[发明专利]一种风力发电机单框架式叶轮

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电设备技术领域，具体的说是一种风力发电机单框架式叶轮。

背景技术

风力发电机利用自然风能驱动叶片及发电机主轴旋转，带动电机转子转动发电，具有绿色环保等特点，已广泛应用。

目前，风力发电机大多为主轴水平设置的其三驱动叶片形式，该结构风机通常依靠增加叶片的长度，即增大叶片的扫风面积，提高额定输出功率，因此增大风机功率的同时，其整体体积、高度、重量也随之增加，较高的机体高度加大了整体的晃动度，导致抗风能力降低，大幅提高了整机结构、强度、材料等设计要求，特别是叶片角度调节机构复杂，各叶片角度调节异步，加大了制作、运行及日常维护成本，同时使风机对风速较为敏感，风速的可利用范围变窄（当风速大于25m/s时，一般采取停机避险），造成风力资源的大量浪费，获得单位千瓦电能的成本上升，普遍存在风电设备投资大，成本回收周期长，年利用小时数偏低的问题。而民用风机受其成本、结构限制，叶片角度不可调，风轮超速“飞车”故障常见。此外，该结构的风机叶片受材料及结构的限制，在运行过程中，尤其是雷雨天气，遭遇雷击折断叶片的几率较高。

另外，专利号ZL 201420077847.5公开的一种水平轴风力发电机门扇形叶片及可伸缩风轮、及ZL 201420078001.3公开的一种水平轴风力发电机船桨形叶片及鼓状可伸缩风轮，虽然部分解决了叶片同步、减小风机体积等问题，但由于其风轮结构为二～三个圆形框架及多条支撑杆体，整机机头部分重量并未减小，特别是叶片的调节机构，采用框架上设槽、钢绳拉动的方式，其结构复杂，防腐蚀、日常维护、维修较困难，且钢绳与框架槽的摩擦损耗较大，导致总体运行及单位发电成本仍不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力发电机单框架式叶轮，克服了现有技术中的不足，提高了风能的利用率及发电效率。

本发明的技术方案包括主轴水平设置的发电机；还包括风轮框架、叶片、支承座、斜支撑杆、叶片调节装置；

叶片调节装置包括叶片调节室、动力单元及调节机构；叶片调节室呈水平筒形，叶片调节室后端联结固定在支承座的前部，叶片调节室及支承座装配在发电机主轴前端；支承座与风轮框架通过斜支撑杆连接，叶片调节室位于风轮框架的中央，斜支撑杆环绕支承座均布；叶片调节室内部装配有动力单元及调节机构；

叶片固定安装在叶片轴上，叶片轴的外侧端部通过轴瓦装配在风轮框架上，叶片轴的内侧端部伸入叶片调节室的筒形侧壁，叶片轴通过轴瓦与叶片调节室筒形侧壁配合，并通过挡肩或卡盘限位；叶片环绕叶片调节室均匀布设；

叶片调节装置的调节机构为齿轮式调节机构或连杆式调节机构；齿轮式调节机构包括主传动齿轮、双联齿轮、轴端锥齿轮；轴端锥齿轮固定在叶片调节室内的叶片轴端部；主传动齿轮通过齿轮轴装配在叶片调节室中部，环绕主传动齿轮装配有多个双联齿轮，双联齿轮由柱状齿轮与锥形齿轮构成；双联齿轮的柱状齿轮部分与主传动齿轮啮合，双联齿轮的锥形齿轮部分与轴端锥齿轮啮合；主传动齿轮与动力单元的动力输出机构连接；

连杆式调节机构包括推拉传动机构、调节框、转动臂、连杆；推拉传动机构由摆臂、定位轴、主驱动臂、推拉杆组成；叶片调节室筒形侧壁的内侧设有导轨，调节框通过轴承或滚轮装配在叶片调节室侧壁导轨上；转动臂垂直固定在位于叶片调节室内的叶片轴端部，转动臂的另一端与连杆铰接连接，连杆的另一端与调节框铰接连接；叶片调节室的前后端板内壁均设有相对应的固定座，定位轴由调节框中部垂直穿过，定位轴两端通过轴承及轴承座安装在固定座上；摆臂一端垂直固定在定位轴中部，摆臂另一端铰接连接主驱动臂，主驱动臂连接叶片调节装置动力单元的输出机构；推拉杆的两端分别铰接连接在摆臂中部及调节框上。

进一步，所述的风轮框架与叶片调节室之间连接固定有辐式支杆。

进一步，所述的叶片为中空结构，叶片横向截面呈弧形，内部设有支承筋板；叶片表面为纵向的螺旋曲面。

进一步，所述的叶片调节室前端装配有锥型的导流罩。

进一步，所述叶片调节装置的动力单元采用电动机。