垂直軸水流發(fā)電機的自動變槳機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水力發(fā)電機領域，具體涉及垂直軸水流發(fā)電機的自動變槳機構。
【背景技術】
[0002 ]水流發(fā)電機(簡稱水機)，是將水的勢能轉換為電能的機械設備。海洋、江河等的水流動，蘊含著巨大的能量，并且其流動時間的年時數(shù)較高。普通海域的海水流速，多在0.5?2m/s，其能量密度相當于4.7m/s?18.7m/s的風能，將其有效利用后，年可利用發(fā)電時間將遠大于風電。
[0003]垂直軸水力發(fā)電機因其無噪音、啟動流速低、無需對水流方向等優(yōu)點，正受到越來越多的關注。垂直軸水流發(fā)電機水輪的轉速，隨著流速的增加而增大，因此在發(fā)生風暴潮時易造成“飛車”，即在離心力作用下，水輪發(fā)生破壞。
[0004]現(xiàn)有技術多采用機械剎車(手動或自動)的方式，主要有兩種形式，一種是當轉速超過安全轉速時，由控制器自動啟動機械剎車剎住水輪轉動，這種形式的缺點是剎車片磨損大，需要經常維護(維護不及時仍有飛車隱患)，并且結構及控制成本大;另一種是在風暴潮來臨前手動起用機械剎車，這實際上也是增大了維護成本。機械剎車的另一個缺點是，大流速時因機械剎車而不再能利用。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型針對上述問題，提出了一種垂直軸水流發(fā)電機的自動變槳機構。解決了現(xiàn)有技術采用剎車片剎車時，剎車片磨損大，需要經常維護的問題；以及采用手動剎車時，剎車后水流發(fā)電機不再工作的問題。
[0006]本實用新型采取的技術方案如下:
[0007]—種垂直軸水流發(fā)電機的自動變槳機構，所述垂直軸水流發(fā)電機包括主軸，主軸上轉動安裝有旋轉筒，旋轉筒的外側壁固定有若干支撐桿，各支撐桿上轉動安裝有葉片，自動變槳機構包括:
[0008]滑動套筒，一端鉸接在所述支撐桿的側壁上，另一端具有一通孔；
[0009]限速桿，一端鉸接在所述葉片上，另一端穿過通孔，伸入滑動套筒內，且與所述滑動套筒滑動配合，所述限速桿伸入滑動套筒的一端具有第一限位塊；
[0010]第一預壓縮彈簧，外套在所述限速桿上，兩端分別與第一限位塊和滑動套筒抵靠。[0011 ]采用三角形鉸接結構固定原始安裝角，葉片轉動時，由第一預壓縮彈簧提供相應的離心力，當葉片轉速超過臨界值時，第一預壓縮彈簧被進一步壓縮，限速桿被從滑動套筒拉出，起到伸長的作用，從而使葉片與支撐桿的角度(即安裝角，影響葉片旋轉過程中的攻角)，降低葉片驅動力、增加葉片運動阻力從而達到減速效果。本申請不是通過機械剎車來使風輪停止轉動，而是通過在高流速時自動改變葉片的安裝角，通過降低葉片驅動扭矩、增加運動水阻，來達到限速的目的。在高流速時仍能繼續(xù)發(fā)電，無需停機，在臨界速度一下時，葉片的原始安裝角始終不變，只在大于需臨界速度時，自動變槳機構才作動，一旦轉速降到臨界速度以下，即自動復位。
[0012]進一步的，所述限速桿位于滑動套筒外側的部分具有第二限位塊，所述第二限位塊用于與滑動套筒配合，防止限速桿進一步伸入所述滑動套筒內。
[0013]通過設置第二限位塊能夠保證第一預壓縮彈簧的預壓縮量，保證葉片的原始安裝角。
[0014]進一步的，所述葉片具有兩個連接片;所述支撐桿和限速桿的端部與對應的連接片鉸接配合。
[0015]進一步的，包括固定在支撐桿側壁上的凸起部，所述滑動套筒與所述凸起部鉸接配合。
[0016]進一步的，所述凸起部與支撐桿一體成型或者焊接固定。
[0017]本申請還公開了另一種垂直軸水流發(fā)電機的自動變槳機構，所述垂直軸水流發(fā)電機包括主軸，主軸上轉動安裝有旋轉筒，旋轉筒的外側壁固定有若干支撐桿，各支撐桿上轉動安裝有葉片，自動變槳機構包括:
[0018]兩個固定環(huán)，間隔固定在所述支撐桿的側壁上，且鄰近葉片的為第一固定環(huán)，遠離葉片的為第二固定環(huán)；
[0019]滑塊，套設在所述支撐桿上，且位于兩個固定環(huán)之間，所述滑塊與所述支撐桿滑動配合；
[0020]第二預壓縮彈簧，外套在所述支撐桿上，且兩端分別與第一固定環(huán)和滑塊抵靠；[0021 ]滑動套筒，一端鉸接在所述滑塊上，另一端具有一通孔；
[0022]限速桿，一端鉸接在所述葉片上，另一端穿過通孔，伸入滑動套筒內，且與所述滑動套筒滑動配合，所述限速桿伸入滑動套筒的一端具有第一限位塊；
[0023]第一壓縮彈簧，外套在所述限速桿上，兩端分別與第一限位塊和滑動套筒抵靠。
[0024]采用三角形鉸接結構固定原始安裝角，葉片轉動時，由第一預壓縮彈簧提供相應的離心力，當葉片轉速超過臨界值時，第一預壓縮彈簧被進一步壓縮，限速桿被從滑動套筒拉出，起到伸長的作用，從而使葉片與支撐桿的角度(即安裝角，影響葉片旋轉過程中的攻角)，降低葉片驅動力、增加葉片運動阻力從而達到減速效果。第一預壓縮彈簧的壓縮量有限，引起的安裝角變化角度可能不足，本申請通過設置位于第一固定環(huán)和第二固定化之間滑塊以及第二預壓縮彈簧，使得在大離心力的作用下，滑塊會向第一固定環(huán)移動，從而帶動滑動套筒移動，實際上起到增加限速桿拉長量的作用，從而更大程度地改變葉片與支撐桿的相對角度，限速效果更加好。
[0025]本申請不是通過機械剎車來使風輪停止轉動，而是通過在高流速時自動改變葉片的安裝角，通過降低葉片驅動扭矩、增加運動水阻，來達到限速的目的。在高流速時仍能繼續(xù)發(fā)電，無需停機，在臨界速度一下時，葉片的原始安裝角始終不變，只在大于需臨界速度時，自動變槳機構才作動，一旦轉速降到臨界速度以下，即自動復位。采用雙重滑移來保證有足夠的角度變化量，只要安裝角變化足夠大，即使在暴風潮時，轉速雖會比需開始限速的轉速有所增加，但可限制在某一設定的極限轉速以下;本申請無需人為或程序控制，完全機械自動。
[0026]進一步的，所述限速桿位于滑動套筒外側的部分具有第二限位塊，所述第二限位塊用于與滑動套筒配合，防止限速桿進一步伸入所述滑動套筒內。
[0027]通過設置第二限位塊能夠保證第一預壓縮彈簧的預壓縮量，保證葉片的原始安裝角。
[0028]進一步的，所述葉片具有兩個連接片;所述支撐桿和限速桿的端部與對應的連接片鉸接配合。
[0029]本實用新型的有益效果是:當葉片轉速超過臨界值時，第一預壓縮彈簧被進一步壓縮，限速桿被從滑動套筒拉出，起到伸長的作用，從而使葉片與支撐桿的角度(即安裝角，影響葉片旋轉過程中的攻角)，降低葉片驅動力、增加葉片運動阻力從而達到減速效果。本申請不是通過機械剎車來使風輪停止轉動，而是通過在高流速時自動改變葉片的安裝角，通過降低葉片驅動扭矩、增加運動水阻，來達到限速的目的。在高流速時仍能繼續(xù)發(fā)電，無需停機，且在臨界速度一下時，葉片的原始安裝角始終不變，只在大于需臨界速度時，自動變槳機構才作動，一旦轉速降到臨界速度以下，即自動復位。
【附圖說明】
:
[0030]圖1是本實用新型垂直軸水流發(fā)電機的自動變槳機構第一個實施例的結構示意圖；
[0031]圖2是本實用新型垂直軸水流發(fā)電機的自動變槳機構第二個實施例的結構示意圖。
[0032]圖中各附圖標記為:
[0033]1、支撐桿，2、連接片，3、葉片，4、限速桿，5、凸起部，6、第二限位塊，7、通孔，8、第一預壓縮彈簧，9、第一限位塊，10、滑動套筒，11、第二固定環(huán)，12、滑塊，13、第二預壓縮彈簧，
14、第一固定環(huán)。
【具體實施方式】
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[0034]下面結合各附圖，對本實用新型做詳細描述。
[0035]實施例1
[0036]如圖1所示，一種垂直軸水流發(fā)電機的自動變槳機構，垂直軸水流發(fā)電機包括主軸，主軸上轉動安裝有旋轉筒(圖中未畫出)，旋轉筒的外側壁固定有若干支撐桿1，各支撐桿上轉動安裝有葉片3，葉片的長度方向和主軸的軸線方向平行，自動變槳機構包括:
[0037]滑動套筒10，一端鉸接在支撐桿1的側壁上，另一端具有一通孔7;
[0038]限速桿4，一端鉸接在葉片3上，另一端穿過通孔7，伸入滑動套筒10內，且與滑動套筒滑動配合，限速