一種應用于風力發電的折尾結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種應用于風力發電的折尾結構，包括偏航固定座和尾舵板，所述偏航固定座上設置有可轉動的偏航旋轉套，所述偏航旋轉套上的側邊位置設置有指向前方的發電機連接臂，所述發電機連接臂的前端安裝發電機，所述發電機前部設置有葉片，所述偏航旋轉套后側處設置有可轉動的尾舵桿，所述尾舵板位于尾舵桿的尾部，所述偏航旋轉套上相對于發電機連接臂的另一側處設置有尾舵回位臂，所述尾舵回位臂的端部與尾舵桿之間連接有回位彈簧；該折尾結構針對風力發電機面對強風容易出現轉速過快或者損壞的情況，尤其是通過尾舵回位臂、回位彈簧與尾舵桿的設計，能根據風速實現自動調節葉片轉速、避免出現飛車現象。
【專利說明】
一種應用于風力發電的折尾結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及風力發電設備技術領域，特別是一種針對強風襲擊的風力發電機用偏航折尾結構。【背景技術】
[0002]風力發電機的原理是利用作為自然界可再生資源的風能轉變成電能，再把生產的電能應用到日常生活各領域。現時的風力發電機大都采用螺旋槳式風葉接收風力。然而，風力發電機一旦遇到強風時，風葉將會向發電機主干嚴重彎曲，甚至打斷發電機謚架，使風力發電機損壞乃至報廢，造成巨大的經濟損失；另外，風力發電機在面對強風的狀態下，容易導致轉速失控，超過發電機設定的最高轉速后仍然不停，伴隨而來的是發電機過電流，嚴重損壞發電機內部結構，造成飛車現象。因此，傳統的風力發電機有必要針對上述問題作進一步改善和優化。
【發明內容】

[0003]為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種可適應強風的、應用于風力發電的避風折尾結構，其抗強風能力好、不會出現飛車現象，能在面對強風時降低轉速。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]—種應用于風力發電的折尾結構，包括偏航固定座和尾舵板，所述偏航固定座上設置有可轉動的偏航旋轉套，所述偏航旋轉套上的側邊位置設置有指向前方的發電機連接臂，其中所述發電機連接臂相對偏航旋轉套中心呈偏心安裝，所述發電機連接臂的前端安裝發電機，所述發電機前部設置有葉片，所述偏航旋轉套后側處設置有可轉動的尾舵桿，所述尾舵板位于尾舵桿的尾部，所述偏航旋轉套上相對于發電機連接臂的另一側處設置有尾舵回位臂，所述尾舵回位臂的端部與尾舵桿之間連接有回位彈簧。
[0006]作為一個優選項，所述尾舵回位臂為L字狀。
[0007]作為一個優選項，所述尾舵桿前端朝向尾舵回位臂一側處設置有尾舵桿定位塊。
[0008]作為一個優選項，所述偏航旋轉套連接有與尾舵桿定位塊對應的回位支撐塊。
[0009]作為一個優選項，所述連接臂相對偏航旋轉套中心偏心距a為30?100mm。
[0010]作為一個優選項，所述發電機連接臂的后端設置有可頂住尾舵桿的折彎支撐塊。
[0011]作為一個優選項，所述連接臂相對水平面的向上傾斜角度為5?10°。
[0012]作為一個優選項，所述偏航旋轉套后側處設置有尾舵安裝板，所述尾舵桿與尾舵安裝板之間通過尾舵銷連接。
[0013]作為一個優選項，所述偏航固定座上設置有偏航軸，所述偏航軸與偏航旋轉套之間設置有軸承和支撐套。
[0014]本實用新型的有益效果是:該折尾結構針對風力發電機面對強風容易出現轉速過快或者損壞的情況，通過合理的結構改良，尤其是通過尾舵回位臂、回位彈簧與尾舵桿的設計，可在風力過大時把風輪部分的迎風面與尾舵板呈平行狀態，在不影響平時工作的前提下，能根據風速實現自動調節葉片轉速、避免出現飛車現象，可起到很好的抵御強風的效果，而且這種結構簡單合理緊湊，安裝方便，實施成本低，具有良好的使用價值。
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0016]圖1是本實用新型的立體圖；
[0017]圖2是本實用新型在面對強風時的立體圖；
[0018]圖3是本實用新型的結構分解圖；
[0019]圖4是本實用新型中偏航旋轉套部分的局部剖視；
