圖，附
圖1為側(cè)視圖，附圖2為正視圖。附圖2中1是風(fēng)輪轂；2是彈性槳柄；3是重塊；4是槳葉。如圖2所示，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，輪轂1和槳葉4之間由彈性槳柄2連接。彈性槳柄可由整體的或分解為單體的或許多彈性片層疊而成，所使用的材料彈性鋼板、樹脂纖維復(fù)合材料、橡膠或竹片均可。槳柄的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸依據(jù)風(fēng)輪尺寸和總體工作參數(shù)而定。重塊3的重量大小和偏置角度也視風(fēng)輪的尺寸和總體工作參數(shù)而定。當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)它會(huì)產(chǎn)生如附圖2中剖視圖所示的相對(duì)于槳葉軸線的力矩Mz。這個(gè)力矩值是隨風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的高低而變化的，它作用于彈性槳柄，隨時(shí)改變安裝角φ。通過改變槳葉安裝角來適用風(fēng)輪工作過程中的起動(dòng)、加速、最佳功率輸出、限速等。
附圖3～5是按本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的直徑為2200mm風(fēng)輪總成，它屬兩只槳葉組成的自動(dòng)調(diào)速彈性減振風(fēng)輪。在附圖3中1是用鑄鐵制造的風(fēng)輪轂，內(nèi)有軸孔與電機(jī)軸連接；2是槳柄，它由10片寬60mm，長(zhǎng)170mm，厚0.65mm的彈性鋼片層疊而成，然后在兩端用螺栓將風(fēng)輪轂和槳葉連接；3是重塊，重量約0.2公斤；4是槳葉，它是用玻璃纖維復(fù)合材料壓制；5是重塊支架，它是用厚度2mm的鋼板彎成。附圖5是葉片角度和重塊位置關(guān)系的A向視圖。
權(quán)利要求一種風(fēng)力機(jī)自動(dòng)調(diào)速彈性減振風(fēng)輪，其特征在于風(fēng)輪轂和每個(gè)槳葉之間是由彈性材料制成的連接件做槳柄，又在槳葉上偏置安裝一個(gè)能產(chǎn)生離心力并使槳葉繞其自身軸線發(fā)生扭轉(zhuǎn)的重塊。
專利摘要風(fēng)力機(jī)自動(dòng)調(diào)速彈性減振風(fēng)輪，這種新型設(shè)計(jì)可廣泛應(yīng)用于水平軸旋翼式風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水或其它用途的風(fēng)力機(jī)。使用它能以最經(jīng)濟(jì)的方法和比較簡(jiǎn)便的機(jī)構(gòu)去同時(shí)達(dá)到自動(dòng)調(diào)速和消除振動(dòng)兩個(gè)目的。本風(fēng)輪在運(yùn)行中能隨自身轉(zhuǎn)速的變化隨時(shí)改變槳葉工作角度，以使風(fēng)力機(jī)自動(dòng)調(diào)速而且在較寬的風(fēng)速范圍下保持高效率輸出功率。與同功能的風(fēng)輪相比，它的使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)尤其簡(jiǎn)單，便于生產(chǎn)制造，制造成本約降低50％。
文檔編號(hào)F03D7/04GK2035808SQ8821092
公開日1989年4月12日 申請(qǐng)日期1988年3月26日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月26日
發(fā)明者趙福盛 申請(qǐng)人:趙福盛