低风速自变浆距风力发电机叶轮和低风速自变浆距风力发电机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低风速自变桨距风力发电机叶轮，其包括：叶轮盘、叶轮辐轴、变桨控制机构和叶片等。其特征在于在叶轮盘外圆周均佈若干叶轮辐轴，叶轮辐轴外端有变桨控制机构，所述变桨控制机构是在叶轮辐轴外端轴上依次有桨距角定位轴套，变桨控制轴套和轴向定位轴套组成的，叶片根部有叶片轴孔，变桨控制机构整体装入叶片轴孔中，其中变桨控制轴套与叶片固定在一起，使叶片与变桨控制轴套绕叶轮辐轴在变桨控制机构设定的桨距角变动范围内能同步转动，调整桨距角。本实用新型低风速自变桨距风力发电机叶轮在低风速区间起动和运行性能好，本实用新型还公开了一种低风速自变桨距风力发电机。
【专利说明】低风速自变浆距风力发电机叶轮和低风速自变浆距风力发电机
技术领域
[0001]本发明涉及一种风力发电机，尤其是一种低风速自变桨距风力发电机叶轮和低风速自变桨距风力发电机。
【背景技术】
[0002]目前，风力发电机叶轮主要有定桨距和变桨距两种结构形式。定桨距风力发电机叶轮叶片桨距角固定安装，不能调整变动。在低风速时起动和运行性能不好。
[0003]变桨距风力发电机叶轮叶片桨距角可以调整变动，在风速超额定风速时，使叶片顺桨变桨，叶片受空气阻力增大使叶轮转速变慢或停机，以避免飞车现象发生。顺桨变桨并没有改变这种变桨距风力发电机叶轮在低风速区间起动和运行性能。
【发明内容】
[0004]为了解决上述定桨距和变桨距风力发电机叶轮存在的在低风速区间起动和运行性能差的不足，本发明提供一种低风速自变桨距风力发电机叶轮和低风速自变桨距风力发电机。
[0005]本发明的技术方案:一种低风速自变桨距风力发电机叶轮，其包括叶轮盘叶、轮辐轴、变桨控制机构、叶片和密封圈等，其特征在于:在叶轮盘外圆周匀佈若干叶轮辐轴，叶轮辐轴长度为叶轮半径的三分之一至二分之一之间，在叶轮辐轴外端轴上套装有变桨控制机构，所述变桨控制机构是在叶轮辐轴外端轴上依次有桨距角定位轴套，桨距角定位轴套用定位销固定在叶轮辐轴上，在桨距角定位轴套外侧有变桨控制轴套，变桨控制轴套能在叶轮辐轴上转动，桨距角定位轴套与变桨控制轴套各自的凸起部分相互嵌入对应的缺口部分中，相互间有设定的适应桨距角变动角度的转动间隙，在变桨控制轴套外侧有轴向定位轴套，轴向定位轴套用定位销固定在叶轮辐轴上。
[0006]在叶片根部有叶片轴孔，叶片轴孔的中心位于叶片中弧线上距叶片前缘三分之一弦长处。
[0007]所述变桨控制机构整体装入叶片轴孔中，其中变桨控制轴套与叶片轴孔固定在一起，叶片与变桨控制轴套在叶轮辐轴上能同步转动，在变桨控制机构另一侧有密封圈。
[0008]本发明的原理在于:叶片能在变桨控制机构设定的桨距角变动范围内绕叶轮辐轴转动，以改变叶片的桨距角。
[0009]在低风速起动时，气流作用在叶片的迎风面，由于叶轮辐轴和叶片轴孔中心线及延长线至叶片后缘部分叶片面积大于叶轮辐轴和叶片轴孔中心线及延长线至叶片前缘部分叶片面积，叶片绕叶轮辐轴转动，使叶片桨距角处于变桨控制机构所设定的最大桨距角位置，叶片能获得最大升力，叶轮能在低风速下迅速起动，起动后随着叶轮转速加快，叶轮扫掠平面上气流阻力加大并作用在叶片的背风面，使叶片绕叶轮辐轴转动，开始逆桨变桨，即桨距角由大变小，使叶片在扫掠平面上气流阻力减小，叶片得到较大的升阻比，叶轮能快速运转，据此，叶片根据变化的风速、转速、升力和阻力在变桨距控制机构设定的角度内自动调整叶片桨距角，使叶片始终保持较大的升阻比，叶轮在低风速区间能平稳运行。
[0010]叶轮辐轴使叶片有效作功力臂加长，在相同气动力下叶轮的转矩增大。
[0011]本发明还公开了一种低风速自变桨距风力发电机，其包括叶轮，所述叶轮具体为上述低风速自变桨距风力发电机叶轮。
[0012]本发明的有益效果:
[0013]1、叶片逆桨变桨在低风速区间起动，叶片处于大桨距角起动具有较大的升力，低风速起动性能好。
[0014]2、叶轮能根据变化的风速、转速、升力和阻力自动调整叶片桨距角，使叶轮始终保持较大升阻比，适应在低风速区间运行。
[0015]3、叶轮设有叶轮辐轴使叶片做功力臂长，相同气动力下叶轮转矩大。
[0016]4、叶轮实度减小，叶轮及整机风阻小。
【附图说明】
[0017]图1是本发明低风速自变桨距风力发电机叶轮整体结构示意图
[0018]图2是本发明低风速自变桨距风力发电机叶轮变桨控制机构及叶片结构示意图
[0019]图3是图2的A-A剖视图
[0020]图4是本发明低风速自变桨距风力发电机叶轮变桨控制机构直观示意图
[0021]图5是图4的B-B剖视图
[0022]图6是本发明低风速自变浆距风力发电机叶轮变浆控制机构设定最小浆距角时沿B-B剖线剖视图
