CN205618298U - 一种应用于风力发电的折尾结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于风力发电的折尾结构，包括偏航固定座和尾舵板，所述偏航固定座上设置有可转动的偏航旋转套，所述偏航旋转套上的侧边位置设置有指向前方的发电机连接臂，所述发电机连接臂的前端安装发电机，所述发电机前部设置有叶片，所述偏航旋转套后侧处设置有可转动的尾舵杆，所述尾舵板位于尾舵杆的尾部，所述偏航旋转套上相对于发电机连接臂的另一侧处设置有尾舵回位臂，所述尾舵回位臂的端部与尾舵杆之间连接有回位弹簧；该折尾结构针对风力发电机面对强风容易出现转速过快或者损坏的情况，尤其是通过尾舵回位臂、回位弹簧与尾舵杆的设计，能根据风速实现自动调节叶片转速、避免出现飞车现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电设备技术领域，特别是一种针对强风袭击的风力发电机用偏航折尾结构。
背景技术
风力发电机的原理是利用作为自然界可再生资源的风能转变成电能，再把生产的电能应用到日常生活各领域。现时的风力发电机大都采用螺旋桨式风叶接收风力。然而，风力发电机一旦遇到强风时，风叶将会向发电机主干严重弯曲，甚至打断发电机塧架，使风力发电机损坏乃至报废，造成巨大的经济损失；另外，风力发电机在面对强风的状态下，容易导致转速失控，超过发电机设定的最高转速后仍然不停，伴随而来的是发电机过电流，严重损坏发电机内部结构，造成飞车现象。因此，传统的风力发电机有必要针对上述问题作进一步改善和优化。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种可适应强风的、应用于风力发电的避风折尾结构，其抗强风能力好、不会出现飞车现象，能在面对强风时降低转速。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种应用于风力发电的折尾结构，包括偏航固定座和尾舵板，所述偏航固定座上设置有可转动的偏航旋转套，所述偏航旋转套上的侧边位置设置有指向前方的发电机连接臂，其中所述发电机连接臂相对偏航旋转套中心呈偏心安装，所述发电机连接臂的前端安装发电机，所述发电机前部设置有叶片，所述偏航旋转套后侧处设置有可转动的尾舵杆，所述尾舵板位于尾舵杆的尾部，所述偏航旋转套上相对于发电机连接臂的另一侧处设置有尾舵回位臂，所述尾舵回位臂的端部与尾舵杆之间连接有回位弹簧。
作为一个优选项，所述尾舵回位臂为L字状。
作为一个优选项，所述尾舵杆前端朝向尾舵回位臂一侧处设置有尾舵杆定位块。
作为一个优选项，所述偏航旋转套连接有与尾舵杆定位块对应的回位支撑块。
作为一个优选项，所述连接臂相对偏航旋转套中心偏心距α为30～100mm。
作为一个优选项，所述发电机连接臂的后端设置有可顶住尾舵杆的折弯支撑块。
作为一个优选项，所述连接臂相对水平面的向上倾斜角度为5～10°。
作为一个优选项，所述偏航旋转套后侧处设置有尾舵安装板，所述尾舵杆与尾舵安装板之间通过尾舵销连接。
作为一个优选项，所述偏航固定座上设置有偏航轴，所述偏航轴与偏航旋转套之间设置有轴承和支撑套。
本实用新型的有益效果是：该折尾结构针对风力发电机面对强风容易出现转速过快或者损坏的情况，通过合理的结构改良，尤其是通过尾舵回位臂、回位弹簧与尾舵杆的设计，可在风力过大时把风轮部分的迎风面与尾舵板呈平行状态，在不影响平时工作的前提下，能根据风速实现自动调节叶片转速、避免出现飞车现象，可起到很好的抵御强风的效果，而且这种结构简单合理紧凑，安装方便，实施成本低，具有良好的使用价值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的立体图；
图2是本实用新型在面对强风时的立体图；
图3是本实用新型的结构分解图；
图4是本实用新型中偏航旋转套部分的局部剖视；
图5是本实用新型在正常工作时的俯视图；