[0020]圖5是本實用新型在正常工作時的俯視圖；
[0021 ]圖6是本實用新型在面對強風時的俯視圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本申請的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。為透徹的理解本發明，在接下來的描述中會涉及一些特定細節。而在沒有這些特定細節時，本發明則可能仍可實現，即所屬領域內的技術人員使用此處的這些描述和陳述向所屬領域內的其他技術人員有效的介紹他們的工作本質。此外需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前部”、“后側”、“左側”、“右側”、“上側”、“下側”等指的是附圖中的方向，詞語“內”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向，相關技術人員在對上述方向作簡單、不需要創造性的調整不應理解為本申請保護范圍以外的技術。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本申請，并不用于限定實際保護范圍。而為避免混淆本發明的目的，由于熟知的發電機發電原理、風力發電機安裝環境、部件大小尺寸、電路布局等的技術已經很容易理解，因此它們并未被詳細描述。參照圖1?圖4，一種應用于風力發電的折尾結構，包括偏航固定座I和尾舵板2，所述偏航固定座I上設置有可轉動的偏航旋轉套3，其中偏航旋轉套3可在水平面內轉動。所述偏航旋轉套3上的側邊位置設置有指向前方的發電機連接臂4，其中所述發電機連接臂4相對偏航旋轉套3呈偏心安裝，所述發電機連接臂4的前端安裝發電機5，所述發電機5前部設置有葉片51，葉片51在受到風的作用就可轉動使得發電機5產生電流輸出。所述偏航旋轉套3后側處設置有可轉動的尾舵桿21，所述尾舵板2位于尾舵桿21的尾部，所述偏航旋轉套3上相對于發電機連接臂4的另一側處設置有尾舵回位臂6，所述尾舵回位臂6的端部與尾舵桿21之間連接有回位彈簧
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[0023]在實際工作是，當風力在額定范圍內時，參照圖1，風除了帶動葉片51旋轉外，也會對尾舵板2具有作用力，使尾舵板2保持相對靜止，同時由于發電機連接臂4相對偏航旋轉套3呈偏心安裝，使風對發電機5的推力轉化為對發電機連接臂4與偏航固定座I之間的扭力，這就和尾舵板2產生相抗力。但由于回位彈簧61的作用，尾舵桿21與發電機連接臂4之間角度不變，風力發電機正常工作。而一旦風力超過額定范圍內時，參照圖2，發電機連接臂4與尾舵桿21之間的扭力比回位彈簧61拉力大，尾舵桿21與發電機連接臂4之間角度隨之改變，這樣相當于葉片51、發電機5等的風輪部分的迎風面與尾舵板2呈平行狀態或者大致平行狀態，葉片51不再直接印著強風，就起到了對葉片51、發電機5的保護作用。
[0024]另外的實施例，參照圖1?圖4的一種應用于風力發電的折尾結構，其中此處所稱的“實施例”是指可包含于本申請至少一個實現方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現的“實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。實施例包括偏航固定座1和尾舵板2,所述偏航固定座1上設置有可轉動的偏航旋轉套3,偏航旋轉套3可設計成筒狀。所述偏航旋轉套3上的側邊位置設置有指向前方的發電機連接臂4,其中所述發電機連接臂4相對偏航旋轉套3呈偏心安裝，所述發電機連接臂4的前端安裝發電機5,所述發電機5前部設置有葉片51，所述偏航旋轉套3后側處設置有可轉動的尾舵桿21，所述尾舵板2位于尾舵桿21的尾部。所述偏航旋轉套3上相對于發電機連接臂4的另一側處設置有尾舵回位臂6,例如發電機連接臂4位于偏航旋轉套3的左側，則發電機連接臂4位于偏航旋轉套3的右側，并以葉片51所在一方為前方、尾舵板2所在一方為后方。所述尾舵回位臂6的端部與尾舵桿21之間連接有回位彈簧61，所述尾舵回位臂6為L字狀，使尾舵回位臂6的端部可以與尾舵桿21之間拉開距離，方便回位彈簧61等部件的安裝，以及回位彈簧61能保持合適的角度以保證尾舵回位臂6與尾舵桿21之間的拉力。所述尾舵桿21前端朝向尾舵回位臂6—側處設置有尾舵桿定位塊22,當尾舵桿21回位時，尾舵桿定位塊22就可以起到限位作用。所述偏航旋轉套3連接有與尾舵桿定位塊22對應的回位支撐塊31，即尾舵桿21回位時，回位支撐塊31可頂住尾舵桿定位塊22以輔助限位。其中尾舵桿定位塊22和回位支撐塊31可加裝緩沖墊。
