專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)多組葉輪龍骨架的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉輪固定裝置的制備方法，具體的說(shuō)是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)多組葉輪龍骨架的制備方法。
背景技術(shù)：
人類利用風(fēng)能已有數(shù)千年歷史，在蒸汽機(jī)發(fā)明以前風(fēng)能曾作為重要的動(dòng)力，應(yīng)用于人類生活的眾多方面。風(fēng)力發(fā)電的探索，則起源于19世紀(jì)末的丹麥，但是直到20世紀(jì)70 年代以前，還只有小型充電用風(fēng)力發(fā)電機(jī)達(dá)到實(shí)用階段。1973年爆發(fā)石油危機(jī)以后到現(xiàn)今社會(huì)，美國(guó)、西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家為尋求替代石油燃料的能源，投入了大量經(jīng)費(fèi)，動(dòng)員高科技產(chǎn)業(yè)，利用計(jì)算機(jī)、空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的新技術(shù)研制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，開(kāi)創(chuàng)了風(fēng)能利用的新時(shí)代。我國(guó)政府也在近年投入大量的資金及技術(shù)開(kāi)展風(fēng)力發(fā)電的研發(fā)， 并取得了舉世矚目的成效。垂直軸風(fēng)車(chē)很早就被應(yīng)用于人類的生活領(lǐng)域中，中國(guó)最早利用風(fēng)能的形式就是垂直軸風(fēng)車(chē)。但是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)明則要比水平軸的晚一些，直到20世紀(jì)20年代才開(kāi)始出現(xiàn)(Savonius式風(fēng)輪——1924年，Darrieus式風(fēng)輪——1931年)。由于人們普遍認(rèn)為垂直軸風(fēng)輪的尖速比不可能大于1，風(fēng)能利用率低于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，因而導(dǎo)致垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期得不到重視。隨著科技的發(fā)展和人類認(rèn)識(shí)水平的不斷提高，人們逐漸認(rèn)識(shí)到垂直軸風(fēng)輪的尖速比不能大于1僅僅適用于阻力型風(fēng)輪(Mvonius式風(fēng)輪)，而升力型風(fēng)輪(Darrieus式風(fēng)輪)的尖速比甚至可以達(dá)到6，并且其風(fēng)能利用率也不低于水平軸。近年來(lái)，隨著清潔能源逐漸納入社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軌道，利用風(fēng)能發(fā)電已被大多數(shù)風(fēng)力資源豐富的國(guó)家所認(rèn)同，為此在解決風(fēng)能高效發(fā)電的領(lǐng)域，人們急切需要結(jié)合現(xiàn)實(shí)提供尖速比較高的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)方案。而在眾多的技術(shù)方案中如何解決多組葉輪可以在靜、動(dòng)狀態(tài)時(shí)的固定及穩(wěn)定問(wèn)題則是業(yè)內(nèi)人士刻意先行處理的問(wèn)題，這一問(wèn)題的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是如何提供一種制作可用于安裝葉輪葉片的龍骨架的方法且以該方法制造的龍骨架與多組葉輪兩者之間配套。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)多組葉輪龍骨架的制備方法， 由此方法制作的龍骨架可以解決多組葉輪與風(fēng)力發(fā)電機(jī)匹配工作時(shí)的靜、動(dòng)狀態(tài)的固定及穩(wěn)定問(wèn)題，且以提高風(fēng)機(jī)的風(fēng)能利用率及啟動(dòng)風(fēng)速。為此，本發(fā)明解決所述問(wèn)題的技術(shù)方案是一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)多組葉輪龍骨架的制備方法，包括步驟，選防銹金屬件作為龍骨基材，采用鍛壓、機(jī)械加工的步驟將所選基材制成帶有凹槽的弧形龍骨，之后，在龍骨的一端鏜緊固孔，將龍骨的另一端加工成矩形固定塊并在其上鏜安裝孔；再將另外加工且?guī)в薪佣陌惭b環(huán)與固定塊上的安裝孔連接。優(yōu)選的，所述龍骨的凹槽，其槽深2-20厘米、其槽寬0. 5-3. 7厘米、其槽肋厚0. 1-3 厘米。
優(yōu)選的，所述龍骨的弧度110° -180°。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有的積極效果是，依本方法可以制作完全適用于多組葉輪的龍骨架，并通過(guò)帶有接耳的安裝環(huán)與固定塊將每根龍骨連接為一體，使安裝在龍骨凹槽內(nèi)的葉片整體上相對(duì)風(fēng)機(jī)軸呈螺旋狀。實(shí)踐證明，本方法的制備工藝具有技術(shù)路徑簡(jiǎn)捷、 易于制造加工成型產(chǎn)品且架體本身穩(wěn)定及安全性好的特點(diǎn)。


圖1是本方法涉及的制備方法制備的龍骨架的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是關(guān)于龍骨架的展開(kāi)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本方法涉及的制備方法的流程示意圖。圖中1-安裝環(huán)，2-龍骨固定塊，3-龍骨，4-葉面緊固螺釘，5-龍骨凹槽(即葉面的安裝槽)。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1或圖2及圖3，本發(fā)明提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)多組葉輪龍骨架的制備方法，該方法從選材到制作給出了具體的工藝步驟。例如，先選防銹金屬件作為龍骨基材，然后采用鍛壓、機(jī)械加工的步驟將所選基材制成帶有凹槽的弧形龍骨，之后，在龍骨的一端鏜出可用于緊固頁(yè)面的緊固孔，再將龍骨的另一端加工成矩形固定塊并在其上鏜出每每可連接龍骨的安裝孔；最后將另外加工且?guī)в薪佣陌惭b環(huán)與固定塊上的安裝孔連接。以上制造工藝看似簡(jiǎn)單，但涉及不同軸徑的風(fēng)機(jī)，所使用的龍骨是不同的。因?yàn)橛杀痉椒ㄖ苽涞凝埞瞧浼軜?gòu)呈單槽雙肋的形狀，對(duì)不同葉片厚度的葉面有不同槽深、槽寛、槽壁厚的要求；原則上說(shuō)，軸徑大、軸桿長(zhǎng)其葉輪所使用龍骨的凹槽必然深，槽寛、槽壁必然隨之大。例如，當(dāng)用1. 7米短軸做風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸時(shí)，用于風(fēng)機(jī)的葉輪其葉片緣厚0. 48-0. 49厘米，此時(shí)選用的龍骨其凹槽的深、寬、厚應(yīng)當(dāng)分別是2厘米、0. 5厘米、0. 1厘米。本發(fā)明給出的龍骨凹槽的參數(shù)是根據(jù)不同風(fēng)力資源的風(fēng)機(jī)配套葉輪的基數(shù)及實(shí)踐得出的，因此，有實(shí)際的選擇，即所述龍骨的凹槽，其槽深2-20厘米、其槽寬0. 5-3. 7厘米、其槽肋厚0. 1-3厘米。另外，關(guān)于龍骨的弧度問(wèn)題，因?yàn)楸景l(fā)明是應(yīng)如何提高風(fēng)機(jī)的風(fēng)能利用率及啟動(dòng)風(fēng)速的需求進(jìn)而研發(fā)的為專用葉輪配套使用的龍骨制作工藝。而作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的螺旋轉(zhuǎn)體多組葉輪則是當(dāng)前用來(lái)提高風(fēng)機(jī)的風(fēng)能利用率的最佳選擇。這是因?yàn)?，風(fēng)能的利用是以風(fēng)機(jī)的風(fēng)葉的受風(fēng)面積的大小來(lái)定的，螺旋轉(zhuǎn)體效應(yīng)則是一種新型風(fēng)能轉(zhuǎn)化方式。從結(jié)構(gòu)上講，首先它是一種螺旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，相對(duì)于水平軸流式風(fēng)機(jī)，它是徑流式的，同已有的立軸式風(fēng)機(jī)一樣也都是沿長(zhǎng)軸布設(shè)槳葉且直接利用風(fēng)的推力旋轉(zhuǎn)工作的。而單輪立軸風(fēng)輪因?yàn)檩S的兩側(cè)槳葉同時(shí)接受風(fēng)力而扭矩相反，相互抵消，輸出力矩不大。所以，本發(fā)明涉及的龍骨必須應(yīng)對(duì)多組葉輪的要求制定其制備的技術(shù)方案。因此龍骨的弧度范值設(shè)定在 110° -180° ；例如，當(dāng)多組葉輪呈螺旋轉(zhuǎn)體形態(tài)時(shí)，龍骨弧度則設(shè)定為180°。如此，可將原來(lái)的立軸力矩輸出對(duì)葉面槳葉流體力學(xué)形狀的依賴改變?yōu)榇怪甭菪~面的利用。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)可以保證螺旋形葉片對(duì)風(fēng)向無(wú)任何要求，不管風(fēng)從任何一個(gè)方向來(lái)都能受風(fēng)，進(jìn)而推動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)按上述流程制備的龍骨完成后即可進(jìn)行葉片的安裝。圖1、2中的葉面緊固螺釘4是將插入龍骨凹槽5的葉面邊緣進(jìn)行緊固作用的，龍骨3另一端的龍骨固定塊2則與安裝環(huán)1對(duì)接，可使多根龍骨環(huán)環(huán)扣接。 由于本發(fā)明的龍骨架構(gòu)是針對(duì)多組葉輪設(shè)計(jì)的，而每組葉輪的葉面相對(duì)風(fēng)機(jī)軸又是呈螺旋轉(zhuǎn)體的形狀，故而承載葉面的龍骨其最佳設(shè)計(jì)也應(yīng)設(shè)計(jì)成半圓形。如此設(shè)計(jì)不但保證了整個(gè)多組葉輪的牢固和穩(wěn)定，同時(shí)也可以使葉面相對(duì)環(huán)繞風(fēng)機(jī)軸呈自上而下旋轉(zhuǎn) 180°，而螺旋狀的180°的葉面旋轉(zhuǎn)時(shí)受風(fēng)效果是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)多組葉輪龍骨架的制備方法，其特征是，包括步驟，選防銹金屬件作為龍骨基材，采用鍛壓、機(jī)械加工的步驟將所選基材制成帶有凹槽的弧形龍骨，之后，在龍骨的一端鏜緊固孔，將龍骨的另一端加工成矩形固定塊并在其上鏜安裝孔；再將另外加工且?guī)в薪佣陌惭b環(huán)與固定塊上的安裝孔連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)多組葉輪龍骨架的制備方法，其特征是，加工所述龍骨的凹槽，其槽深2-20厘米、其槽寬0. 5-3. 7厘米、其槽肋厚0. 1-3厘米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)多組葉輪龍骨架的制備方法，其特征是，所加工的龍骨的弧度110° -180°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)多組葉輪龍骨架的制備方法，包括步驟，選防銹金屬件作為龍骨基材，采用鍛壓、機(jī)械加工的步驟將所選基材制成帶有凹槽的弧形龍骨，之后，在龍骨的一端鏜緊固孔，將龍骨的另一端加工成矩形固定塊并在其上鏜安裝孔；再將另外加工且?guī)в薪佣陌惭b環(huán)與固定塊上的安裝孔連接。依本方法可以制作完全適用于多組葉輪的龍骨架，并通過(guò)帶有接耳的安裝環(huán)與固定塊將每根龍骨連接為一體，使安裝在龍骨凹槽內(nèi)的葉片整體上相對(duì)風(fēng)機(jī)軸呈螺旋狀。本方法的制備工藝具有技術(shù)路徑簡(jiǎn)捷、易于制造加工成型產(chǎn)品且架體本身穩(wěn)定及安全性好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23P15/00GK102205483SQ20111013255
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者胡鵬翔 申請(qǐng)人:深圳市正耀科技有限公司