图6是本实用新型在面对强风时的俯视图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。为透彻的理解本发明，在接下来的描述中会涉及一些特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现，即所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。此外需要说明的是，下面描述中使用的词语“前部”、“后侧”、“左侧”、“右侧”、“上侧”、“下侧”等指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，相关技术人员在对上述方向作简单、不需要创造性的调整不应理解为本申请保护范围以外的技术。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定实际保护范围。而为避免混淆本发明的目的，由于熟知的发电机发电原理、风力发电机安装环境、部件大小尺寸、电路布局等的技术已经很容易理解，因此它们并未被详细描述。参照图1～图4，一种应用于风力发电的折尾结构，包括偏航固定座1和尾舵板2，所述偏航固定座1上设置有可转动的偏航旋转套3，其中偏航旋转套3可在水平面内转动。所述偏航旋转套3上的侧边位置设置有指向前方的发电机连接臂4，其中所述发电机连接臂4相对偏航旋转套3呈偏心安装，所述发电机连接臂4的前端安装发电机5，所述发电机5前部设置有叶片51，叶片51在受到风的作用就可转动使得发电机5产生电流输出。所述偏航旋转套3后侧处设置有可转动的尾舵杆21，所述尾舵板2位于尾舵杆21的尾部，所述偏航旋转套3上相对于发电机连接臂4的另一侧处设置有尾舵回位臂6，所述尾舵回位臂6的端部与尾舵杆21之间连接有回位弹簧61。
在实际工作是，当风力在额定范围内时，参照图1，风除了带动叶片51旋转外，也会对尾舵板2具有作用力，使尾舵板2保持相对静止，同时由于发电机连接臂4相对偏航旋转套3呈偏心安装，使风对发电机5的推力转化为对发电机连接臂4与偏航固定座1之间的扭力，这就和尾舵板2产生相抗力。但由于回位弹簧61的作用，尾舵杆21与发电机连接臂4之间角度不变，风力发电机正常工作。而一旦风力超过额定范围内时，参照图2，发电机连接臂4与尾舵杆21之间的扭力比回位弹簧61拉力大，尾舵杆21与发电机连接臂4之间角度随之改变，这样相当于叶片51、发电机5等的风轮部分的迎风面与尾舵板2呈平行状态或者大致平行状态，叶片51不再直接印着强风，就起到了对叶片51、发电机5的保护作用。
另外的实施例，参照图1～图4的一种应用于风力发电的折尾结构，其中此处所称的“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例包括偏航固定座1和尾舵板2，所述偏航固定座1上设置有可转动的偏航旋转套3，偏航旋转套3可设计成筒状。所述偏航旋转套3上的侧边位置设置有指向前方的发电机连接臂4，其中所述发电机连接臂4相对偏航旋转套3呈偏心安装，所述发电机连接臂4的前端安装发电机5，所述发电机5前部设置有叶片51，所述偏航旋转套3后侧处设置有可转动的尾舵杆21，所述尾舵板2位于尾舵杆21的尾部。所述偏航旋转套3上相对于发电机连接臂4的另一侧处设置有尾舵回位臂6，例如发电机连接臂4位于偏航旋转套3的左侧，则发电机连接臂4位于偏航旋转套3的右侧，并以叶片 51所在一方为前方、尾舵板2所在一方为后方。所述尾舵回位臂6的端部与尾舵杆21之间连接有回位弹簧61，所述尾舵回位臂6为L字状，使尾舵回位臂6的端部可以与尾舵杆21之间拉开距离，方便回位弹簧61等部件的安装，以及回位弹簧61能保持合适的角度以保证尾舵回位臂6与尾舵杆21之间的拉力。所述尾舵杆21前端朝向尾舵回位臂6一侧处设置有尾舵杆定位块22，当尾舵杆21回位时，尾舵杆定位块22就可以起到限位作用。所述偏航旋转套3连接有与尾舵杆定位块22对应的回位支撑块31，即尾舵杆21回位时，回位支撑块31可顶住尾舵杆定位块22以辅助限位。其中尾舵杆定位块22和回位支撑块31可加装缓冲垫。
另外的实施例，参照图1～图4的一种应用于风力发电的折尾结构，包括偏航固定座1和尾舵板2，其中偏航固定座1下端可连接立柱14，即风力发电机可通过偏航固定座1的立柱14固定安装。所述偏航固定座1上设置有可转动的偏航旋转套3，所述偏航旋转套3上的侧边位置设置有指向前方的发电机连接臂4，其中所述发电机连接臂4相对偏航旋转套3呈偏心安装，所述发电机连接臂4的前端安装发电机5，所述发电机5前部设置有叶片51，所述偏航旋转套3后侧处设置有可转动的尾舵杆21，所述尾舵板2位于尾舵杆21的尾部，所述偏航旋转套3上相对于发电机连接臂4的另一侧处设置有尾舵回位臂6，所述尾舵回位臂6的端部与尾舵杆21之间连接有回位弹簧61，所述连接臂4相对水平面的向上倾斜角度为5～10°，这样可降低叶片51旋转时，发电机5所产生的震动。所述偏航固定座1上设置有偏航轴11，所述偏航轴11与偏航旋转套3之间设置有轴承12和支撑套13。其中支撑套13可采用铜套，为偏航旋转套3提供支撑力，有利于延长轴承12等的旋转结构的使用寿命。