[0025]另外的實施例，參照圖1?圖4的一種應用于風力發電的折尾結構，包括偏航固定座1和尾舵板2，其中偏航固定座1下端可連接立柱14，即風力發電機可通過偏航固定座1的立柱14固定安裝。所述偏航固定座1上設置有可轉動的偏航旋轉套3,所述偏航旋轉套3上的側邊位置設置有指向前方的發電機連接臂4,其中所述發電機連接臂4相對偏航旋轉套3呈偏心安裝，所述發電機連接臂4的前端安裝發電機5,所述發電機5前部設置有葉片51，所述偏航旋轉套3后側處設置有可轉動的尾舵桿21，所述尾舵板2位于尾舵桿21的尾部，所述偏航旋轉套3上相對于發電機連接臂4的另一側處設置有尾舵回位臂6,所述尾舵回位臂6的端部與尾舵桿21之間連接有回位彈簧61，所述連接臂4相對水平面的向上傾斜角度為5?10°， 這樣可降低葉片51旋轉時，發電機5所產生的震動。所述偏航固定座1上設置有偏航軸11，所述偏航軸11與偏航旋轉套3之間設置有軸承12和支撐套13。其中支撐套13可采用銅套，為偏航旋轉套3提供支撐力，有利于延長軸承12等的旋轉結構的使用壽命。
[0026]另外的實施例，參照圖1?圖4的一種應用于風力發電的折尾結構，包括偏航固定座1和尾舵板2，所述偏航固定座1上設置有可轉動的偏航旋轉套3，所述偏航旋轉套3上的側邊位置設置有指向前方的發電機連接臂4,其中所述發電機連接臂4相對偏航旋轉套3呈偏心安裝，所述發電機連接臂4的前端安裝發電機5,所述發電機5前部設置有葉片51，所述偏航旋轉套3后側處設置有可轉動的尾舵桿21，其中偏航旋轉套3通過鉸接裝置與偏航固定座 1連接，所述尾舵板2位于尾舵桿21的尾部，所述偏航旋轉套3上相對于發電機連接臂4的另一側處設置有尾舵回位臂6,所述尾舵回位臂6的端部與尾舵桿21之間連接有回位彈簧61， 所述發電機連接臂4的后端設置有可頂住尾舵桿21的折彎支撐塊41，一旦尾舵桿21折彎時， 折彎支撐塊41就可起到限位作用。其中折彎支撐塊41可加裝緩沖墊。根據葉片51的大小、尾舵桿21和尾舵板2的重量以及尾舵桿21的長度等因子，所述連接臂4相對偏航旋轉套3中心偏心距a為30?100mm。所述偏航旋轉套3后側處設置有尾舵安裝板23,所述尾舵桿21與尾舵安裝板23之間通過尾舵銷24連接，便于尾舵桿21的安裝。
[0027]根據上述原理，本實用新型還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護范圍內。
[0028]經過實踐證明，風力發電機采用這種折尾結構，既不會影響原來的發電效果，又可以有效應對強風的沖擊。例如參照圖1、圖5，在風向相對于葉片51的旋轉面偏左時，由于發電機連接臂4相對偏航旋轉套3呈偏心安裝，葉片51迎風時會產生偏心力矩，該偏心力矩使得葉片51和發電機連接臂4等具有以偏航旋轉套3的中心線B為轉軸向發電機連接臂4偏心的一側即左側轉動的趨勢，即葉片51迎風時在偏心力矩的作用下，葉片51帶動發電機連接臂4向左側轉動了一個角度，此時尾舵板2隨發電機連接臂4的轉動而不再與風向平行，風對尾舵板2具有作用力，使得尾舵板2和尾舵桿21具有向發電機連接臂4偏心一側即左側轉動的趨勢，由于尾舵旋轉套8是傾斜布設在發電機連接臂4上的，當風速較小時，偏心力矩和尾舵板2所受風力不足抵消回位彈簧61的拉力以推動尾舵旋轉套8相對發電機連接臂4轉動，尾舵板2所受風力使得尾舵桿21能夠克服發電機連接臂4因偏心帶來的轉動，尾舵板2在風力作用下轉動到與風向保持平行，使得葉片51重新以正面迎風旋轉發電；
