風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其組合葉片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種組合葉片，包括中心骨架和多個(gè)蒙皮，中心骨架包括主梁和多個(gè)間隔設(shè)置的肋環(huán)，主梁穿過肋環(huán)的中心孔并與肋環(huán)固定連接；肋環(huán)的形狀與組合葉片的截面形狀匹配，蒙皮固定在中心骨架的表面，進(jìn)而圍成組合葉片的外形輪廓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該組合葉片具有以下優(yōu)點(diǎn)：在制造過程中，主梁、肋環(huán)、蒙皮可以分開制造，降低了對模具的要求，并且，在運(yùn)輸過程中，組合葉片可以拆分成多個(gè)部分進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)輸。因此，通過采用該結(jié)構(gòu)的組合葉片，可以降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造成本和運(yùn)輸成本。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提出一種具有該組合葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
【專利說明】
風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其組合葉片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造技術(shù)，具體涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其組合葉片。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳統(tǒng)石化能源的日益枯竭及環(huán)保的日漸嚴(yán)苛，風(fēng)力發(fā)電成為了能源來源的重要途徑之一。
[0003]風(fēng)力發(fā)電機(jī)是風(fēng)力發(fā)電的主要設(shè)備，它通常包括塔筒、機(jī)艙(也稱塔頭)及葉片三個(gè)重要部分，機(jī)艙設(shè)置于塔筒頂部，機(jī)艙內(nèi)設(shè)置有傳動部件、發(fā)電機(jī)及控制元件等部件，葉片與傳動部件連接，傳動部件與發(fā)電機(jī)的輸入軸連接;作業(yè)時(shí)，風(fēng)力驅(qū)使葉片轉(zhuǎn)動，傳動部件將葉片輸入的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)行增速降扭后傳遞給發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)將動能轉(zhuǎn)化為電能并通過電路輸出至電網(wǎng)。
[0004]為了提高發(fā)電效率，單臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率越來越高，對應(yīng)的，為了能夠捕獲足夠的風(fēng)能來驅(qū)動發(fā)電機(jī)，葉片的長度和重量也越來越大；比如5兆瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其葉片長度超過50米;在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的生產(chǎn)及安裝過程中，不可避免需要將葉片轉(zhuǎn)移至不同場地;然而，迄今為止，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的生產(chǎn)和安裝過程中，葉片的運(yùn)輸仍然是艱難并風(fēng)險(xiǎn)巨大的一個(gè)環(huán)節(jié)。另外，制造葉片需要特制的模具，而制造出大尺寸、高精度的模具，成本比較大，導(dǎo)致大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的生產(chǎn)成本過高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提出一種新結(jié)構(gòu)的組合葉片，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該組合葉片制造和運(yùn)輸難度更低，可以有效降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的生產(chǎn)成本和運(yùn)輸成本。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提出一種具有該組合葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
[0006]作為第一方面，本發(fā)明提出一種組合葉片，它包括中心骨架和多個(gè)蒙皮，所述中心骨架包括主梁和多個(gè)間隔設(shè)置的肋環(huán)，所述主梁穿過肋環(huán)的中心孔并與肋環(huán)固定連接;所述肋環(huán)的形狀與組合葉片的截面形狀匹配，所述多個(gè)蒙皮固定在所述中心骨架的表面，進(jìn)而圍成組合葉片的外形輪廓。
[0007]優(yōu)選地，所述中心骨架還包括桁條，所述桁條的延伸方向與主梁的延伸方向一致，所述桁條與肋環(huán)固定連接。
[0008]優(yōu)選地，所述中心骨架包括多個(gè)骨架分段，所述多個(gè)骨架分段依次序固定連接。
[0009]優(yōu)選地，相鄰所述骨架分段之間通過第一螺栓連接，所述第一螺栓的中心軸線處于豎直平面內(nèi)。
[0010]優(yōu)選地，相鄰所述骨架分段之間通過多根銷軸連接，所述銷軸的中心軸線處于豎直平面內(nèi)，多根所述銷軸相互平行。
[0011]優(yōu)選地，所述肋環(huán)的外周壁上開設(shè)有與桁條配合的凹槽，所述桁條插入肋環(huán)的凹槽內(nèi)。
[0012]優(yōu)選地，所述主梁包括兩根平行設(shè)置的工字梁，兩根所述工字梁間隔預(yù)定距離并相對固定。
[0013]優(yōu)選地，所述主梁由鋼材制成，和/或，所述蒙皮由復(fù)合材料制成。
[0014]優(yōu)選地，所述主梁的高度沿延伸方向遞減。
[0015]作為第二方面，本發(fā)明提出一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，它包括塔筒、機(jī)艙及上述任意一項(xiàng)的組合葉片，所述機(jī)艙設(shè)置于塔筒頂端，所述葉片活動設(shè)置于機(jī)艙上。
[0016]本發(fā)明提出的組合葉片包括中心骨架和多個(gè)蒙皮，中心骨架包括主梁和多個(gè)間隔設(shè)置的肋環(huán)，主梁穿過肋環(huán)的中心孔并與肋環(huán)固定連接;肋環(huán)的形狀與組合葉片的截面形狀匹配，蒙皮固定在中心骨架的表面，進(jìn)而圍成組合葉片的外形輪廓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該組合葉片具有以下優(yōu)點(diǎn):在制造過程中，主梁、肋環(huán)、蒙皮可以分開制造，降低了對模具的要求，并且，在運(yùn)輸過程中，組合葉片可以拆分成多個(gè)部分進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)輸。因此，通過采用該結(jié)構(gòu)的組合葉片，可以降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造成本和運(yùn)輸成本。
