[發明專利]變槳拉線風輪

無效

• 申請號: 201110296609.4
• 申請日: 2011-10-08
• 公開（公告）號: CN103032258A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 陸中源
• 申請（專利權）人: 陸中源
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明創造涉及一種將風動能接收轉換為機械轉動能的裝置，屬于清潔新能源技術領域。

背景技術

本文作者擁有的中國實用新型專利“風動能接收轉換裝置”(專利號：ZL201020629727.3)，是可安裝在固定架上的風輪，包括有：輪轂、輪圈、葉片和使輪轂和輪圈固定為一體的拉線，拉線從葉片內部縱向穿過，葉片邊沿鉸接有可驅使葉片轉動變槳的拉索，一條拉索與若干個葉片連接，該拉索由安裝在輪轂上的拉索控制器控制。該裝置比較三葉片風輪，起動風速低、抗臺風能力強、風能利用系數大幅度增加、轉動慣量大9倍左右而轉速穩定、天然具備“低電壓穿越能力”、制造成本大幅度降低，然而，其變槳拉索機構變槳的幅度、可靠性、均勻度、變槳裝置使用壽命和制造成本等多項指標達離要求相差太大。三葉片風輪的變槳裝置主要是三套超大內齒圈滾動軸承及相配的三套驅動控制系統，成本更高、達風輪總成本40％左右(2兆瓦機變槳裝置現價達50萬元以上)。風電行業的實踐證明，葉片變槳功能十分重要而對于大型風輪來說不應缺少，設計出葉片變槳的幅度、可靠性、均勻度、裝置使用壽命等多項指標達理想要求，特別是變槳成本大幅度減少的風輪，是風能利用的重大課題，對風電行業將產生深遠的影響。

發明內容

本發明創造提供了一種稱為“變槳拉線風輪”的新裝置，它很好克服了專利號為ZL201020629727.3的風動能接收轉換裝置的上述缺點，保留了其上述優點，屬重大改進，它包括有：輪轂、輪圈、葉片和使輪轂和輪圈固定為一體的拉線，拉線從葉片內部縱向穿過，其特征在于：葉片旁有杠桿支座，杠桿支座上裝有杠連桿機構；在風輪上變槳電動機的驅動下，該杠連桿機構通過與葉片鉸接的連桿，可驅使葉片圍繞拉線轉動變槳。杠連桿機構是很容易達到高可靠性、長使用壽命和低成本的，這是機械專家們的共識。

附圖說明

圖1是變槳拉線風輪一個實施例的迎風面視圖。這也是近日試制成功的3.4米直徑的變槳拉線風輪樣機總裝配圖(比例1∶20)，其中變槳裝置等部分細小結構省略不畫，以避免圖面線條過密而看不清。將此小樣機基本相似地放得夠大，就是大型變槳拉線風輪。

圖2是圖1的A-A局部剖視圖(比例1∶1)。

圖3是圖1的B-B局部剖視圖(比例1∶1.5)。

具體實施方式

從圖1、圖2和圖3可見，變槳拉線風輪包括有輪轂2、輪圈3、葉片1和使輪轂2和輪圈3固定為一體的拉線4，拉線4從葉片1內部縱向穿過，其特征在于：葉片1旁有杠桿支座5，杠桿支座5上裝有杠連桿機構；在風輪上變槳電動機16的驅動下，該杠連桿機構通過與葉片1鉸接的連桿6，可驅使葉片1圍繞拉線4轉動變槳。

由圖1和圖3可見，杠桿支座5被夾持安裝在相近的至少兩條拉線4上。當然，杠桿支座5還可以安裝在固定在輪轂2的一種架子上，但這樣成本高。

由圖3可見，輪轂2上固定有杠桿支座12，葉片1旁的每一個杠桿支座5對應連接輪轂2上的一個杠桿支座12；變槳電動機16通過與其相連的螺桿14，可依次帶動連動板11、這兩種杠桿支座12、5上的杠連桿和與葉片1鉸接的連桿6，以驅使葉片1圍繞拉線4轉動變槳。為了動作穩定，連動板11是受導軌桿10控制的。主要為了提高變槳精度，螺桿14上裝有制動塊15。

從圖3可見，杠桿支座5與連桿6之間連有主要用于變槳的彈簧13。為不影響彈簧13的作用，簡化變槳機構以降低成本，本實施例中，兩杠桿支座5、12上的杠連桿相連的長連桿，是用可靠傳遞拉力的易壓彎細桿制作的。螺桿14只能單向地通過該杠連桿機構拉動連桿6變槳，而不能逆向地通過該杠連桿機構推動連桿6變槳。通過連桿6將葉片1逆向地推轉動達到一定的槳距角，要靠彈簧13。

由圖2可見，葉片1與輪圈3之間的拉線4上套裝有用來支撐葉片1的滾動軸承8。這樣，大大減小了因為葉片重力和離心力對變槳的不利影響。為了保證葉片1與滾動軸承8的穩定連接及其端頭剛度，葉片1兩端裝有連接套7、9。大風輪葉片很長，一般是用特制連接套將幾個短葉片連接而成的。

為了簡化變槳機構，使部分變槳功能可以靠風力直接自動完成，本實施例葉片1前沿到其內拉線4之間的迎風面面積，小于葉片1后沿到其內拉線4之間的迎風面面積。這樣，風速越大，兩部分迎風面的風壓差越大。風速在超過風輪額定風速一定幅度時，單靠這風壓差就能克服彈簧13的拉力、杠連桿機構阻力和葉片1與其內拉線的磨擦力，而使槳距角變大，自動限制了風輪轉速。這種變槳可稱之為“葉片左右面風壓差自動變槳限速”。