[0029]當風向改變時，若風向由左側往右側吹，尾舵板2和尾舵桿21往右轉動，因限位板21與第一限位塊9的作用，使得發電機連接臂4和尾舵桿21跟隨偏航旋轉套3聯動轉動，直到尾舵板2轉動至與新的風向平行，此時葉片51正面迎風；若改變后的風向為由右側往左側吹，因尾舵旋轉套8相對發電機連接臂4往右側傾斜設置，較小的風速不足以驅使尾舵旋轉套8相對發電機連接臂4轉動，故發電機連接臂4和尾舵桿21亦跟隨偏航旋轉套3聯動轉動，直至尾舵板2與新的風向平行，葉片51正面迎風，實現了葉片51通過尾舵板2自動捕捉風向。
[0030]當風速超過預設值，例如12m/s時，足以抵消回位彈簧61的拉力，尾舵旋轉套8在偏心力矩和尾舵板2所受風力的作用下相對發電機連接臂4轉動，從而改變葉片51與尾舵板2之間的角度關系，葉片51與發電機5相對尾舵板2向發電機連接臂4的偏心一側轉向，改變了風力在葉片51上的切出方向，減小了葉片51的迎風、受力面積，風對葉片51的作用力變小，葉片51轉速逐步降低，實現了葉片51的自動調速。
[0031]當風速進一步加大，例如達至Ijl4m/s時，葉片51和發電機5相對尾舵板2向發電機連接臂4的偏心一側轉過90°，如圖2、圖6所示，此時，尾舵板2與風向A平行，使得葉片51也被帶動至與風向A平行，葉片51不再正面迎風而是側面迎風，即風輪部分的迎風面偏向風向一側接近90°，風不再在葉片51的正面產生作用力，葉片51的繼續轉速逐步降低甚至停止轉動，有效避免了葉片高速轉動而產生的飛車現象，實現完全避風，使得葉片等部件在強風中可得到有效保護而不至損毀；
[0032]當風速降低時，因尾舵旋轉套8傾斜布設在發電機連接臂4上，尾舵桿21在回位彈簧61的拉力作用下自動復位，在復位的過程中，尾舵板2因不與風向A平行而受到風力作用，尾舵桿21推動發電機連接臂4逐漸向右側轉動，使得葉片51逐漸迎風，當尾舵桿21和尾舵板2完全復位至如圖4所示狀態時，尾舵桿21上的限位板21與第一限位塊9抵接，尾舵板2與葉片51的旋轉面相互垂直，尾舵板2和尾舵桿21又重新帶動葉片51正常捕捉風向。
【主權項】
1.一種應用于風力發電的折尾結構，包括偏航固定座(I)和尾舵板(2)，所述偏航固定座(I)上設置有可轉動的偏航旋轉套(3)，所述偏航旋轉套(3)上的側邊位置設置有指向前方的發電機連接臂(4)，其中所述發電機連接臂(4)相對偏航旋轉套(3)呈偏心安裝，所述發電機連接臂(4)的前端安裝發電機(5)，所述發電機(5)前部設置有葉片(51)，其特征在于:所述偏航旋轉套(3)后側處設置有可轉動的尾舵桿(21)，所述尾舵板(2)位于尾舵桿(21)的尾部，所述偏航旋轉套(3)上相對于發電機連接臂(4)的另一側處設置有尾舵回位臂(6)，所述尾舵回位臂(6)的端部與尾舵桿(21)之間連接有回位彈簧(61)。2.根據權利要求1所述的一種應用于風力發電的折尾結構，其特征在于:所述尾舵回位臂(6)為L字狀。3.根據權利要求1或2所述的一種應用于風力發電的折尾結構，其特征在于:所述尾舵桿(21)前端朝向尾舵回位臂(6)—側處設置有尾舵桿定位塊(22)。4.根據權利要求3所述的一種應用于風力發電的折尾結構，其特征在于:所述偏航旋轉套(3 )連接有與尾舵桿定位塊(2 2 )對應的回位支撐塊(31)。5.根據權利要求1所述的一種應用于風力發電的折尾結構，其特征在于:所述連接臂(4 )相對偏航旋轉套(3 )中心偏心距α為30?100mm。6.根據權利要求1所述的一種應用于風力發電的折尾結構，其特征在于:所述發電機連接臂(4)的后端設置有可頂住尾舵桿(21)的折彎支撐塊(41)。7.根據權利要求1所述的一種應用于風力發電的折尾結構，其特征在于:所述連接臂(4)相對水平面的向上傾斜角度為5?10°。8.根據權利要求1所述的一種應用于風力發電的折尾結構，其特征在于:所述偏航旋轉套(3)后側處設置有尾舵安裝板(23)，所述尾舵桿(21)與尾舵安裝板(23)之間通過尾舵銷(24)連接。9.根據權利要求1所述的一種應用于風力發電的折尾結構，其特征在于:所述偏航固定座(I)上設置有偏航軸(11)，所述偏航軸(11)與偏航旋轉套(3)之間設置有軸承(12)和支撐套(13)。
【文檔編號】F03D7/04GK205618298SQ201620343701
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月22日
【發明人】雷潔顏
【申請人】雷潔顏