另外的实施例，参照图1～图4的一种应用于风力发电的折尾结构，包括偏航固定座1和尾舵板2，所述偏航固定座1上设置有可转动的偏航旋转套3，所述偏航旋转套3上的侧边位置设置有指向前方的发电机连接臂4，其中所述发电机连接臂4相对偏航旋转套3呈偏心安装，所述发电机连接臂4的前端安装发电机5，所述发电机5前部设置有叶片51，所述偏航旋转套3后侧处设置有可转动的尾舵杆21,其中偏航旋转套3通过铰接装置与偏航固定座1连接，所述尾舵板2位于尾舵杆21的尾部，所述偏航旋转套3上相对于发电机连接臂4的另一侧处设置有尾舵回位臂6，所述尾舵回位臂6的端部与尾舵杆21之间连接有回位弹簧61，所述发电机连接臂4的后端设置有可顶住尾舵杆21的折弯支撑块41，一旦尾舵杆21折弯时，折弯支撑块41就可起到限位作用。其中折弯支撑块41可加装缓冲垫。根据叶片51的大小、尾舵杆21和尾舵板2的重量以及尾舵杆21的长度等因子，所述连接臂4相对偏航旋转套3中心偏心距α为30～100mm。所述偏航旋转套3后侧处设置有尾舵安装板23，所述尾舵杆21与尾舵安装板23之间通过尾舵销24连接，便于尾舵杆21的安装。
根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。
经过实践证明，风力发电机采用这种折尾结构，既不会影响原来的发电效果，又可以有效应对强风的冲击。例如参照图1、图5，在风向相对于叶片51的旋转面偏左时，由于发电机连接臂4相对偏航旋转套3呈偏心安装，叶片51迎风时会产生偏心力矩，该偏心力矩使得叶片51和发电机连接臂4等具有以偏航旋转套3的中心线B为转轴向发电机连接臂4偏心的一侧即左侧转动的趋势，即叶片51迎风时在偏心力矩的作用下，叶片51带动发电机连接臂4向左侧转动了一个角度，此时尾舵板2随发电机连接臂4的转动而不再与风向平行，风对尾舵板2具有作用力，使得尾舵板2和尾舵杆21具有向发电机连接臂4偏心一侧即左侧转动的趋势，由于尾舵旋转套8是倾斜布设在发电机连接臂4上的，当风速较小时，偏心力矩和尾舵板2所受风力不足抵消回位弹簧61的拉力以推动尾舵旋转套8相对发电机连接臂4转动，尾舵板2所受风力使得尾舵杆21能够克服发电机连接臂4因偏心带来的转动，尾舵板2在风力作用下转动到与风向保持平行，使得叶片51重新以正面迎风旋转发电；
当风向改变时，若风向由左侧往右侧吹，尾舵板2和尾舵杆21往右转动，因限位板21与第一限位块9的作用，使得发电机连接臂4和尾舵杆21跟随偏航旋转套3联动转动，直到尾舵板2转动至与新的风向平行，此时叶片51正面迎风；若改变后的风向为由右侧往左侧吹，因尾舵旋转套8相对发电机连接臂4往右侧倾斜设置，较小的风速不足以驱使尾舵旋转套8相对发电机连接臂4转动，故发电机连接臂4和尾舵杆21亦跟随偏航旋转套3联动转动，直至尾舵板2与新的风向平行，叶片51正面迎风，实现了叶片51通过尾舵板2自动捕捉风向。
当风速超过预设值，例如12m/s时，足以抵消回位弹簧61的拉力，尾舵旋转套8在偏心力矩和尾舵板2所受风力的作用下相对发电机连接臂4转动，从而改变叶片51与尾舵板2之间的角度关系，叶片51与发电机5相对尾舵板2向发电机连接臂4的偏心一侧转向，改变了风力在叶片51上的切出方向，减小了叶片51的迎风、受力面积，风对叶片51的作用力变小，叶片51转速逐步降低，实现了叶片51的自动调速。
当风速进一步加大，例如达到14m/s时，叶片51和发电机5相对尾舵板2向发电机连接臂4的偏心一侧转过90°，如图2、图6所示，此时，尾舵板2与风向A平行，使得叶片51也被带动至与风向A平行，叶片51不再正面迎风而是侧面迎风，即风轮部分的迎风面偏向风向一侧接近90°，风不再在叶片51的正面产生作用力，叶片51的继续转速逐步降低甚至停止转动，有效避免了叶片高速转动而产生的飞车现象，实现完全避风，使得叶片等部件在强风中可得到有效保护而不至损毁；
