[發明專利]一種H型垂直軸風力發電機葉片時時變攻角裝置

有效

• 申請號: 201710027607.2
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106593768B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 荊正軍;李樂樂
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: F03D7/06
• 分類號: F03D7/06;F03D80/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種變攻角裝置，尤其是一種H型垂直軸風力發電機葉片時時變攻角裝置。

背景技術

能源是人類社會發展的動力。隨著全球經濟的迅猛發展，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和環境威脅，能源和環保已成為目前亟待解決的重大問題。風力發電技術作為除核電外，技術最成熟、最具開發條件和發展前景的可再生能源發電方式，逐漸受到各國政府的高度重視。

風力發電機分為旋轉軸垂直于風向安裝的垂直軸風力機與旋轉軸平行于風向安裝的水平軸風力機。與水平軸風力機相比，垂直軸風力機可以接收任意方向的來風，因此省去了水平軸風力機中的偏航機構；垂直軸風力機大部分需要維護的部件(如發電機和齒輪箱)都可以放置在近地面位置或地面上，非常有利于維護工作的進行，并大大降低了維護成本；葉片截面一般為等截面翼型，便于加工制造；垂直軸風力機運行時的尖速比一般在2左右，基本上不會產生太大的噪音；垂直軸風力機運行過程中受到的是恒定載荷，因此葉片的疲勞壽命較長；垂直軸風力機對風速和風向的變化不敏感，在這種情況下，可以更有效地用于復雜城市地形，顯著提高小規模風力發電的能力。由于垂直軸風力機具有以上所述的顯著優勢而越來越受到研究者們的高度重視。

新興市場的風電發展迅速，在國家政策支持和能源供應緊張的背景下，中國的風力發電技術特別是風電設備制造業也迅速崛起，已經成為全球風力發電最為活躍的場所。但是從全球市場的角度看，外資風力發電企業在市場占有率和技術領先程度上都位居前列。我國風力發電產業的健康發展面臨著一些問題，在重要的核心技術上，還要依賴于國外設計公司進行聯合開發，要趕超世界上其他風力發電技術比較發達的國家還需要付出相當多的努力。目前，制約風力機發展的因素之一是風能利用率較低，主要是因為大部分風輪的葉片都是固定安裝，安裝角度不發生變化。當風吹動風輪旋轉時，每個葉片的攻角也會隨著方位角的變化而變化，不能保證每個葉片的攻角都在合理的范圍內，使得有的葉片做正功，有的葉片做負功，也就不能保證風能的高效利用。因此，如果合理設置旋轉的風輪的每個葉片的攻角，使得變化的攻角時時刻刻處于最優范圍內，這樣就能大大提高風能利用率。

發明內容

本發明旨在解決上述問題，提供了一種H型垂直軸風力發電機葉片時時變攻角裝置，它克服了一般的H型垂直軸風力發電機風能利用率低且不能實現葉片時時有效變攻角的弊端，其采用的技術方案如下：

一種H型垂直軸風力發電機葉片時時變攻角裝置，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、連接法蘭、凹槽、上軸承、主軸、凸輪盤連接桿、下軸承、下凸輪盤、基座、頂桿、推桿、卡爪、滾子、風舵、大螺釘、小螺釘、鉚釘，所述的葉片通過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，所述的直臂遠離葉片固定箍的一端設有通孔，并與支撐桿的一端通過小螺栓連接，所述的支撐桿的另一端通過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，所述的上軸承的內圈套在主軸的外壁上，外圈卡在上凸輪盤的中心孔內，所述的下軸承的內圈套在主軸的外壁上，外圈卡在下凸輪盤的中心孔內，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，所述的頂桿的另一端與推桿鉸接，所述的推桿與卡爪鉸接，所述的卡爪通過鉚釘固定到直臂上，所述的上凸輪盤和下凸輪盤之間用三根凸輪盤連接桿連接。

所述的連接法蘭上設有五個支撐臂，且每個支撐臂上各開有兩個通孔，所述的主軸為中空結構，所述的連接法蘭上設有中心孔，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構，且其內壁套在連接法蘭的支撐臂上，所述的直臂遠離葉片固定箍的一端插入卡槽內，所述的直臂連接部分通過小螺栓與直臂連接，且直臂可繞著小螺栓的軸線轉動。

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，且可沿著凹槽的輪廓滾動。

所述的卡爪采用U型結構，其內表面緊貼在直臂的外表面上。

所述的上凸輪盤的表面設有凹槽，所述的凹槽的輪廓根據反轉法得出。