专利名称：风力机风轮成形运行安全装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风力机风轮成形运行安全装置。采取不同方法改变叶片安装角、扭角以及增加小叶片等措施，使风力机适应不同地区、季节的不同风速使用，提高风能利用率。用调整尾翼座安装角度的措施，达到除了人工操作外，在机组超出安全风速时能自动刹车，起到保护作用。属能源领域，机械专业，风能利用学科。
背景技术：
风力机械在使用过程中，因为地域、季节不同风速差别很大，所以对风力机最重要的能源采集转换装置——风轮要创建新的成形方法，用以适应使用地区的不同风速和工作条件，必须配备一套能适应风轮性能变化、安装调整方便，能够人工操作完成机组启动、停车的运行安全装置。目前一些离网型小功率风力机，特别是多叶片动力型风力机，在这方面还有待解决。
发明内容本发明是通过叶片和辐条共同拉紧成形的风轮结构，改变叶片扭角和安装角，使风力机适应不同风速和工作条件，在风速低的地区和季节内，不影响机组安全运行的情况下，在风轮径向外面加装小叶片，用以增加功率输出，来弥补风速过低对使用的影响。本发明还要解决因风轮实度、扫掠面积的不同，引起偏航力矩变化时，机组调向、 调速和超出安全风速运行时，机组自动保护技术问题。本实用新型的技术结构是—种风力机风轮成形运行安全装置风轮圈后边和风轮圈前边组合在一起。大模架、小模架和叶片组合在一起。在两个模架作用下，叶片成形。用叶片螺钉，通过大模架，把叶片固定在风轮圈后边和风轮圈前边上，形成叶尖安装角。再用辐条，通过小模架，把叶片分别与风轮毂上的风轮毂前辐板，风轮毂后辐板连接起来。用这种方法把所有的叶片、辐条安装完后，均勻地拧紧辐条，使风轮成为一个整体，形成叶根安装角和叶片扭角。除此之外， 形成叶片扭角的影响条件还有叶片长、宽的几何形状、叶片材料的性质和材料的分布情况寸。按风速和使用要求调整叶片叶尖安装角的方法是把叶片上的大模架，一端用叶片螺钉连接在风轮圈后边上，另一端有三个孔(根据调整精度要求可以设计若干孔)于风轮圈前边的三个孔相对应，往右移动安装，叶片的叶尖安装角变大，反之变小。按要求角度确定后，用叶片螺钉固定好(图3-1、3-2、3-3)。调整叶片叶根安装角的方法是把已经安装在风轮圈后边和风轮圈前边的叶片上的小模架的一端，用辐条与风轮毂后辐板连在一起，根据该辐板已经安装上辐条的孔位，找出该孔位与风轮毂前辐板同轴辐条孔位，再根据叶片叶根安装角的大小要求，把叶片上的小模架，一端与风轮毂前辐板连在一起，该辐板有若干辐条孔，风轮毂前辐板上的辐条向右移动安装，叶片叶根角变大，反之变小。全部叶片安装完辐条后，再对辐条统一拧紧，叶片叶根安装角、扭角随之固定下来，风轮的整体结构成形(图3-1、3-2、3-3)。为了在低风速地区使用，或者在已经安装风力机，为渡过地风季节，在保证运行安全基础上，按(图4-1、4-幻先把叶片支架用叶片螺钉安装在风轮圈后边和风轮圈前边上。再用夹板夹上小叶片，固定在叶片支架上。运行安全装置结构是风轮安装在机头上，尾翼限位架是弧形结构，一头钩状安装在机头一侧。在其一端安装停车架。在弹簧套内，左边装有停车挂钩锁紧顶杆，右边是尾翼缓冲顶杆，中间为锁紧弹簧，由弹簧套锁帽将其锁紧，为两端顶杆提供弹力。滑轮装在滑轮轴上，其轴一端固定在停车挂钩上，另一端固定有挡板。拉绳通过滑轮外缘上的沟槽，中间装有拉绳限位板，一端固定在尾翼架的拉环扣上面，另一端系着拉环。尾翼挂钩在固定好尾翼挡板后，一起固定在尾翼架上。限位角钢是尾翼限位架的限位点。尾翼板装在尾翼架上， 构成尾翼，用尾翼销轴装在尾翼座内，并将其用尾翼座螺栓固定在机头上，以尾翼座下端的尾翼座螺栓为轴，尾翼座上端可以左右移动，用来平衡因风轮叶片安装角、扭角调整或增加小叶片，引起的偏航力矩变化(图1)向左移动回位力矩变小，向右移动回位力矩变大，角度确定后上紧所有尾翼座螺栓。