专利名称：一种可调节风力发电机的风轮锥角装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于风力发电技术领域，尤其涉及一种可调节风力发电机的风轮锥角
装置
背景技术：
风能作为一种价格低廉、绿色环保的新能源，在发电领域得到巨大的关注和发展。目前安装的风力发电系统多是上风式MW级与电网互联的大型风力发电系统，该行业的技术经过不断完善已日渐成熟，但是小型风力发电机还需要解决技术上的很多难点和不足。风力发电机正常运行时的外界风速需要大于启动风速同时小于切出风速，全年8760个小时理想情况下只有约2000个小时可用来发电，可发电风速范围较小以至于发电时长较短，发电地区受限制，使风能利用率较低。
发明内容针对上述背景技术中提到现有风力发电机工作风速范围小、风力发电机需要偏航装置、风能利用率低的不足，本实用新型提出了一种可调节风力发电机的风轮锥角装置。本实用新型的技术方案是，一种可调节风力发电机的风轮锥角装置，其特征是该装置包括风轮叶片、轮毂、连动杆、连动套筒、额定风速阈值装置、套筒位移限制装置、支撑杆、第一弹簧、第二弹簧；所述风轮叶片与轮毂通过轴承相连，连动杆连接叶片根部和连动套筒，第一弹簧套在支撑杆外面，两端分别连连动套筒和套筒位移限制装置，额定风速阈值装置嵌于支撑杆中。所述叶片根部由连动杆连接在连动套筒上，使3个叶片在受力不同的情况也可以调节相同的锥角，保持风轮受力平衡和正常工作。所述额定风速阈值装置由第二弹簧、卡片、支撑杆构成；第二弹簧位于支撑杆内部，卡片半镶嵌到支撑杆中与支撑杆中的弹簧连接。本实用新型的有益效果:本装置中风轮叶片与轮毂由轴承连接，风轮锥角随风速大小可调，当风速大于额定风速,风轮锥角随风作用力增大而增大,从而减小扫风面积,在风速大于传统风机的切出风速时，依然可保持正常转速和输出功率，提高切出风速。当外界风速小于额定风速时，风轮锥角不可调节，保持最大扫风面积运行。本实用新型应用于风力发电机中与传统小型风力发电机相比，使得风力发电机可工作风速范围增大，从而延长发电时间，提高风能利用率和设备利用率，增加发电量；使风力发电机能够省去偏航装置，提高切出风速。
图1是本实用新型的风机整体结构正视图。[0012]图2是本实用新型的风机整体结构侧视图。图3是本实用新型的风轮锥角可调装置侧视图。图4是本实用新型的额定风速阀值装置侧面剖视图。图5是本实用新型的额定风速阀值装置俯视图。图中标号:1-塔筒；2_机舱罩；3_轮毂；4_叶片；5_连动杆；6_连动套筒；7_额定风速阈值装置；8_套筒位移限制装置；9_第一弹簧；10_第二弹簧；11_卡片；12_支撑杆。
具体实施方式
以下结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。本实用新型所要解决的问题是，现有的风力发电机工作风速范围较小，风力发电机需要偏航装置、风能利用率低现状。本实用新型的技术方案:一种可调风力发电机风轮锥角装置，由风轮叶片4、轮毂3、连动杆5、连动套筒6、额定风速阈值装置7、套筒位移限制装置8、支撑杆12、第一弹簧9、第二弹簧10组成。如图1，图2，图3所示。风轮叶片4与轮毂3通过轴承相连，连动杆5连接叶片根部和连动套筒6，第一弹簧9套在支撑杆12外面，两端分别连接连动套筒6和套筒位移限制装置8，额定风速阈值装置7嵌于支撑杆12中。如图3所示。图4和图5为额定风速阈值装置，由卡片11及第一弹簧9组成。当外界风速大于额定风速时，连动套筒6可将卡片11挤压至槽中，使连动套筒6可越过额定风速阈值装置7，从而改变风轮锥角。当风速降低至额定风速以下时，由卡片11外部结构决定，第二弹簧10可将连动套筒6挤压回原位置，风轮锥角不变，从而不影响小于或等于额定风速情况下的发电量。当外界风速大于切入风速，小于额定风速时，连动套筒6挤压额定风速阈值装置
7,由卡片11的外部形状决定，此时额定风速阈值装置7对连动套筒6的阻力大于叶片对连动套筒的作用力，使得连动套筒6不能越过额定风速阈值装置7，风轮锥角不变，风机与传统风机工作原理相同。当外界风速大于额定风速小于切出风速时，连动套筒6挤压额定风速阈值限制装置7，由于此时风速较高，叶片受力大，卡片11向下挤压第一弹簧9，可使连动套筒6越过风速阈值限制装置7，而后连动套筒6向后挤压第二弹簧10，此时连接叶片与轮毂的轴承转动，风轮锥角随叶片受力增大而增大，扫风面积随之减小，叶片转速减小，稳定输出功率，因此当风速大于传统风机的切出风速时，风机仍能正常工作，提高了风机的切出风速。当外界风速大于切出风速时，连动套筒6挤压并越过额定风速阈值装置7，此过程同外界风速大于额定风速小于切出风速时的情况相同，由于风速较高，叶片受力大，连动套筒6将挤压第二弹簧10直到挤压至套筒位移限制装置8，叶片4被机舱罩2挡住，转速几乎为0，发电机停机，对设备保护。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求1.一种可调节风力发电机的风轮锥角装置，其特征是该装置包括风轮叶片(4)、轮毂(3)、连动杆(5)、连动套筒(6)、额定风速阈值装置(7)、套筒位移限制装置(8)、支撑杆(12)、第一弹簧(9)、第二弹簧(10)； 所述风轮叶片(4)与轮毂(3)通过轴承相连，连动杆(5)连接叶片根部和连动套筒(6)，第一弹簧(9)套在支撑杆(12)外面，两端分别连接连动套筒(6)和套筒位移限制装置(8)，额定风速阈值装置(7)嵌于支撑杆中。
2.根据权利要求1所述的一种可调节风力发电机的风轮锥角装置，其特征是所述叶片根部由连动杆(5)连接在连动套筒(6)上，使3个叶片在受力不同的情况也可以调节相同的锥角，保持风轮受力平衡和正常工作。
3.根据权利要求1所述的一种可调节风力发电机的风轮锥角装置，其特征是所述额定风速阈值装置(7)由第二弹簧(10)、卡片(11)、支撑杆(12)构成；第二弹簧(10)位于支撑杆(12)内部，卡片(11)半镶嵌到支撑杆(12)中并与支撑杆中的第二弹簧(10)连接。
专利摘要本实用新型公开了风力发电技术领域中的一种可调节风力发电机的风轮锥角装置。本实用新型包括风轮叶片、轮毂、连动杆、连动套筒、额定风速阈值装置、套筒位移限制装置、支撑杆、弹簧；连动杆连接叶片根部和连动套筒，弹簧套在支撑杆外面，两端分别连接连动套筒和套筒位移限制装置，额定风速阈值装置嵌于支撑杆中。风机运行过程中，当外界风速大于额定风速，锥角随风速增大而增大，风机正常工作。本实用新型可在外界风大和风小的情况下使用，具有自动调节锥角、增大风机切出风速、提高风能利用率和设备利用率、增加发电量的功能及优势。
文档编号F03D1/06GK202971040SQ20122065405
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者贾天昊, 齐琳, 刘超逸, 闫然, 朱永强, 段春明 申请人:华北电力大学