[發(fā)明專利]一種H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片時(shí)時(shí)變攻角裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710027607.2
• 申請(qǐng)日: 2017-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106593768B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 荊正軍;李樂(lè)樂(lè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): F03D7/06
• 分類號(hào): F03D7/06;F03D80/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變攻角裝置，尤其是一種H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片時(shí)時(shí)變攻角裝置。

背景技術(shù)

能源是人類社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力。隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，大量的煤、石油、天然氣等化石能源被消耗掉，使得人類面臨著前所未有的能源危機(jī)和環(huán)境威脅，能源和環(huán)保已成為目前亟待解決的重大問(wèn)題。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)作為除核電外，技術(shù)最成熟、最具開(kāi)發(fā)條件和發(fā)展前景的可再生能源發(fā)電方式，逐漸受到各國(guó)政府的高度重視。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)分為旋轉(zhuǎn)軸垂直于風(fēng)向安裝的垂直軸風(fēng)力機(jī)與旋轉(zhuǎn)軸平行于風(fēng)向安裝的水平軸風(fēng)力機(jī)。與水平軸風(fēng)力機(jī)相比，垂直軸風(fēng)力機(jī)可以接收任意方向的來(lái)風(fēng)，因此省去了水平軸風(fēng)力機(jī)中的偏航機(jī)構(gòu)；垂直軸風(fēng)力機(jī)大部分需要維護(hù)的部件(如發(fā)電機(jī)和齒輪箱)都可以放置在近地面位置或地面上，非常有利于維護(hù)工作的進(jìn)行，并大大降低了維護(hù)成本；葉片截面一般為等截面翼型，便于加工制造；垂直軸風(fēng)力機(jī)運(yùn)行時(shí)的尖速比一般在2左右，基本上不會(huì)產(chǎn)生太大的噪音；垂直軸風(fēng)力機(jī)運(yùn)行過(guò)程中受到的是恒定載荷，因此葉片的疲勞壽命較長(zhǎng)；垂直軸風(fēng)力機(jī)對(duì)風(fēng)速和風(fēng)向的變化不敏感，在這種情況下，可以更有效地用于復(fù)雜城市地形，顯著提高小規(guī)模風(fēng)力發(fā)電的能力。由于垂直軸風(fēng)力機(jī)具有以上所述的顯著優(yōu)勢(shì)而越來(lái)越受到研究者們的高度重視。

新興市場(chǎng)的風(fēng)電發(fā)展迅速，在國(guó)家政策支持和能源供應(yīng)緊張的背景下，中國(guó)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)特別是風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)也迅速崛起，已經(jīng)成為全球風(fēng)力發(fā)電最為活躍的場(chǎng)所。但是從全球市場(chǎng)的角度看，外資風(fēng)力發(fā)電企業(yè)在市場(chǎng)占有率和技術(shù)領(lǐng)先程度上都位居前列。我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展面臨著一些問(wèn)題，在重要的核心技術(shù)上，還要依賴于國(guó)外設(shè)計(jì)公司進(jìn)行聯(lián)合開(kāi)發(fā)，要趕超世界上其他風(fēng)力發(fā)電技術(shù)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家還需要付出相當(dāng)多的努力。目前，制約風(fēng)力機(jī)發(fā)展的因素之一是風(fēng)能利用率較低，主要是因?yàn)榇蟛糠诛L(fēng)輪的葉片都是固定安裝，安裝角度不發(fā)生變化。當(dāng)風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)葉片的攻角也會(huì)隨著方位角的變化而變化，不能保證每個(gè)葉片的攻角都在合理的范圍內(nèi)，使得有的葉片做正功，有的葉片做負(fù)功，也就不能保證風(fēng)能的高效利用。因此，如果合理設(shè)置旋轉(zhuǎn)的風(fēng)輪的每個(gè)葉片的攻角，使得變化的攻角時(shí)時(shí)刻刻處于最優(yōu)范圍內(nèi)，這樣就能大大提高風(fēng)能利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，提供了一種H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片時(shí)時(shí)變攻角裝置，它克服了一般的H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)能利用率低且不能實(shí)現(xiàn)葉片時(shí)時(shí)有效變攻角的弊端，其采用的技術(shù)方案如下：

一種H型垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片時(shí)時(shí)變攻角裝置，包括葉片、葉片固定箍、直臂、小螺栓、支撐桿、支撐架、大螺栓、頂蓋、上凸輪盤(pán)、連接法蘭、凹槽、上軸承、主軸、凸輪盤(pán)連接桿、下軸承、下凸輪盤(pán)、基座、頂桿、推桿、卡爪、滾子、風(fēng)舵、大螺釘、小螺釘、鉚釘，所述的葉片通過(guò)大螺釘安裝到葉片固定箍上，所述的葉片固定箍的一端與直臂焊接，所述的直臂遠(yuǎn)離葉片固定箍的一端設(shè)有通孔，并與支撐桿的一端通過(guò)小螺栓連接，所述的支撐桿的另一端通過(guò)大螺栓固定到連接法蘭上，所述的連接法蘭套在主軸的外壁上，且連接法蘭和主軸的上表面平齊，所述的頂蓋焊接在連接法蘭的上端面，所述的上軸承的內(nèi)圈套在主軸的外壁上，外圈卡在上凸輪盤(pán)的中心孔內(nèi)，所述的下軸承的內(nèi)圈套在主軸的外壁上，外圈卡在下凸輪盤(pán)的中心孔內(nèi)，所述的頂桿一端連接滾子，所述的滾子可沿著凹槽的輪廓滾動(dòng)，所述的頂桿的另一端與推桿鉸接，所述的推桿與卡爪鉸接，所述的卡爪通過(guò)鉚釘固定到直臂上，所述的上凸輪盤(pán)和下凸輪盤(pán)之間用三根凸輪盤(pán)連接桿連接。

所述的連接法蘭上設(shè)有五個(gè)支撐臂，且每個(gè)支撐臂上各開(kāi)有兩個(gè)通孔，所述的主軸為中空結(jié)構(gòu)，所述的連接法蘭上設(shè)有中心孔，中心孔的孔徑略小于主軸的外徑。

所述的支撐桿包括法蘭連接部分、支撐桿主體部分、直臂連接部分、卡槽，所述的法蘭連接部分為中空結(jié)構(gòu)，且其內(nèi)壁套在連接法蘭的支撐臂上，所述的直臂遠(yuǎn)離葉片固定箍的一端插入卡槽內(nèi)，所述的直臂連接部分通過(guò)小螺栓與直臂連接，且直臂可繞著小螺栓的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述的支撐架包括大孔、支撐架主體部分、螺紋孔、小孔，所述的大孔套在支撐桿主體部分的外壁上，所述的小孔套在頂桿的外壁上，所述的支撐架主體部分采用沖壓成型，所述的小螺釘旋入螺紋孔中。

所述的頂桿的一端向下彎曲，彎曲部分的末端連接滾子，所述的頂桿的直徑略小于支撐架上的小孔的直徑，所述的滾子始終處于凹槽內(nèi)，且可沿著凹槽的輪廓滾動(dòng)。

所述的卡爪采用U型結(jié)構(gòu)，其內(nèi)表面緊貼在直臂的外表面上。

所述的上凸輪盤(pán)的表面設(shè)有凹槽，所述的凹槽的輪廓根據(jù)反轉(zhuǎn)法得出。