專利名稱：一種風(fēng)能葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種風(fēng)能葉片，屬于風(fēng)能葉片的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，全球能源日趨枯竭，全球環(huán)境日趨惡化，可再生能源的開發(fā)迫在眉睫，而風(fēng) 力發(fā)電作為當(dāng)前較為成熟的可再生能源技術(shù)，在國家政策的大力扶持下正快速增長。但目 前風(fēng)電的運(yùn)用范圍仍存在極大的限制，主要集中分布于新疆、內(nèi)蒙古和沿海島嶼等風(fēng)能資 源豐富地區(qū)，而在人口密度大、用電量高的城市地區(qū)，大部分風(fēng)電產(chǎn)品仍無法有效應(yīng)用。因 為目前大多數(shù)風(fēng)電產(chǎn)品啟動(dòng)風(fēng)速較高，低速運(yùn)行時(shí)效率低，無法滿足在城市弱風(fēng)場工況工 作。 要開發(fā)出適合城市弱風(fēng)場運(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，必須解決其低風(fēng)速啟動(dòng)問題?，F(xiàn)大 多數(shù)風(fēng)能葉片一般采用玻璃鋼復(fù)合材料、工程塑料或金屬型材加工，形體比較笨重，不利于 風(fēng)機(jī)在低風(fēng)速下啟動(dòng)運(yùn)行?，F(xiàn)有的葉片采用等厚薄板制成，這種葉片制造簡單，生產(chǎn)效率 高，成本低廉，但葉片強(qiáng)度難以得到保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種在低風(fēng)速下有利于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟 動(dòng)運(yùn)行工作，且葉片自重小，強(qiáng)度較高，制造成本低廉的風(fēng)能葉片。本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)合 理，方便實(shí)用。 本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的風(fēng)能葉片，包括有葉片外殼、葉根，葉片外殼包括 有分別用等厚金屬薄板沖壓成型的迎風(fēng)面板和背風(fēng)面板，迎風(fēng)面板與背風(fēng)面板通過焊接連 接為具有中空腔體的密閉體，且葉片外殼的橫截面形狀呈流線型翼型，葉根固定于葉片外 殼的根部。 上述葉根上開設(shè)有用于安裝輪轂的安裝孔。 上述中空腔體內(nèi)設(shè)有至少有一根增強(qiáng)葉片外殼的強(qiáng)度的加強(qiáng)筋。 上述加強(qiáng)筋包括有支撐式加強(qiáng)筋，支撐式加強(qiáng)筋連接在迎風(fēng)面板與背風(fēng)面板之
間，支撐式加強(qiáng)筋沿葉展方向布置。 上述加強(qiáng)筋還包括有加厚式加強(qiáng)筋，加厚式加強(qiáng)筋沿葉展方向布置和/或沿仿葉 脈狀布置。 上述支撐式加強(qiáng)筋和/或加厚式加強(qiáng)筋與迎風(fēng)面板和/或背風(fēng)面板通過焊接方法 緊密貼合連接。 上述加強(qiáng)筋在同一截面上按布置位置不同具備不同厚度，靠經(jīng)葉片中軸線位置厚 度最大。 上述加強(qiáng)筋的橫截面積由靠近葉根位置向葉尖方向逐漸減小。
上述加強(qiáng)筋及葉根均由輕質(zhì)高強(qiáng)度材料做出。 上述葉片外殼在迎風(fēng)面板和背風(fēng)面板拼焊后進(jìn)行表面鈍化、啞光和防腐處理。
本發(fā)明由于采用葉片外殼包括有分別用等厚金屬薄板沖壓成型的迎風(fēng)面板和背
風(fēng)面板，迎風(fēng)面板與背風(fēng)面板通過焊接連接為具有中空腔體的密閉體，且葉片外殼的橫截
面形狀呈流線型翼型的結(jié)構(gòu)，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果 1)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片能夠獲得較寬的葉片體，在不增加葉片厚度的情況下
能使葉片具有較高的強(qiáng)度。 2)本發(fā)明工藝簡單，采用沖壓模具生產(chǎn)，成品一致性好，能夠有效的控制風(fēng)輪的動(dòng)
平衡量。 3)本發(fā)明葉片自重小，強(qiáng)度高，有利于風(fēng)力發(fā)電機(jī)在弱風(fēng)場的啟動(dòng)運(yùn)行工作，不僅 有實(shí)用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，也有較好的社會效益，有利于環(huán)保，節(jié)約能源。