如果使用情况确定，可以做成固定结构。由于叶片安装角、扭角以及增加小叶片，引起风轮扫掠面积变化，利用调整尾翼座安装角的方法，实现风力机调速、调向功能，在正常风速下，通过人工操作拉环带动拉绳，使机组运行或者停车状态，并利用风轮遇到超出安全风速吹刮偏航时的惯性，实现自动停车进入保护状态，如果风力机安装地区风速变化不大，可以把尾翼座制造成固定结构。本实用新型发明的优点是风轮成型技术简单，可以根据安装风力机当地的风速、使用条件，调整叶片安装角和扭角，用叶片和辐条拉紧风轮，不但能保持叶形稳定，也增加了风轮强度，减轻了结构重量。因调整叶片安装角、扭角和增加小叶片而引起调速力矩变化，用调整尾翼座安装角度的方法平衡偏航力矩，方法实施简单，性能可靠。运行安全装置能实现人工启动、刹车，当超出安全运行风速时，可以自动停机，进入保护状态。
图1是风力机风轮成形运行安全装置正视图；图2-1、2-2是风轮结构图；图3-1、3-2、3_3是叶片安装图；图4-1、4_2是小叶片安装图；图5是安全装置侧视图；图6是安全装置俯视图。
具体实施方式
风轮成形技术及其运行安全装置，本实用新型可以使风力机，在不同风速的区域和季节里更好的发挥效益，除风力机成形技术外，为了保障机组运行安全，为其配套运行安
全装置。由图1、2-1、2-2、3-1、3-2、3-3、4-1、4-2说明风轮成形技术，由风轮圈前边26，风轮圈后边27组合在一起，大模架30，小模架31和叶片四组合在一起，用叶片螺钉观，通过大模架30，把叶片四固定在风轮圈后边27和风轮圈前边沈上，形成叶尖安装角，再用辐条 32，通过小模架31与风轮毂35上的风轮毂后辐板33连接，根据叶片扭角、叶根安装角的要求在风轮毂前辐板34上，确定辐条32的安装孔位后，用其连接在一起。用这种方法把所有叶片、辐条安装后，均勻地拧紧辐条，风轮成形。由图1、5、6说明运行安全装置风轮1装在机头2上，尾翼限位架5是弧状结构一头钩状，安装在机头一侧，另一端安装停车挂钩6。在弹簧9内左边停车挂钩锁紧顶杆7， 右边是尾翼缓冲顶杆10，中间为锁紧弹簧8，由弹簧套锁帽13将其锁紧，为两边顶杆提供弹力。滑轮11装在滑轮轴12上，其轴一端固定在停车挂钩6上，另一端固定有挡板14，拉绳 15通过滑轮11外缘上的沟槽，中间装有拉绳限位板16，一端固定在尾翼架17的拉绳环扣 18上面，另一端系着拉环M。尾翼挂钩21，在固定好尾翼挡板20后，一起固定在尾翼架17 上。限位角钢19是尾翼限位架5的限位点。尾翼板22装在尾翼架17上，构成尾翼3，用尾翼销轴23装在尾翼座25内，用尾翼座螺栓36，将其固定在机头2上。如果需要人工刹车，操作人员拉动拉环M或者因风速超出机组运行安全范围，进入自动保护状态，风轮1和机头2，会依机头回转中心4为轴，向尾翼3方向旋转，最后停车挂钩5和尾翼挂钩21挂接在一起。风力机风轮成形技术按图2-1、2-2、3-1、3-2、3-3、4-1、4_2，将风轮圈前边沈和风轮圈后边27组合在一起。大模架30，小模架31和叶片四组合在一起，在两个模架租用下，叶片成形。用叶片螺钉观把大模架单孔一端固定在风轮圈后边27上，根据风力机安装地域的风速和使用情况，确定大模架30在风轮圈前边沈的位置，用叶片螺钉观固定好， 形成叶尖安装角。用辐条32通过小模架31 —端，把叶片四与风轮毂后辐板33连接在一起，然后根据使用要求确定叶片扭角和叶根安装角后，将小模架31的另一端与风轮毂前辐板34连接在一起。把所有叶片四和辐条32安装完，并均勻地柠紧辐条，形成叶根安装角和叶片扭角，风轮成形。为了在低风速地区使用，或者在已经安装风力机，渡过低风季节，在保证运行安全的基础上，按图4-1、4-2把小叶片支架37用叶片螺钉观安装在风轮圈后边27和风轮圈前边26上。然后用夹板38夹上小叶片40用夹板螺钉39，固定在风轮外圈上。