[發明專利]垂直軸水流發電機的自動變槳機構

有效

• 申請號: 201510624359.0
• 申請日: 2015-09-25
• 公開（公告）號: CN105201730B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 戴霓
• 申請（專利權）人: 杭州恒龍新能源科技有限公司
• 主分類號: F03B3/14
• 分類號: F03B3/14
• 代理公司: 杭州知通專利代理事務所(普通合伙)33221
• 代理人: 應圣義

技術領域

本發明涉及水力發電機領域，具體涉及垂直軸水流發電機的自動變槳機構。

背景技術

水流發電機(簡稱水機)，是將水的勢能轉換為電能的機械設備。海洋、江河等的水流動，蘊含著巨大的能量，并且其流動時間的年時數較高。普通海域的海水流速，多在0.5～2m/s，其能量密度相當于4.7m/s～18.7m/s的風能，將其有效利用后，年可利用發電時間將遠大于風電。

垂直軸水力發電機因其無噪音、啟動流速低、無需對水流方向等優點，正受到越來越多的關注。垂直軸水流發電機水輪的轉速，隨著流速的增加而增大，因此在發生風暴潮時易造成“飛車”，即在離心力作用下，水輪發生破壞。

現有技術多采用機械剎車(手動或自動)的方式，主要有兩種形式，一種是當轉速超過安全轉速時，由控制器自動啟動機械剎車剎住水輪轉動，這種形式的缺點是剎車片磨損大，需要經常維護(維護不及時仍有飛車隱患)，并且結構及控制成本大；另一種是在風暴潮來臨前手動起用機械剎車，這實際上也是增大了維護成本。機械剎車的另一個缺點是，大流速時因機械剎車而不再能利用。

發明內容

本發明針對上述問題，提出了一種垂直軸水流發電機的自動變槳機構。解決了現有技術采用剎車片剎車時，剎車片磨損大，需要經常維護的問題；以及采用手動剎車時，剎車后水流發電機不再工作的問題。

本發明采取的技術方案如下：

一種垂直軸水流發電機的自動變槳機構，所述垂直軸水流發電機包括主軸，主軸上轉動安裝有旋轉筒，旋轉筒的外側壁固定有若干支撐桿，各支撐桿上轉動安裝有葉片，自動變槳機構包括：

滑動套筒，一端鉸接在所述支撐桿的側壁上，另一端具有一通孔；

限速桿，一端鉸接在所述葉片上，另一端穿過通孔，伸入滑動套筒內，且與所述滑動套筒滑動配合，所述限速桿伸入滑動套筒的一端具有第一限位塊；

第一預壓縮彈簧，外套在所述限速桿上，兩端分別與第一限位塊和滑動套筒抵靠。

采用三角形鉸接結構固定原始安裝角，葉片轉動時，由第一預壓縮彈簧提供相應的離心力，當葉片轉速超過臨界值時，第一預壓縮彈簧被進一步壓縮，限速桿被從滑動套筒拉出，起到伸長的作用，從而使葉片與支撐桿的角度(即安裝角，影響葉片旋轉過程中的攻角)，降低葉片驅動力、增加葉片運動阻力從而達到減速效果。本申請不是通過機械剎車來使風輪停止轉動，而是通過在高流速時自動改變葉片的安裝角，通過降低葉片驅動扭矩、增加運動水阻，來達到限速的目的。在高流速時仍能繼續發電，無需停機，在臨界速度一下時，葉片的原始安裝角始終不變，只在大于需臨界速度時，自動變槳機構才作動，一旦轉速降到臨界速度以下，即自動復位。

進一步的，所述限速桿位于滑動套筒外側的部分具有第二限位塊，所述第二限位塊用于與滑動套筒配合，防止限速桿進一步伸入所述滑動套筒內。

通過設置第二限位塊能夠保證第一預壓縮彈簧的預壓縮量，保證葉片的原始安裝角。

進一步的，所述葉片具有兩個連接片；所述支撐桿和限速桿的端部與對應的連接片鉸接配合。

進一步的，包括固定在支撐桿側壁上的凸起部，所述滑動套筒與所述凸起部鉸接配合。

進一步的，所述凸起部與支撐桿一體成型或者焊接固定。

本申請還公開了另一種垂直軸水流發電機的自動變槳機構，所述垂直軸水流發電機包括主軸，主軸上轉動安裝有旋轉筒，旋轉筒的外側壁固定有若干支撐桿，各支撐桿上轉動安裝有葉片，自動變槳機構包括：

兩個固定環，間隔固定在所述支撐桿的側壁上，且鄰近葉片的為第一固定環，遠離葉片的為第二固定環；

滑塊，套設在所述支撐桿上，且位于兩個固定環之間，所述滑塊與所述支撐桿滑動配合；

第二預壓縮彈簧，外套在所述支撐桿上，且兩端分別與第一固定環和滑塊抵靠；

滑動套筒，一端鉸接在所述滑塊上，另一端具有一通孔；

限速桿，一端鉸接在所述葉片上，另一端穿過通孔，伸入滑動套筒內，且與所述滑動套筒滑動配合，所述限速桿伸入滑動套筒的一端具有第一限位塊；

第一壓縮彈簧，外套在所述限速桿上，兩端分別與第一限位塊和滑動套筒抵靠。