本發(fā)明是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的風(fēng)能葉片。


圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明葉片的橫截面圖；
圖3為圖2的A向剖視圖； 圖4為加厚式加強(qiáng)筋沿葉展方向布置和沿仿葉脈狀布置的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于 此。 如圖1所示，本發(fā)明的新型鋁合金風(fēng)能葉片，包括葉片外殼1、葉根2和加強(qiáng)筋3， 所述的葉片外殼1包括迎風(fēng)面板11和背風(fēng)面板12，迎風(fēng)面板11和背風(fēng)面板12分別采用等 厚金屬薄板沖壓成型，再拼焊成為葉片外殼1。如圖2所示，迎風(fēng)面板11和背風(fēng)面板12具 有一定的曲面特征，其拼焊成的葉片外殼1是完全密封的，且其橫截面形狀可以是任意一 種流線型翼型。葉片外殼1拼焊完成后進(jìn)行表面鈍化、鵬光和防腐處理。
如圖1所示，葉根2覆蓋于葉片之內(nèi)，并且開設(shè)有用于輪轂安裝的安裝孔21，其材 料為質(zhì)輕強(qiáng)度高的材料，可為木材、鋁合金或工程塑料。 加強(qiáng)筋3至少為一根，分布于葉片外殼1內(nèi)部。其材料為質(zhì)輕強(qiáng)度高的材料，優(yōu)選 鋁合金，并且與葉片外殼1通過焊接方法緊密貼合。 加強(qiáng)筋3包括支撐式加強(qiáng)筋31 、32和加厚式加強(qiáng)筋33。支撐式加強(qiáng)筋31、32連接 在迎風(fēng)面板11與背風(fēng)面板12之間，支撐式加強(qiáng)筋31、32沿葉展方向布置。加厚式加強(qiáng)筋 33沿葉展方向布置和/或沿仿葉脈狀布置。圖3所示加厚式加強(qiáng)筋33沿葉展方向布置。 圖4所示加厚式加強(qiáng)筋33沿葉展方向布置和沿仿葉脈狀布置。根據(jù)等強(qiáng)度設(shè)計(jì)理論，在葉 片的同一個(gè)截面上，按照加強(qiáng)筋3的分布位置各個(gè)加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)為不同厚度，靠近葉片中軸 位置的加強(qiáng)筋厚度最大，如圖2所示。同時(shí)，各個(gè)加強(qiáng)筋的橫截面積由靠近葉根位置向葉尖 方向逐漸減小，如圖3所示。 本發(fā)明的新型鋁合金風(fēng)能葉片按照以下步驟制造 1)利用沖壓成型方法分別獲得葉片外殼的迎風(fēng)面和背風(fēng)面。 2)將迎風(fēng)面和背風(fēng)面通過焊接方法與加強(qiáng)筋連接，然后將迎風(fēng)面和背風(fēng)面邊緣焊接密封。 3)加工葉根處的安裝孔。 4)對葉片外殼進(jìn)行表面鈍化、啞光和防腐處理。 本實(shí)施例中，風(fēng)能葉片用于風(fēng)輪回轉(zhuǎn)直徑為800mm的風(fēng)機(jī)，在風(fēng)機(jī)領(lǐng)域，葉片回 轉(zhuǎn)直徑通常用來表示葉片繞其旋轉(zhuǎn)中心所掃掠圓盤直徑，除去輪轂安裝尺寸，葉片長度為 370mm。迎風(fēng)面板11和背風(fēng)面板12均采用等厚lmm鋁合金薄板沖壓成型，再拼焊成為葉片 外殼1。如圖2所示葉片外殼1拼焊后是完全密封后其橫截面形狀為具有良好啟動(dòng)性能的 翼型NACA4412。 本實(shí)施例中，加強(qiáng)筋3采用三根加強(qiáng)筋，如圖2、3所示，包括支撐式加強(qiáng)筋31、32 和加厚式加強(qiáng)筋33，分布于葉片外殼1內(nèi)部。其材料為質(zhì)輕強(qiáng)度高的材料，優(yōu)選鋁合金，并 且與葉片外殼1內(nèi)部表面通過焊接方法緊密貼合。 根據(jù)等強(qiáng)度設(shè)計(jì)理論，在葉片的同一個(gè)截面上，按照加強(qiáng)筋3的分布位置各個(gè)加 強(qiáng)筋設(shè)計(jì)為不同厚度，靠近葉片中軸位置的加強(qiáng)筋厚度最大，如圖2所示。加強(qiáng)筋31厚度 由根部的5mm向葉尖遞減為2mm，加強(qiáng)筋32厚度由根部的3. 5mm向葉尖遞減為1. 5mm。
制備時(shí)，采用沖壓模具作業(yè)，首先將等厚鋁合金板沖壓加工成具有曲面特征的迎 風(fēng)面板11和背風(fēng)面板12，再將迎風(fēng)面板11和背風(fēng)面板12通過焊接方法與加強(qiáng)筋3連接， 然后將迎風(fēng)面板11和背風(fēng)面板12邊緣焊接密封。再加工葉根2處的安裝孔21，最后對葉 片外殼1進(jìn)行表面鈍化、啞光和防腐處理。 工作時(shí)，三片或多片葉片固定于輪轂上形成葉輪，風(fēng)力帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)最終帶動(dòng)發(fā) 電機(jī)工作達(dá)到發(fā)電的目的。在同樣的風(fēng)力條件特別在弱風(fēng)條件下，本發(fā)明涉及的葉片由于 自重小，具有較小慣性，更易于啟動(dòng)運(yùn)行。