风轮成形技术，配套的运行安全装置是风轮1，安装在机头2上，尾翼限位架5，安装在机头一侧，一端安装停车挂钩6，在弹簧套9内，左边装有停车挂钩锁紧顶杆7，右边是尾翼缓冲顶杆10，中间位锁紧弹簧8，是为两端顶杆提供弹力。滑轮11装在滑轮轴12上， 一端固定在停车挂钩6上，另一端固定有挡板14，拉绳15通过滑轮11外缘的沟槽，中间装有拉绳限位板16，一端固定在尾翼架17的拉绳环扣18上面，另一端系着拉环24。尾翼挂钩21在固定好尾翼挡板20后，一起固定在尾翼架17上。限位角钢19是尾翼限位架5的限位点。尾翼板22装在尾翼架17上，构成尾翼3，用尾翼销轴23装在尾翼座25内，并将其用尾翼座螺栓36固定在机头2上。调整尾翼座的方法是以尾翼座25下端固定螺栓为轴，尾翼座上端可以左右移动，用来平衡因安装角、扭角调整，或者增加小叶片，引起偏航力矩变化，见(图1)向左移动回位力变小，向右移动回位力变大，角度确定后，用尾翼座螺栓36将其固定。如果多台机组技术性能要求一致，尾翼座25生产时可以制造成固定结构。停车操作工作人员用专用工具，钩住拉环24，轻轻向下拉动，这时风轮1以机头
52的旋转中心4为轴，向尾翼3旋转。当拉绳限位板16快要与尾翼挡板20接触时，放开拉环对，利用尾翼3的惯性，克服尾翼缓冲顶杆10的压力，使停车挂钩6与尾翼挂钩21挂接在一起，完成停车操作。如果恢复运行，工作人员用专用工具，钩住拉环M，轻轻向下拉动， 使停车挂钩6与尾翼挂钩21分开，机组回复工作状态。 自动保护当风轮1遇到超出安全风速吹刮时，会以机头2旋转中心4为轴，向尾翼3方向旋转，如果风速继续加大，风轮1还会向尾翼3方向旋转，最后克服了锁紧弹簧8 给挂钩锁紧顶杆7和尾翼缓冲顶杆10的弹力，使停车挂钩6和尾翼挂钩21连在一起，机组进入安全保护状态。
权利要求1.一种风力机风轮成形运行安全装置，其特征在于风轮圈前边06)和风轮圈后边 (27)组合在一起，大模架(30)、小模架(31)和叶片(29)组合在一起，用叶片螺钉⑶)，把叶片09)通过大模架固定在风轮圈后边(XT)和风轮圈前边( )，形成叶尖安装角，用辐条(3 通过小模架(31) —端，把叶片09)与风轮毂后辐板(3 连接在一起，确定叶片扭角和叶根安装角后，将小模架(31)的另一端与风轮毂前辐板(34)连接在一起，把所有叶片 (29)和辐条(32)安装完，并均勻地拧紧辐条，形成叶根安装角和叶片扭角，风轮成形。
2.如权利要求1所述的风力机风轮成形运行安全装置，其特征在于为了适应低风速地区或低风速季节中使用，可在风轮圈前边06)和风轮圈后边(XT)增加小叶片GO)。
3.如权利要求1或2所述的风力机风轮成形运行安全装置，其特征在于由于叶片安装角、扭角以及增加小叶片(40)，引起风轮扫掠面积变化，利用调整尾翼座05)安装角的方法，实现风力机调速、调向功能，在正常风速下，通过人工操作拉环04)带动拉绳(15)， 使机组运行或者停车状态，并利用风轮(1)遇到超出安全风速吹刮偏航时的惯性，实现自动停车进入保护状态，可以把尾翼座05)制造成固定结构。
专利摘要本实用新型公开了一种风力机风轮成形运行安全装置用大、小模架固定好叶片后，根据使用情况，确定安装在风轮圈前边和风轮圈后边的位置上，形成叶尖安装角，再用两根辐条通过叶片上小模架的两个孔位，一端拉着叶片，另一端根据叶片扭角、和叶根安装角的技术要求，确定风轮毂的前、后辐板安装辐条的位置将其连接。把风轮全部叶片、辐条安装完成后，逐渐上紧所有辐条，叶根安装角和扭角固定下来，使风轮成为整体。本实用新型在正常风速下，通过人工操作，能使机组进入运行或停车状态。在机组超出安全风速时能自动停车，起到保护作用。
文档编号F03D7/04GK202273805SQ20112011235
公开日2012年6月13日 申请日期2011年4月18日 优先权日2011年4月18日
发明者冯蜀茗, 邹占武, 邹超 申请人:冯蜀茗, 邹占武, 邹超