当风速降低时，因尾舵旋转套8倾斜布设在发电机连接臂4上，尾舵杆21在回位弹簧61的拉力作用下自动复位，在复位的过程中，尾舵板2因不与风向A平行而受到风力作用，尾舵杆21推动发电机连接臂4逐渐向右侧转动，使得叶片51逐渐迎风，当尾舵杆21和尾舵板2完全复位至如图4所示状态时，尾舵杆21上的限位板21与第一限位块9抵接，尾舵板2与叶片51的旋转面相互垂直，尾舵板2和尾舵杆21又重新带动叶片51正常捕捉风向。
Claims (9)
1.一种应用于风力发电的折尾结构，包括偏航固定座（1）和尾舵板（2），所述偏航固定座（1）上设置有可转动的偏航旋转套（3），所述偏航旋转套（3）上的侧边位置设置有指向前方的发电机连接臂（4），其中所述发电机连接臂（4）相对偏航旋转套（3）呈偏心安装，所述发电机连接臂（4）的前端安装发电机（5），所述发电机（5）前部设置有叶片（51），其特征在于：所述偏航旋转套（3）后侧处设置有可转动的尾舵杆（21），所述尾舵板（2）位于尾舵杆（21）的尾部，所述偏航旋转套（3）上相对于发电机连接臂（4）的另一侧处设置有尾舵回位臂（6），所述尾舵回位臂（6）的端部与尾舵杆（21）之间连接有回位弹簧（61）。
2.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电的折尾结构，其特征在于：所述尾舵回位臂（6）为L字状。
3.根据权利要求1或2所述的一种应用于风力发电的折尾结构，其特征在于：所述尾舵杆（21）前端朝向尾舵回位臂（6）一侧处设置有尾舵杆定位块（22）。
4.根据权利要求3所述的一种应用于风力发电的折尾结构，其特征在于：所述偏航旋转套（3）连接有与尾舵杆定位块（22）对应的回位支撑块（31）。
5.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电的折尾结构，其特征在于：所述连接臂（4）相对偏航旋转套（3）中心偏心距α为30～100mm。
6.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电的折尾结构，其特征在于：所述发电机连接臂（4）的后端设置有可顶住尾舵杆（21）的折弯支撑块（41）。
7.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电的折尾结构，其特征在于：所述连接臂（4）相对水平面的向上倾斜角度为5～10°。
8.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电的折尾结构，其特征在于：所述偏航旋转套（3）后侧处设置有尾舵安装板（23），所述尾舵杆（21）与尾舵安装板（23）之间通过尾舵销（24）连接。
9.根据权利要求1所述的一种应用于风力发电的折尾结构，其特征在于：所述偏航固定座（1）上设置有偏航轴（11），所述偏航轴（11）与偏航旋转套（3）之间设置有轴承（12）和支撑套（13）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170816 Address after: 528437 Guangdong City, Zhongshan Province Torch Development Zone, No. 1, the Union Road, building 205, room two, room second Patentee after: Zhongshan Teng new Yang Energy Technology Co Ltd Address before: 528403 Guangdong city of Zhongshan Province East yongjingyuan street a 1002 real appreciation Patentee before: Lei Jieyan |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161005 Termination date: 20180422 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |