專利名稱：減輕浮簰三葉風(fēng)輪的制作方法
減輕浮薛三葉風(fēng)輪
本發(fā)明屬于風(fēng)電三葉機(jī)領(lǐng)域，特別是用在水上浮輝上的三葉風(fēng) 輪，減輕質(zhì)量、節(jié)約用材、提高轉(zhuǎn)速、提高長(zhǎng)期抗疲勞性能。
據(jù)資料近年來(lái)較大的風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪單片葉片長(zhǎng)58m，用碳/環(huán)氧制 成，質(zhì)量為19000kg，對(duì)于5-6MW風(fēng)力機(jī)的葉片更重得多，這也是 對(duì)應(yīng)用海洋浮輝三葉風(fēng)力機(jī)增加了難度。
由于浮輝風(fēng)力機(jī)的突出優(yōu)越性能自動(dòng)定向迎風(fēng)，海域風(fēng)能優(yōu)勢(shì)明 顯；要是把單機(jī)風(fēng)力機(jī)容量突破6MW大關(guān)，甚至突破10-20MW， 關(guān)鍵是葉片及其質(zhì)量，質(zhì)量輕也是提高轉(zhuǎn)速、功率的途徑。
圖l，是浮輝用風(fēng)力機(jī)，因浮輝自動(dòng)定向，因此風(fēng)力機(jī)沒(méi)有偏航 機(jī)構(gòu)，塔架截面呈流線型截面、減少風(fēng)阻和擾流，易于設(shè)置張拉線等 有利條件，減輕單機(jī)重量、節(jié)省材料，現(xiàn)在把三葉尖也設(shè)小軸Aa(與 葉片變槳距轉(zhuǎn)軸A保持同軸線)。Aa軸頂套上軸承和軸承殼A2， A2 外有三個(gè)足可系住拉線A3和另一邊的A3 (如玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹 脂或碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂或高強(qiáng)度鋼圓條)還剩下一個(gè)足是拉線A4， 這樣三葉片都張拉三條A3、三條A4，最后在各葉片的中段腰部再各 張拉一條A5，除A5下面圖2中說(shuō)明外，其余A3、 A4由于三足軸 承殼A2在Aa小軸頂部能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，所以不妨礙葉片變槳距。
各條A4、 A5張拉線的一端都固定在整流罩B上。B與主軸C
固定在一起，所以三葉片不再是一個(gè)旋轉(zhuǎn)平面，而形成了一個(gè)旋轉(zhuǎn)圓 錐體——有很大的剛度和強(qiáng)度。張拉線相對(duì)巨大的風(fēng)葉輪而言，幾乎
小得微乎其微，它的微小的風(fēng)阻與風(fēng)葉減薄的成倍厚度而減少風(fēng)阻相 比，增益十分可觀，尤其風(fēng)輪成倍的減輕重量，使轉(zhuǎn)速明顯提高，功率增大，而且風(fēng)輪啟動(dòng)風(fēng)速降低，適應(yīng)風(fēng)速范圍更廣，年運(yùn)轉(zhuǎn)率提高。
圖2， O點(diǎn)是變槳距轉(zhuǎn)軸(請(qǐng)參閱圖O A—Aa軸芯線中、中間 的一個(gè)點(diǎn)，陰影線部分表示O所在的葉片中段截面，現(xiàn)在該截面上 設(shè)一金屬橫擔(dān)D1—0 — D2，我們有辦法找一根適當(dāng)長(zhǎng)度細(xì)線如圖2 的D1、 Ol、 D2中，兩個(gè)線頭分別系住D1和D2各點(diǎn)，再用針尖作 樁柱套在D1、 Ol、 D2的頂角，并適當(dāng)保持張緊D1、 Ol和Ol、 D2， 同時(shí)以針尖劃弧線，這劃出的弧是以O(shè)為圓心的圓周的1/4，這1/4 圓周正是變槳距的變動(dòng)轉(zhuǎn)角。假若用一個(gè)很小的動(dòng)滑輪代替剛才的針 尖劃弧，系住動(dòng)滑輪的張線即為圖1的A5;現(xiàn)在A5 (即動(dòng)滑輪)不 動(dòng)，而橫擔(dān)D1—0 — D2(即葉片在該處的截面以0為心轉(zhuǎn)動(dòng)90。即 槳葉作變槳距轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，)則張拉線A5對(duì)0點(diǎn)的距離不變，也就說(shuō)明 可以張拉住O點(diǎn)，對(duì)變槳距轉(zhuǎn)動(dòng)不妨礙。但實(shí)際應(yīng)用中不必很精確， 因?yàn)槿~片有相當(dāng)大的撓度。
'優(yōu)點(diǎn)①應(yīng)用張拉的特點(diǎn)，改變?cè)瓉?lái)旋轉(zhuǎn)平面形的風(fēng)輪成為旋轉(zhuǎn) 圓錐體風(fēng)輪，凸顯剛度和承受風(fēng)壓能力；②顯著減薄減輕葉片厚度和 重量、提高風(fēng)輪轉(zhuǎn)速和降低啟動(dòng)風(fēng)速，增加年運(yùn)轉(zhuǎn)率；③這一結(jié)構(gòu)形 式有可能會(huì)帶來(lái)設(shè)計(jì)大兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)有個(gè)飛躍性突破;④對(duì)大兆瓦級(jí) 風(fēng)輪由于葉片的重力加速度引起的拍向彎曲和揮向彎曲震顫，可被 三根張拉的A3牽制住。


圖1是減輕浮輝三葉風(fēng)輪的立體示意圖。
圖2是表示在變槳距葉片的中段可張拉A5的說(shuō)明。
權(quán)利要求
1、一種減輕浮簰三葉風(fēng)輪，與變槳距軸同軸線的葉尖小軸裝有軸承和三個(gè)足的軸承座，在三個(gè)足上都張拉三條A3線、三條A4線及另外三條A5線，使原來(lái)的平面形旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪，改成立體圓錐形旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪，提高剛度和強(qiáng)度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的減輕浮輝三葉風(fēng)輪，特征是三葉的各 葉尖的小軸端裝有軸承三足軸座，各個(gè)足上都張拉A3 (共三條)，和 A4 (共三條)，A4的另一端系住在整流罩B上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述'的減輕浮輝三葉風(fēng)輪，特征是每一 葉片的中段到整流罩B張拉三條A5，張拉原理由說(shuō)明書中的附圖2 來(lái)說(shuō)明。
全文摘要
一種減輕浮簰三葉風(fēng)輪，是葉尖設(shè)軸承和三足軸座A2，用三條A3張拉住三葉尖，再用三條A4張拉到整流罩B，這樣把原來(lái)的三葉旋轉(zhuǎn)平面形風(fēng)輪，改成旋轉(zhuǎn)圓錐體風(fēng)輪，提高剛度和強(qiáng)度；三條張拉在各葉片中段的A5，另有說(shuō)明性原理圖說(shuō)明這張拉線A5對(duì)變槳距葉片變動(dòng)螺旋角時(shí)沒(méi)有妨礙。優(yōu)點(diǎn)①應(yīng)用張拉的特點(diǎn)，可減輕、減薄葉片，提高轉(zhuǎn)速，降低啟動(dòng)風(fēng)速；②由葉片重力加速度引起的拍向彎曲和揮向彎曲震顫，可被三根張拉的A3制住。
文檔編號(hào)F03D1/06GK101413477SQ200710156340
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月20日
發(fā)明者黃金倫 申請(qǐng)人:黃金倫