[發明專利]基于傾斜鉸接葉片的斜軸變槳型垂直軸風機

有效

• 申請號: 201810669046.0
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108757303B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 郭嘉;曾攀;雷麗萍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06;F03D7/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明公開了一種基于傾斜鉸接葉片的斜軸變槳型垂直軸風機，包括：風機主軸；多片傾斜鉸接葉片通過上部連接組件與風機主軸相連，以通過多片傾斜鉸接葉片的傾動改變多片傾斜鉸接葉片的攻角；變槳調節組件通過下部支撐組件與多片傾斜鉸接葉片相連，用于控制多片傾斜鉸接葉片的變槳過程，以調節多片傾斜鉸接葉片功率。該風機通過變槳調節組件驅動傾斜鉸接葉片發生掃掠面外的傾動，改變葉片迎風的相對攻角，實現變槳的效果，結構簡單、變槳控制方便，從而有效提高了變槳的便捷性，可靠性高，簡單易實現。

技術領域

本發明涉及風力發電設備技術領域，特別涉及一種基于傾斜鉸接葉片的斜軸變槳型垂直軸風機。

背景技術

隨著世界能源問題的加劇和環境保護的迫切要求，風能作為一種清潔無污染的可再生能源得到了人們的日益重視。近年來我國風電技術及應用有了長足發展?，F代風機可分為水平軸風機和垂直軸風機。目前風電行業中水平軸風機是主流機型，而垂直軸風機無需對風，轉速低、噪音小、制造成本低，安裝及維護方便，在中小型分布式風力發電系統、特殊用途風機等領域也占有一席之地。但是垂直軸風機的風能利用效率較低，葉片載荷周期性變化，限制了其進一步的發展和應用。變槳距控制可以有效提高風機的風能利用效率，改善風機載荷，避免過載、飛車等事故的發生。

針對垂直軸風機，有多種變槳距控制方案，包括：(1)利用位于旋轉中心的凹槽凸輪和曲柄連桿機構實現葉片變槳；(2)設計了位于旋轉中心的偏心軸和六連桿機構；(3)設計了位于葉片下端掃掠路徑的凹槽軌道和曲柄滑塊機構；(4)采用了四連桿機構；(5)采用了位于旋轉中心的導向軌道和連桿機構。然而，這些方案中的設計均較為復雜，需要增加額外的變槳裝置。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的目的在于提出一種基于傾斜鉸接葉片的斜軸變槳型垂直軸風機，該風機有效提高了變槳的便捷性，可靠性高，簡單易實現。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種基于傾斜鉸接葉片的斜軸變槳型垂直軸風機，包括：風機主軸；多片傾斜鉸接葉片，所述通過上部連接組件與所述風機主軸相連，以通過所述多片傾斜鉸接葉片的傾動改變所述多片傾斜鉸接葉片的攻角；變槳調節組件，所述變槳調節組件通過下部支撐組件與所述多片傾斜鉸接葉片相連，用于控制所述多片傾斜鉸接葉片的變槳過程，以調節多片傾斜鉸接葉片功率。

本發明實施例的基于傾斜鉸接葉片的斜軸變槳型垂直軸風機，通過變槳調節組件驅動傾斜鉸接葉片發生掃掠面外的傾動，改變葉片迎風的相對攻角，實現變槳的效果，結構簡單、變槳控制方便，從而有效提高了變槳的便捷性，可靠性高，簡單易實現。

另外，根據本發明上述實施例的基于傾斜鉸接葉片的斜軸變槳型垂直軸風機還可以具有以下附加的技術特征：

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述變槳調節組件包括：固定法蘭，所述固定法蘭的法蘭盤通過法蘭連接螺栓固定在所述風機主軸上；支撐軸，所述支撐軸通過支撐軸連接螺栓連接在所述固定法蘭的圓筒上；空心絲杠，所述空心絲杠通過絲杠上支撐軸承與絲杠下支撐軸承固定在所述支撐軸上，并且所述空心絲杠外套有螺紋連接的絲杠外套筒滑塊，且所述空心絲杠的下端固定有絲杠傳動齒輪；滑塊導軌，所述滑塊導軌與所述絲杠外套筒滑塊進行滑動接觸，且所述滑塊導軌固定在所述固定法蘭上；變槳電機，所述變槳電機通過電機傳動齒輪與所述絲杠傳動齒輪咬合，且所述變槳電機通過電機支架固定在所述風機主軸上。

進一步地，在本發明的一個實施例中，還包括：傾斜鉸接組件，所述傾斜鉸接組件分別與所述多片傾斜鉸接葉片的上半部分和所述連接組件相連。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述傾斜鉸接組件包括：上部連接組件鉸接支架；葉片鉸接支架，所述葉片鉸接支架固定在所述多片傾斜鉸接葉片的上半部，且所述葉片鉸接支架和所述上部連接組件鉸接支架上設有多個對應的鉸接孔，其中，每個鉸接孔上通過鉸接軸承及螺栓進行連接。