[发明专利]自动变桨风轮

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域，具体说是一种利用风电机风轮回转时叶片上产生的离心力来自动变桨的风轮。

背景技术

风力发电机需要安装在风资源充沛地区，这些地区往往气候恶劣，风力变化剧烈无常，这就使风力发电机必须具有适应各种不同风速（包括台风）的能力，我们希望风力发电机在低风速启动，在额定风速可以高效率发电，在大风、阵风、台风情况下仍可运行而不会损坏——通过改变风轮叶片在不同风速下的桨距角可以达到此目的，这就是风电行业共同关注的变桨技术。

国内外与此有关的专利很多，一些是通过检测风向、风速讯号经软件程序处理后通过电控执行机构来改变风轮叶片的桨距角，称之为主动变桨；另一些是直接利用风轮所受风压或者利用风轮转动时叶片产生的离心力来改变叶片的桨距角称为被动变桨。已知的被动变桨专利技术均存在机构复杂、体积大、寿命短、成本高，没有阻尼缓冲装置等缺点，并且已知的被动变桨技术均只能负向变桨。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足，提供一种能够负向和顺向变桨、以及变桨过程中具有可靠的阻尼缓冲装置，而且结构简洁、体积小、使用寿命长的自动变桨风轮。

本发明的目的是这样实现的：一种自动变桨风轮，其特征在于所述风轮包括轮毂滑套机构、碟簧机构、螺旋槽机构、同步连杆机构和阻尼缓冲机构共五个机构；

所述轮毂滑套机构，包括主轴、轮毂体、悬臂轴、滑套、叶片、固定套和圆螺母，轮毂体中间是一个三棱柱体，由三棱柱体的三个侧平面向外伸出三根悬臂轴，三根悬臂轴与轮毂体连成一个整体，三个滑套分别套在三根悬臂轴上既可以转动也可以轴向移动，三个叶片连接在三个滑套上，圆螺母压在轮毂体上，使轮毂体中间的一个锥孔与主轴上的外圆椎体紧密连接，固定套罩在滑套之外并通过固定套端部的法兰固定在三棱柱体侧平面上，固定套的长度大于滑套向外运动的行程，同时由于滑套在固定套内和悬臂轴上移动时滑套后面环形空间的气体只能从固定套与滑套之间的间隙进出而可以产生阻尼作用（类似于气筒）；

所述碟簧机构有三套，每套碟簧机构装在所述轮毂体的三根悬臂轴和三个滑套的端部并伸入到叶片的内部，每套碟簧机构包括大内六角螺钉、导杆套、碟簧、托环、滚珠和止动螺钉，多个滚珠装在托环与滑套尾端面之间形成一个止推轴承，该止推轴承使滑套在碟簧压缩状态下仍然可以在轮毂体的悬臂轴上灵活转动，导杆套小端有两个凸台，当大内六角螺钉压住导杆套时，两凸台伸入悬臂轴末端的两个凹糟中，使导杆套不能转动，导杆套上的止动螺钉再顶住大内六角螺钉使内六角螺钉不能旋转松动；

所述螺旋槽机构有三套，每套螺旋槽机构包括两根销轴、四个滚针轴承、套管和滑套端部的双向螺旋槽（每个滑套端部有四条双向螺旋槽），双向螺旋槽的中心线是满足风机最佳双向变桨功能的曲线，两根销轴互相垂直穿过所述轮毂体的悬臂轴尾部，销轴的端头装有滚针轴承并伸入到滑套端部的双向螺旋槽中；由于两根销轴在轮毂体的悬臂轴上固定不动，当滑套作轴向移动时，由于滑套端部螺旋槽的作用，滑套就会被销轴和滚针轴承推动旋转，套管包在滑套端部外圆之外把螺旋槽机构全部罩住，它阻止油脂外泄，使滚针轴承和双向螺旋槽长期工作在润滑油中。

所述同步连杆机构由三根连杆、六根柱销、六个向心关节轴承、六个螺钉、六个大垫圈、六个压环、小螺钉、紧定螺钉和同步法兰组成。六根柱销有三根安装在三个滑套上，用三个紧定螺钉防松；有三根安装在同步法兰上，同样用三个紧定螺钉防松。每根连杆一端通过向心关节轴承套在滑套上，另一端通过向心关节轴承套在同步法兰上，用螺钉、大垫圈、压环和小螺钉使向心关节轴承定位。由于同步法兰只能以主轴为中心转动，这样三个滑套被同步法兰通过连杆锁住只能在一定范围内同步运动；

所述阻尼缓冲机构包括前支环、后支环、两块动隔板和一块静隔板，前支环和后支环一方面使同步法兰在主轴上限位（只能旋转），另一方面通过前、后支环内孔中间的O形圈起密封作用，静隔板从主轴端部中间的长槽中穿过把环形空间分割成两半，两块动隔板固定在同步法兰内腔中随同步法兰一起转动，每一块动隔板再把静隔板分割成两半的环形空间再分成两个小环形空间，当同步法兰转动时就会带动两块动隔板转动，由于每一块动隔板隔开的两个小环形空间内的油脂只能通过动隔板上的阻尼孔从一个小环形空间流向另一个小环形空间，从而使同步法兰的转动实现了阻尼缓冲。