[发明专利]基于倾斜铰接叶片的斜轴变桨型垂直轴风机

说明书

本发明公开了一种基于倾斜铰接叶片的斜轴变桨型垂直轴风机，包括：风机主轴；多片倾斜铰接叶片通过上部连接组件与风机主轴相连，以通过多片倾斜铰接叶片的倾动改变多片倾斜铰接叶片的攻角；变桨调节组件通过下部支撑组件与多片倾斜铰接叶片相连，用于控制多片倾斜铰接叶片的变桨过程，以调节多片倾斜铰接叶片功率。该风机通过变桨调节组件驱动倾斜铰接叶片发生扫掠面外的倾动，改变叶片迎风的相对攻角，实现变桨的效果，结构简单、变桨控制方便，从而有效提高了变桨的便捷性，可靠性高，简单易实现。

技术领域

本发明涉及风力发电设备技术领域，特别涉及一种基于倾斜铰接叶片的斜轴变桨型垂直轴风机。

背景技术

随着世界能源问题的加剧和环境保护的迫切要求，风能作为一种清洁无污染的可再生能源得到了人们的日益重视。近年来我国风电技术及应用有了长足发展。现代风机可分为水平轴风机和垂直轴风机。目前风电行业中水平轴风机是主流机型，而垂直轴风机无需对风，转速低、噪音小、制造成本低，安装及维护方便，在中小型分布式风力发电系统、特殊用途风机等领域也占有一席之地。但是垂直轴风机的风能利用效率较低，叶片载荷周期性变化，限制了其进一步的发展和应用。变桨距控制可以有效提高风机的风能利用效率，改善风机载荷，避免过载、飞车等事故的发生。

针对垂直轴风机，有多种变桨距控制方案，包括：(1)利用位于旋转中心的凹槽凸轮和曲柄连杆机构实现叶片变桨；(2)设计了位于旋转中心的偏心轴和六连杆机构；(3)设计了位于叶片下端扫掠路径的凹槽轨道和曲柄滑块机构；(4)采用了四连杆机构；(5)采用了位于旋转中心的导向轨道和连杆机构。然而，这些方案中的设计均较为复杂，需要增加额外的变桨装置。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种基于倾斜铰接叶片的斜轴变桨型垂直轴风机，该风机有效提高了变桨的便捷性，可靠性高，简单易实现。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于倾斜铰接叶片的斜轴变桨型垂直轴风机，包括：风机主轴；多片倾斜铰接叶片，所述通过上部连接组件与所述风机主轴相连，以通过所述多片倾斜铰接叶片的倾动改变所述多片倾斜铰接叶片的攻角；变桨调节组件，所述变桨调节组件通过下部支撑组件与所述多片倾斜铰接叶片相连，用于控制所述多片倾斜铰接叶片的变桨过程，以调节多片倾斜铰接叶片功率。

本发明实施例的基于倾斜铰接叶片的斜轴变桨型垂直轴风机，通过变桨调节组件驱动倾斜铰接叶片发生扫掠面外的倾动，改变叶片迎风的相对攻角，实现变桨的效果，结构简单、变桨控制方便，从而有效提高了变桨的便捷性，可靠性高，简单易实现。

另外，根据本发明上述实施例的基于倾斜铰接叶片的斜轴变桨型垂直轴风机还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述变桨调节组件包括：固定法兰，所述固定法兰的法兰盘通过法兰连接螺栓固定在所述风机主轴上；支撑轴，所述支撑轴通过支撑轴连接螺栓连接在所述固定法兰的圆筒上；空心丝杠，所述空心丝杠通过丝杠上支撑轴承与丝杠下支撑轴承固定在所述支撑轴上，并且所述空心丝杠外套有螺纹连接的丝杠外套筒滑块，且所述空心丝杠的下端固定有丝杠传动齿轮；滑块导轨，所述滑块导轨与所述丝杠外套筒滑块进行滑动接触，且所述滑块导轨固定在所述固定法兰上；变桨电机，所述变桨电机通过电机传动齿轮与所述丝杠传动齿轮咬合，且所述变桨电机通过电机支架固定在所述风机主轴上。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：倾斜铰接组件，所述倾斜铰接组件分别与所述多片倾斜铰接叶片的上半部分和所述连接组件相连。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述倾斜铰接组件包括：上部连接组件铰接支架；叶片铰接支架，所述叶片铰接支架固定在所述多片倾斜铰接叶片的上半部，且所述叶片铰接支架和所述上部连接组件铰接支架上设有多个对应的铰接孔，其中，每个铰接孔上通过铰接轴承及螺栓进行连接。