專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)螛~水平軸螺旋槳型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，特別涉及一種單槳葉水平軸螺旋槳型風(fēng) 力發(fā)電機(jī)。
技術(shù)背景水平軸螺旋槳式風(fēng)力發(fā)電機(jī)是目前大量使用的主要風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)型，這種 形式是目前己知的風(fēng)能利用效率最高的形式，它根據(jù)流體力學(xué)和空氣動(dòng)力學(xué)中 的伯努利定理，由氣流通過(guò)上彎下平的翼型葉片所產(chǎn)生的動(dòng)力工作，它的風(fēng)能 利用效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。目前世界上廣泛使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉為二葉、三葉、四葉或多葉，風(fēng)力 發(fā)電機(jī)葉片數(shù)量與轉(zhuǎn)速成反比例，葉片數(shù)量越多，轉(zhuǎn)速越低，葉片數(shù)量少則轉(zhuǎn) 速越高。水平軸螺旋槳式風(fēng)力發(fā)電機(jī)有一個(gè)最重要的參數(shù)，就是葉片的葉尖速度與 風(fēng)速的比值， 一般稱(chēng)為周速比，也叫高速性系數(shù)，這個(gè)參數(shù)決定了風(fēng)能的效率 高低，這個(gè)比值越大則風(fēng)能利用系數(shù)越高。現(xiàn)有的水平軸螺旋槳葉式風(fēng)力發(fā)電機(jī)多槳葉的設(shè)計(jì)，在槳葉在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中 很容易因?yàn)槭茱L(fēng)力變化受力不均衡造成振動(dòng)，問(wèn)題嚴(yán)重時(shí)會(huì)因?yàn)槎鄠€(gè)葉片同周 期的振動(dòng)造成有害諧振對(duì)風(fēng)機(jī)造成嚴(yán)重?fù)p害。風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì)因?yàn)橐恍┎豢煽刂埔蛩兀热缋纂姄糁邪l(fā)電機(jī)電力設(shè)備會(huì)影 響到發(fā)電機(jī)的工作，造成電機(jī)因甩掉負(fù)荷超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的"飛車(chē)"現(xiàn)象出現(xiàn)，損 壞整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，對(duì)整個(gè)發(fā)電機(jī)造成巨大的損失。 多槳葉風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片一般需要進(jìn)行兩個(gè)一組、三個(gè)一組甚至多個(gè)一組 的葉片選配，在選配過(guò)程中可能會(huì)造成很多槳葉無(wú)法配套而無(wú)法使用的結(jié)果， 造成很大浪費(fèi)，技術(shù)成本均偏高，制造成本也偏高。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可以減少振動(dòng)對(duì) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)損害，能有效解決"飛車(chē)"現(xiàn)象，制造難度低，成本也相對(duì)較低的 單槳葉水平軸螺旋槳型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種單槳葉水平軸螺旋槳型風(fēng)力發(fā) 電機(jī)，包括安裝槳葉的風(fēng)輪轂和連接風(fēng)輪轂與發(fā)電機(jī)的動(dòng)力傳輸裝置，所述風(fēng) 輪轂上只安裝一個(gè)槳葉，風(fēng)輪轂上與槳葉相對(duì)的位置安裝有平衡板，該平衡板 上設(shè)置有至少一個(gè)阻尼板，阻尼板一端與平衡板活動(dòng)連接，阻尼板中間由彈簧 與平衡板連接，阻尼板與平衡板構(gòu)成平衡阻尼器，阻尼板在風(fēng)輪轂轉(zhuǎn)速過(guò)大時(shí)會(huì)張開(kāi)阻尼角a，阻尼角a范圍為0。 -90° 。所述平衡板質(zhì)量與槳葉的質(zhì)量相等，呈靜態(tài)平衡。所述動(dòng)力傳輸裝置采用離合器動(dòng)力傳輸，離合器為顆粒摩擦式離心離合器， 所述顆粒摩擦式離心離合器殼體與發(fā)電機(jī)主軸套通過(guò)軸承連接，殼體可通過(guò)軸 承繞主軸套轉(zhuǎn)動(dòng)，殼體內(nèi)部為鐵餅型空區(qū)，殼體內(nèi)設(shè)置有一定厚度的圓形動(dòng)力 摩擦盤(pán)，摩擦盤(pán)與發(fā)電機(jī)主軸的主軸套連接，摩擦盤(pán)設(shè)置在鐵餅型空區(qū)的縱向 對(duì)稱(chēng)面上，鐵餅型空區(qū)和摩擦盤(pán)的空隙放置有球形金屬小顆粒。所述球形金屬小顆粒的直徑①為1-10毫米。本實(shí)用新型的有益效果①.采用一個(gè)槳葉和一個(gè)平衡阻尼板的設(shè)計(jì)可以有效減少多葉片振動(dòng)和諧
振帶來(lái)的問(wèn)題，由于平衡板的存在，可以有效消除有害的振動(dòng)和諧振。② .本實(shí)用新型通過(guò)在平衡板上設(shè)置了至少一個(gè)阻尼板來(lái)解決"飛車(chē)"問(wèn) 題，當(dāng)發(fā)電機(jī)在額定工作范圍內(nèi)工作時(shí)阻尼板是不打開(kāi)的，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，阻尼板會(huì)因?yàn)殡x心力大于彈簧拉力而張開(kāi)阻尼角ot， ct角的范圍為0° -90 ° ，當(dāng)阻尼板不打開(kāi)時(shí)其與空氣的正投影面積很小，投影面積會(huì)隨阻尼角a的 增大而增大，形成一個(gè)有效的阻力來(lái)防止轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，多個(gè)阻尼板同時(shí)打開(kāi) 會(huì)有效的降低槳葉的轉(zhuǎn)速，直到額定范圍內(nèi)，此時(shí)離心力小于彈簧的拉力，彈 簧將阻尼板拉回到原位置。阻尼板的面積和數(shù)量根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率可以調(diào) 節(jié)。③ .單槳葉形式可以將周速比提高到接近15: 1的最高效率狀態(tài)，接近水 平軸螺旋槳式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的理論最高值，在風(fēng)能轉(zhuǎn)化過(guò)程中達(dá)到"理想風(fēng)力機(jī)" 的狀態(tài)。 .單槳葉的設(shè)計(jì)根據(jù)槳葉的長(zhǎng)度和質(zhì)量提供一個(gè)平衡板，需要時(shí)僅需對(duì) 平衡板進(jìn)行改動(dòng)，增加或減少一些配重達(dá)到與匹配的槳葉靜態(tài)平衡即可，節(jié)省 了大量的材料和大量工時(shí)，簡(jiǎn)化了工序和難度，降低了成本，與同功率機(jī)型相 比， 一般可降低成本20%-40%。⑤.本實(shí)用新型通過(guò)顆粒摩擦式離心離合器的設(shè)置來(lái)解決單槳葉風(fēng)力發(fā)電 機(jī)啟動(dòng)這一問(wèn)題，小型機(jī)組可以將顆粒摩擦式離心離合器直接加裝在風(fēng)輪轂上， 大型機(jī)組加裝在動(dòng)力傳動(dòng)軸上，風(fēng)力很小就可以啟動(dòng)，剛啟動(dòng)時(shí)葉片處在空載 狀態(tài)，只有風(fēng)輪轂帶動(dòng)顆粒摩擦式離心離合器的殼體轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值 時(shí)，由于離心力的作用金屬小顆粒逐漸均勻分布在鐵餅型空區(qū)與摩擦盤(pán)所形成 的空隙當(dāng)中，當(dāng)摩擦力達(dá)到一定值時(shí)會(huì)帶動(dòng)摩擦盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到將動(dòng)力傳送 到主軸上的目的，這種"顆粒摩擦式離心離合器"具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造、
經(jīng)久耐用等特點(diǎn)。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的風(fēng)輪轂結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例顆粒摩擦式離心離合器靜止?fàn)顟B(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例顆粒摩擦式離心離合器工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本實(shí)用新型另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1至圖3所示本實(shí)用新型包括安裝槳葉的風(fēng)輪轂7和連接風(fēng)輪轂7與 發(fā)電機(jī)的動(dòng)力傳輸裝置，風(fēng)輪轂7上只安裝一個(gè)槳葉8，風(fēng)輪轂7上與槳葉8相 對(duì)的位置安裝有平衡板ll,所述平衡板11上設(shè)置有一個(gè)阻尼板9，阻尼板9一 端與平衡板ll活動(dòng)連接，阻尼板9中間由彈簧10與平衡板11連接，阻尼板與 平衡板構(gòu)成平衡阻尼器。顆粒摩擦式離心離合器的殼體5與主軸套6通過(guò)軸承2 連接，主軸套6設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主軸1上，殼體5內(nèi)部為鐵餅型空區(qū)，殼 體5內(nèi)設(shè)置有圓形摩擦盤(pán)3，摩擦盤(pán)3設(shè)置在鐵餅型空區(qū)的縱向?qū)ΨQ(chēng)面上，摩擦 盤(pán)3與主軸套6連接，鐵餅型空區(qū)和摩擦盤(pán)3的空隙放置有球形金屬小顆粒4。 風(fēng)輪轂7可以直接與離合器的殼體5連接;可以直接將槳葉安裝到離合器殼體5; 可以通過(guò)皮帶、齒輪等方式將風(fēng)輪轂與離合器殼體5連接。如圖4所示本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式，槳葉8直接安裝在顆粒摩擦式 離心離合器的殼體上，此種安裝模式可省去風(fēng)輪轂，其他部件安裝方式同第一 種實(shí)施例。本實(shí)用新型的工作原理是在整個(gè)風(fēng)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，只有槳葉8帶動(dòng)顆粒摩 擦式離心離合器的殼體5轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，由于離心力的作用球形