[0023]图7是本发明低风速自变桨距风力发电机叶轮起动时叶片桨距角示意图
[0024]图8是本发明低风速自变桨距风力发电机叶轮正常运行时叶片桨距角示意图
[0025]图中标号说明:
[0026]1-叶轮盘2-叶轮辐轴3-变桨控制机构 4-叶片 5-密封圈
[0027]6-桨距角定位轴套7-变桨控制轴套 8轴向定位轴套
[0028]9-定位销10-定位销11-叶片轴孔
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明
[0030]根据图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，本发明一种低风速自变桨距风力发电机叶轮，其包括叶轮盘1、叶轮辐轴2、变桨控制机构3、叶片4和密封圈5等，其特征在于:在叶轮盘I外圆周匀佈若干叶轮辐轴2，叶轮辐轴2长度为叶轮半径的三分之一至二分之一之间，在叶轮辐轴2外端轴上套装有变桨控制机构3，所述变桨控制机构3是在叶轮辐轴2外端轴上依次有桨距角定位轴套6，桨距角定位轴套6用定位销9固定在叶轮辐轴2上，在桨距角定位轴套6外侧有变桨控制轴套7，变桨控制轴套7能在叶轮辐轴2上转动，桨距角定位轴套6与变桨控制轴套7各自的凸起部分相互嵌入对应的缺口部分中，相互间有设定的适应桨距角变动角度的转动间隙，在变桨控制轴套7外侧有轴向定位轴套8，轴向定位轴套(8)用定位销10固定在叶轮辐轴2上。
[0031]在叶片4根部有叶片轴孔11，叶片轴孔11的中心位于叶片中弧线上距叶片前缘三分之一弦长处。
[0032]所述变桨控制机构3整体装入叶片轴孔11中，其中变桨控制轴套7与叶片轴孔11固定在一起，叶片4与变桨控制轴套7在叶轮辐轴2上能同步转动，在变桨控制机构3另一侧有密封圈5。
[0033]本发明低风速自变桨距风力发电机叶轮的工作过程是:在低风速起动时，气流作用在叶片4的迎风面，由于叶轮辐轴2和叶片轴孔11中心线及延长线至叶片4后缘部分叶片4面积大于叶轮辐轴2和叶片轴孔11中心线及延长线至叶片4前缘部分叶片4面积，叶片4绕叶轮辐轴2转动，使叶片4桨距角处于变桨控制机构3所设定的最大桨距角位置，叶片4能获得最大升力，叶轮能在低风速下迅速起动，起动后随着叶轮转速加快，叶轮扫掠平面上气流阻力加大并作用在叶片4的背风面，使叶片4绕叶轮辐轴2转动，开始逆桨变桨，S卩桨距角由大变小，使叶片4在扫掠平面上气流阻力减小，叶片4得到较大的升阻比，叶轮能快速运转，据此，叶片4根据变化的风速、转速、升力和阻力在变桨距控制机构3设定的角度内自动调整叶片4桨距角，使叶片4始终保持较大的升阻比，叶轮在低风速区间能平稳运行。
[0034]叶轮辐轴2使叶片4有效作功力臂加长，在相同气动力下叶轮的转矩增大。
[0035]本发明还公开了一种低风速自变桨距风力发电机，其包括叶轮，所述叶轮具体为上述低风速自变桨距风力发电机叶轮，该低风速自变浆距风力发电机其他部份结构请参考现有技术，本文不再赘述。
[0036]以上所述仅为本发明较佳的实施例，凡在本发明所公佈的原理范围内作任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种低风速自变桨距风力发电机叶轮，其包括叶轮盘(I)、叶轮辐轴(2)、变桨控制机构(3)、叶片(4)和密封圈(5)等，其特征在于:在叶轮盘(I)外圆周匀佈若干叶轮辐轴(2)，在叶轮辐轴(2)外端轴上装有变桨控制机构(3)，所述变桨控制机构(3)是在叶轮辐轴(2)外端轴上依次有桨距角定位轴套(6)，桨距角定位轴套(6)用定位销(9)固定在叶轮辐轴(2)上，在桨距角定位轴套(6)外侧有变桨控制轴套(7)，变桨控制轴套(7)能在叶轮辐轴(2)上转动，桨距角定位轴套(6)与变桨控制轴套(7)各自的凸起部分相互嵌入对应的缺口部分中，相互间有设定的适应桨距角变动角度的转动间隙，在变桨控制轴套(7)外侧有轴向定位轴套(8)，轴向定位轴套(8)用定位销(10)固定在叶轮辐轴(2)上，在叶片(4)根部有叶片轴孔(11)，所述变桨控制机构(3)整体装入叶片轴孔(II)中，其中变桨控制轴套(7)与叶片轴孔(I I)固定在一起，使叶片(4)与变桨控制轴套(7)在叶轮辐轴(2)上能同步转动，在变桨控制机构(3)另一侧有密封圈(5)。2.根据权力要求I所述的一种低风速自变桨距风力发电机叶轮，其特征在于:所述的叶轮辐轴(2)长度为该叶轮半径的三分之一至二分之一之间。3.—种低风速自变桨距风力发电机，其包括叶轮，其特征在于:所述的叶轮具体为权力要求1-2任一项所述的低风速自变桨距风力发电机叶轮。
【文档编号】F03D9/25GK205478094SQ201620170029
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】朱克彦, 王毅
【申请人】朱克彦