【附圖說明】
[0017]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例提供的中心骨架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例提供的組合葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為圖1所示中心骨架的局部放大圖；
[0021 ]圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例提供的組合葉片的局部放大圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
[0023]丨一中心骨架2—蒙皮11一第一骨架分段12—第二骨架分段
[0024]13—銷軸14 一主梁15—肋環(huán)
【具體實(shí)施方式】
[0025]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面結(jié)合附圖1至4對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]本發(fā)明具體實(shí)施例提供的組合葉片包括中心骨架I和蒙皮2，如圖1和圖3所示，中心骨架I包括主梁14和肋環(huán)15，多個(gè)肋環(huán)15間隔固定在主梁14上，主梁14穿過肋環(huán)15的中心孔，如圖2所示，蒙皮2覆蓋在中心骨架I的表面，蒙皮2相對肋環(huán)15及主梁14固定，蒙皮2的受力由肋環(huán)15傳遞至主梁14;肋環(huán)15的形狀與葉片的截面形狀相匹配，進(jìn)而保證肋環(huán)15給予蒙皮2充分的支撐。
[0027]由于組合葉片的長度較長，為了進(jìn)一步方便制造和運(yùn)輸，中心骨架I可以劃分為多個(gè)骨架分段;具體地，中心骨架I包括第一骨架分段U、第二骨架分段12、第三骨架分段(圖中未示出)等按次序連接的多個(gè)骨架分段，如圖3所示，相鄰骨架分段之間通過多個(gè)銷軸13或螺栓連接;在風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作過程中，組合葉片經(jīng)常圍繞水平軸轉(zhuǎn)動，骨架分段之間的連接部位需要承受較大的作用力，通過將軸線或螺栓的中心軸線布置在豎直平面內(nèi)，可以降低對連接強(qiáng)度的要求。
[0028]在優(yōu)選的實(shí)施例中，主梁14包括兩根平行布置的工字梁，工字梁由工字鋼制成，兩根工字梁間隔預(yù)定距離并相互固定，從葉片的起始端(俗稱葉根)至尾端(俗稱葉尖)(正視圖1，中心骨架I的右端為起始端，左端為尾端)，工字梁的高度逐步減小。需要檢修時(shí)，工作人員可以從兩根工字梁之間進(jìn)入到葉片內(nèi)部。
[0029]在優(yōu)選的實(shí)施例中，為了增大中心骨架I的強(qiáng)度，并方便蒙皮2的固定，在中心骨架I上還設(shè)置有桁條，多根桁條圍繞主梁14布置，桁條的延伸方向與主梁14 一致，桁條固定在肋環(huán)15上;桁條上設(shè)置有螺紋孔，蒙皮2通過螺栓與桁條固定連接。為了方便桁條的安裝及固定，在肋環(huán)15的外周壁上設(shè)置有凹槽，裝配時(shí)，桁條插入凹槽內(nèi)。
[0030]在上述實(shí)施例中，蒙皮2可以由薄鋼板制成，當(dāng)然，為了減輕組合葉片的重量，也可以采用較為輕質(zhì)的復(fù)合材料制成。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該組合葉片具有以下優(yōu)點(diǎn):在制造過程中，主梁、肋環(huán)、蒙皮可以分開制造，由于它們的尺寸較小，降低了對模具的要求，另外，通過將中心骨架分成多個(gè)骨架分段，進(jìn)一步降低了制造難度;在運(yùn)輸過程中，組合葉片可以拆分成多個(gè)部分進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)輸;將不適合裝配后運(yùn)輸?shù)牧悴考?，可以先運(yùn)輸至目標(biāo)地點(diǎn)(比如風(fēng)力發(fā)電場)后再進(jìn)行裝配。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種組合葉片，其特征在于，包括中心骨架(I)和多個(gè)蒙皮(2)，所述中心骨架(I)包括主梁(14)和多個(gè)間隔設(shè)置的肋環(huán)(15)，所述主梁(14)穿過肋環(huán)(15)的中心孔并與肋環(huán)(15)固定連接;所述肋環(huán)(15)的形狀與組合葉片的截面形狀匹配，所述多個(gè)蒙皮(2)固定在所述中心骨架(I)的表面，進(jìn)而圍成組合葉片的外形輪廓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合葉片，其特征在于，所述中心骨架(I)還包括桁條，所述桁條的延伸方向與主梁(14)的延伸方向一致，所述桁條與肋環(huán)(15)固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合葉片，其特征在于，所述中心骨架(I)包括多個(gè)骨架分段，所述多個(gè)骨架分段依次序固定連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合葉片，其特征在于，相鄰所述骨架分段之間通過第一螺栓連接，所述第一螺栓的中心軸線處于豎直平面內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合葉片，其特征在于，相鄰所述骨架分段之間通過多根銷軸(13)連接，所述銷軸(13)的中心軸線處于豎直平面內(nèi)，多根所述銷軸(13)相互平行。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合葉片，其特征在于，所述肋環(huán)(15)的外周壁上開設(shè)有與桁條配合的凹槽，所述桁條插入肋環(huán)(15)的凹槽內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的組合葉片，其特征在于，所述主梁(14)包括兩根平行設(shè)置的工字梁，兩根所述工字梁間隔預(yù)定距離并相對固定。8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的組合葉片，其特征在于，所述主梁(14)由鋼材制成，和/或，所述蒙皮由復(fù)合材料制成。9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的組合葉片，其特征在于，所述主梁(14)的高度沿延伸方向遞減。10.—種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括塔筒、機(jī)艙及權(quán)利要求1至9任意一項(xiàng)所述的組合葉片，所述機(jī)艙設(shè)置于塔筒頂端，所述葉片活動設(shè)置于機(jī)艙上。
【文檔編號】F03D1/06GK105909463SQ201610387605
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】劉星, 吳科斌
【申請人】三重型能源裝備有限公司, 三一重型能源裝備有限公司