УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ШАГА ЛОПАСТЕЙ ВЕТРОГЕНЕРАТОРА
DEVICE FOR WINDMILL BLADE PITCH ADJUSTMENT

Настоящее изобретение относится к устройству регулирования шага лопастей ветрогенератора, предназначенному для изменения шага лопастей в нужный момент либо активно, в ответ на последовательность определенных входных сигналов, либо пассивно, под действием сил, возникающих на лопастях и противовесах в результате вращения узла ротора
Соответственно, в настоящем изобретении предложено новое устройство, обеспечивающее управляемый поворот вокруг осевого направления лопастей, шарнирно закрепленных основанием в опорных подшипниках, которые неподвижно прикреплены к вращающейся головке ветрогенератора, вращение и тяга которого с высокой точностью обусловлены лопастями, прикрепленными к этой головке и приводимыми в движение силой ветра.
В существующих конструкциях шаг лопастей ветрогенератора может изменяться механически с помощью противовесов так, что при вращении лопастей под действием силы ветра и в результате возникающей центробежной силы лопасти могут поворачиваться вокруг воображаемой продольной оси лопастей, особенно, когда скорость вращения ветрогенератора при чрезмерно сильном ветре становится опасной.
Шаг лопастей также может активно регулироваться гидравлическим устройством.
В настоящем изобретении предлагается устройство регулирования шага лопастей ветрогенератора, предназначенное для регулирования шага лопастей, шарнирно закрепленных посредством концевых крепежных частей в радиально-упорных (также кратко называемых далее опорными) подшипниках, неподвижно установленных на вращающейся головке ротора ветрогенератора, отличающееся тем, что головка включает линейный приводной механизм, такой как цилиндр, шток которого соединен с крестовиной, связанной с промежуточными механизмами, присоединенными к концевым крепежным частям лопастей для изменения их шага при перемещении крестовины, приводимой в движение штоком цилиндра.
В частных вариантах осуществления цилиндр расположен внутри цилиндрического корпуса вращающейся головки, пружины и направляемого кольца, образующего часть крестовины, выступающего наружу от конца цилиндрического корпуса и охватывающего упомянутый цилиндрический корпус. При этом крестовина соединена с каждой из концевых крепежных частей посредством соединительной тяги, шарнирно соединенной одним концом с рычагом, неподвижно прикрепленным к соответствующей концевой крепежной части, а противоположным концом шарнирно соединенной с коротким валом, прикрепленным к частям, неподвижно прикрепленным к кольцу.
Концевые крепежные части лопастей включают противовесы, которые могут изменять шаг лопастей во время вращения головки ротора.
Соответственно, вращающаяся головка в общем включает цилиндрический корпус, в котором расположены линейный приводной механизм, и кольцевую выступающую часть, на которой неподвижно закреплены цилиндрические опорные подшипники.
В свою очередь, вокруг цилиндрического корпуса установлена пружина, а также предложенная в изобретении подвижная крестовина, включающая соединенное с ней кольцо, направляемое концевой частью цилиндрического корпуса, на которую оно надето, так что линейный приводной механизм соединен с центральной частью крестовины для перемещения этой крестовины, либо преодолевая сопротивление пружины, либо под действием пружины, изменяя тем самым шаг лопасти и поворачивая ее вокруг ее осевого направления.
В свою очередь, линейное движение крестовины передается к каждой лопасти посредством соединительной тяги, шарнирно прикрепленной одним концом к короткому валу, соединенному с кольцом крестовины, в то время как другой конец соединительной тяги шарнирно соединен с коротким рычагом, неподвижно закрепленным на концевой крепежной части, к которой прикреплена соответствующая лопасть.
Как указано выше, лопасти также могут включать противовесы для пассивного противодействия вращению головки ротора в соответствии с обычной практикой.
Таким образом, система регулирования может работать независимо от системы противовесов, т.е. используя определенный параметр, например число оборотов узла головки ротора, скорость ветра и др., которым, после его надлежащей обработки, можно автоматически активизировать рабочие органы предложенного в изобретении приводного механизма.
Ниже приводится более подробное описание изобретения, к которому для лучшего понимания приложены чертежи, составляющие его неотъемлемую часть, имеющие иллюстративный характер и не ограничивающие изобретения, на которых:
на фиг. 1 представлен перспективный вид головки ротора ветрогенератора, предназначенной для регулирования шага лопастей ветрогенератора в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 2 представлен в сечении вид сбоку головки, показанной на фиг. 1.
Согласно используемым на чертежах цифровым обозначениям устройство для регулирования шага лопастей ветрогенератора включает линейный приводной механизм, например гидравлический или пневматический цилиндр 1, расположенный в центральной полости, ограниченной цилиндрическим корпусом 2, который образует часть вращающейся головки 3, также имеющей кольцевую выступающую часть 4, к которой неподвижно прикреплено несколько подшипников 5, в которых шарнирно закреплены лопасти 6 посредством концевых крепежных частей 7, к которым, в свою очередь, присоединены рычаги 8, связанные с соединительными тягами 9, свободные концы которых соединены с короткими валами 10, прикрепленным к неподвижным частям 11, соединенным с кольцом 12, охватывающим направляющий его цилиндрический корпус 2, вокруг которого также установлена пружина 13.
Кольцо 12 образует часть крестовины 14, которая выступает от свободного конца цилиндрического корпуса 2, в то время как шток цилиндра 1 прикреплен к середине крестовины 14 так, что, когда происходит линейное перемещение штока цилиндра 1, изменяется шаг лопастей 6, поворачивающихся вокруг воображаемой продольной оси этих лопастей.
Концевые крепежные части 7 лопастей 6 также включают противовесы 15, которые в соответствии с обычной практикой могут пассивно регулировать шаг лопастей при вращении головки 3 ротора, приводимого во вращение силой ветра через посредство лопастей 6.
Шаг лопастей 6 может быть произвольно изменен посредством цилиндра 1, а также пассивно за счет связывания управления работой цилиндра 1 с параметром скорости ветра или другими параметрами.