[实用新型]垂直轴风力发电机桨叶的桨距角调节机构

说明书

技术领域

本实用新型属于垂直轴风力发电机领域，具体地说，尤其涉及垂直轴风力发电机桨叶的桨距角调节机构。

背景技术

如图2所示，垂直轴风力发电机桨叶的桨距角θ是桨叶的圆周速度方向与其叶弦方向之间的夹角，目前桨叶的桨距角在设计时便已经设定，不可调节，且该设定的桨距角与启动风速、额定风速、切出风速及风力发电机的额定功率等因素密切相关。同时，桨距角代表的是桨叶的风能利用率，桨距角越大，其风能利用率就越低，且在相同风速的情况下，桨距角越大，风力发电机的输出功率越小。在运行过程中，我们发现实际风速常常与启动风速、额定风速、切出风速有很大差异。

当实际风速＜启动风速时，风力发电机强制停机，为了保护桨叶，需要增大桨距角，一般要增大至90°，而现有结构无法实现；

当启动风速＜实际风速＜额定风速时，需要尽可能地减小桨距角，一般需减小至0°，以便提高风能利用率，增大风力发电机的输出功率；

当额定风速＜实际风速＜切出风速时，需根据实际风速的大小调节桨距角，从而使风力发电机的输出功率稳定在额定功率附近，而现有结构无法实现，致使风力发电机的输出功率与其额定功率偏差较大，这样就会对电网产生较大的冲击；

当实际风速＞切出风速时，风力发电机强制停机，为了保护桨叶，需要增大桨距角，一般要增大至90°，而现有结构还是无法实现。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种垂直轴风力发电机桨叶的桨距角调节机构，它能够根据需要调节风力发电机桨叶的桨距角。

本实用新型的技术方案如下：一种垂直轴风力发电机桨叶的桨距角调节机构，包括分布在同一圆周上的桨叶(1)，该桨叶呈竖直设置，且各桨叶(1)的上、下部均分别套装有一个叶片箍(2)，该叶片箍的背面具有两个上、下并排设置的水平支耳(2a)，其特征在于：在所述桨叶(1)所在圆的内侧设置动力组件、竖直管组件、执行组件、风机轮毂外壳(3)和主动锥齿轮(4)，其中风机轮毂外壳(3)对称设在所述竖直管组件的上、下端，在竖直管组件内设置所述动力组件，该动力组件包括动力装置(5)和竖直输出轴(6)，其中动力装置(5)的两个输出端分别与对应的所述竖直输出轴(6)相连，该竖直输出轴位于动力装置(5)的上、下方，并在动力装置(5)的带动下绕各自的轴心线转动，且两根竖直输出轴(6)远离动力装置的一端伸到对应的风机轮毂外壳(3)内，并在两伸入端均套装有所述主动锥齿轮(4)；

在两个风机轮毂外壳(3)上均水平设有所述执行组件，该执行组件的位置与所述叶片箍(2)一一对应；所述执行组件包括水平轴(7)、从动锥齿轮(8)、水平支撑管(9)、水平安装管(10)、蜗杆(11)和蜗轮(12)，其中水平支撑管(9)的内端与所述风机轮毂外壳(3)固定，水平支撑管(9)的外端部与所述水平安装管(10)内端部同心连接，该水平安装管的外部位于所述叶片箍(2)的两个水平支耳(2a)之间；

所述水平轴(7)通过轴承支撑于水平支撑管(9)内，水平轴(7)的内端伸到所述风机轮毂外壳(3)内，并在该伸入端套装所述从动锥齿轮(8)，该从动锥齿轮(8)与所述主动锥齿轮(4)相啮合，且水平轴(7)的外端与所述蜗杆(11)同轴连接；

所述蜗杆(11)和蜗轮(12)均装在水平安装管(10)内，且蜗杆(11)与蜗轮(12)相啮合，该蜗轮套装于蜗轮轴(13)上，蜗轮轴(13)的上、下端部分别穿过所述水平安装管(10)管壁上的过孔后，插入所述叶片箍(2)对应水平支耳(2a)上的安装孔中，且叶片箍(2)能够跟随蜗轮轴(13)一起转动，在所述动力装置(5)的带动下，各个叶片箍(2)能够同步沿周向摆动，从而同步调节各个叶片箍(2)的桨距角(θ)。

安装本调节机构时，将下面一个风机轮毂外壳的下端与轮毂法兰盘连接，该轮毂法兰盘设在轮毂主轴的上端，该轮毂主轴位于风力发电机的上方，并通过联轴器与风力发电机的主轴相连。运行时，所述桨叶(1)在风能的作用下绕回转中心转动，从而带动风力发电机发电机发电。