金屬小顆粒4逐漸均勻分布在鐵餅型空區(qū)與摩擦盤(pán)3所形成的空隙當(dāng)中，轉(zhuǎn)速 繼續(xù)升高球形金屬小顆粒間結(jié)合更緊密，當(dāng)摩擦力達(dá)到一定值時(shí)會(huì)帶動(dòng)摩擦盤(pán)3 一起轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到將動(dòng)力傳送到主軸上的目的，當(dāng)發(fā)電機(jī)在額定工作范圍內(nèi)工作 時(shí)阻尼板9是不打開(kāi)的，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，阻尼板9會(huì)因?yàn)殡x心力大于 彈簧10拉力而張開(kāi)一個(gè)阻尼角a，阻尼角a的最佳調(diào)節(jié)范圍在O。 -90° ，當(dāng)阻 尼板9不打開(kāi)時(shí)其與空氣的正投影面積很小，投影面積會(huì)隨a角的增大而增大， 形成一個(gè)有效的阻力來(lái)防止轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，有效的降低槳葉8的轉(zhuǎn)速，直到額 定范圍內(nèi)，彈簧10將阻尼板9拉回到原位置。 一個(gè)平衡板11的設(shè)計(jì)可以有效 減少多葉片振動(dòng)帶來(lái)的問(wèn)題，由于平衡板ll的存在，可以有效消除諧振減少振 動(dòng)對(duì)整個(gè)風(fēng)機(jī)的損害，本實(shí)用新型由于只采用一個(gè)槳葉，在根據(jù)槳葉配備平衡 板，可以有效節(jié)省大量的材料和大量工時(shí)，簡(jiǎn)化了工序和難度，降低了成本， 與同功率機(jī)型相比，降低制造成本，有利于推廣風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
權(quán)利要求1.一種單槳葉水平軸螺旋槳型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它包括安裝槳葉(8)的風(fēng)輪轂(7)和連接風(fēng)輪轂(7)與發(fā)電機(jī)的動(dòng)力傳輸裝置，其特征是所述風(fēng)輪轂(7)上只安裝一個(gè)槳葉(8)，風(fēng)輪轂(7)上與槳葉(8)相對(duì)的位置安裝有平衡板(11)，所述平衡板(11)上設(shè)置有至少一個(gè)阻尼板(9)，阻尼板(9)一端與平衡板(11)活動(dòng)連接，阻尼板(9)中間由彈簧(10)與平衡板(11)連接，阻尼板(9)轉(zhuǎn)動(dòng)阻尼角α范圍為0°-90°，阻尼板與平衡板構(gòu)成平衡阻尼器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單槳葉水平軸螺旋槳型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是 所述平衡板(11)的質(zhì)量與槳葉(8)的質(zhì)量相等，呈靜態(tài)平衡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單槳葉水平軸螺旋槳型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是-所述動(dòng)力傳輸裝置為顆粒摩擦式離心離合器，所述顆粒摩擦式離心離合器的殼 體(5)與主軸套(6)通過(guò)軸承(2)連接，主軸套(6)設(shè)置在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的 主軸(1)上，殼體(5)內(nèi)部為鐵餅型空區(qū)，殼體(5)內(nèi)設(shè)置有圓形摩擦盤(pán)(3)， 摩擦盤(pán)(3)設(shè)置在鐵餅型空區(qū)的縱向?qū)ΨQ(chēng)面上，摩擦盤(pán)(3)與主軸套(6)連 接，鐵餅型空區(qū)和摩擦盤(pán)(3)的空隙放置有球形金屬小顆粒(4)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的單槳葉水平軸螺旋槳型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是 所述球形金屬小顆粒(4)的直徑①為1-10毫米。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種單槳葉水平軸螺旋槳型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，該單槳葉水平軸螺旋槳型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，采用單槳葉和平衡阻尼器的設(shè)計(jì)有效提高風(fēng)能利用率，解決了傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)“飛車(chē)”等問(wèn)題，顆粒摩擦式離合器解決了單槳葉風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動(dòng)難的問(wèn)題，且該風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造成本低，有助于推廣風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
文檔編號(hào)F03D1/00GK201025246SQ20072015014
公開(kāi)日2008年2月20日 申請(qǐng)日期2007年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月12日
發(fā)明者鄭爾歷 申請(qǐng)人:鄭爾歷