權(quán)利要求
一種風(fēng)能葉片，其特征在于包括有葉片外殼(1)、葉根(2)，葉片外殼(1)包括有分別用等厚金屬薄板沖壓成型的迎風(fēng)面板(11)和背風(fēng)面板(12)，迎風(fēng)面板(11)與背風(fēng)面板(12)通過焊接連接為具有中空腔體(13)的密閉體，且葉片外殼(1)的橫截面形狀呈流線型翼型，葉根(2)固定于葉片外殼(1)的根部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的風(fēng)能葉片，其特征在于上述葉根(2)上開設(shè)有用于安裝輪轂的安裝孔(21)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)能葉片，其特征在于上述中空腔體(13)內(nèi)設(shè)有至少有一個(gè)增強(qiáng)葉片外殼(1)的強(qiáng)度的加強(qiáng)筋(3)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)能葉片，其特征在于上述加強(qiáng)筋(3)包括有支撐式加強(qiáng)筋(31)，支撐式加強(qiáng)筋(31)連接在迎風(fēng)面板(11)與背風(fēng)面板(12)之間，支撐式加強(qiáng)筋沿葉展方向布置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)能葉片，其特征在于上述加強(qiáng)筋(3)還包括有加厚式加強(qiáng)筋(33)，加厚式加強(qiáng)筋(33)沿葉展方向布置和/或沿仿葉脈狀布置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)能葉片，其特征在于上述支撐式加強(qiáng)筋(31)和/或加厚式加強(qiáng)筋(33)與迎風(fēng)面板(11)和/或背風(fēng)面板(12)通過焊接方法緊密貼合連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)能葉片，其特征在于上述加強(qiáng)筋(3)在同一截面上按布置位置不同具備不同厚度，靠經(jīng)葉片中軸線位置厚度最大。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)能葉片，其特征在于上述加強(qiáng)筋(3)的橫截面積由靠近葉根位置向葉尖方向逐漸減小。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)能葉片，其特征在于上述加強(qiáng)筋(3)及葉根(2)均由輕質(zhì)高強(qiáng)度材料做出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的風(fēng)能葉片，其特征在于上述葉片外殼(1)在迎風(fēng)面板(11)和背風(fēng)面板(12)拼焊后進(jìn)行表面鈍化、啞光和防腐處理。
全文摘要
本發(fā)明是一種風(fēng)能葉片，包括有葉片外殼(1)、葉根(2)，葉片外殼(1)包括有分別用等厚金屬薄板沖壓成型的迎風(fēng)面板(11)和背風(fēng)面板(12)，迎風(fēng)面板(11)與背風(fēng)面板(12)通過焊接連接為具有中空腔體(13)的密閉體，且葉片外殼(1)的橫截面形狀呈流線型翼型，葉根(2)固定于葉片外殼(1)的根部。上述中空腔體(13)內(nèi)設(shè)有至少一根增強(qiáng)葉片外殼(1)的強(qiáng)度的加強(qiáng)筋(3)。加強(qiáng)筋通過焊接方式固定在葉片外殼上。本發(fā)明的風(fēng)能葉片具有較高的強(qiáng)度，輕質(zhì)耐用，應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)，便于風(fēng)力發(fā)電機(jī)在低風(fēng)速工況下啟動(dòng)，不僅有實(shí)用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且節(jié)能環(huán)保，具有較好的社會效益。
文檔編號F03D1/06GK101737249SQ20091021419
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者梁元敏, 歐棟生, 湯勇, 鐘?；? 陳偉彬, 陳國龍 申請人:陽江市新力工業(yè)有限公司