專利名稱：充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械工程，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片，是由玻璃纖維復(fù)合材料或碳素纖維復(fù)合材料制成，雖 然碳素纖維強(qiáng)度高重量輕，但由于采用的是梁架結(jié)構(gòu)，并沒有顯示出碳素纖維材料抗拉強(qiáng)度 高的優(yōu)勢(shì)，葉片仍顯得笨重，特別是現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率越來越大，為滿足現(xiàn)代大功率風(fēng) 力發(fā)電機(jī)的需求，葉片的長(zhǎng)度和受風(fēng)面積越來越大，葉片的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，制造葉片的 技術(shù)難度越來越大，葉片的重量也變得越來越重，葉片的制造成本也越來越高。發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)輪式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，梁架結(jié)構(gòu)葉片存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，制造技術(shù) 難度大，制造成本高等方面的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕，容易制造，制造成本低，機(jī)械強(qiáng)度高，能充分發(fā)揮碳素纖維材料抗拉強(qiáng)度高的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。充氣骨架結(jié) 構(gòu)葉片，可制成超長(zhǎng)、超大、超輕的高強(qiáng)度風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，它不但適合在擺動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電 機(jī)上工作，也適合在風(fēng)輪式風(fēng)力發(fā)電機(jī)上工作。本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是由一根以上的充氣骨架，根據(jù)葉片翼型及工程 結(jié)構(gòu)的需要，粘接組合或焊接組合成充氣骨架結(jié)構(gòu)1,在充氣骨架結(jié)構(gòu)1的外表面，粘接或焊接安裝上葉片蒙皮2，從而組成充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的葉片主體6，在充氣骨架結(jié)構(gòu)l頭部一 端，安裝上支座襯墊3和葉片支座4與葉片軸5，將壓縮空氣充入充氣骨架結(jié)構(gòu)1的充氣骨 架的氣密內(nèi)腔中，在壓縮空氣的作用下，充氣骨架膨脹堅(jiān)挺起來，產(chǎn)生相應(yīng)的環(huán)向拉應(yīng)力和 軸向拉應(yīng)力，所有充氣骨架中的環(huán)向拉應(yīng)力的合力和軸向拉應(yīng)力的合力，使充氣骨架結(jié)構(gòu)1 產(chǎn)生強(qiáng)大的機(jī)械強(qiáng)度，支撐起葉片蒙皮2，形成一個(gè)既長(zhǎng)又大，既輕強(qiáng)度又高的充氣骨架結(jié) 構(gòu)葉片。下面結(jié)合圖1對(duì)充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)一步進(jìn)行說明。 圖1是對(duì)稱翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的基本結(jié)構(gòu)圖a葉片，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)在流動(dòng)的空氣中獲取風(fēng)能的最主要部件。風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的翼型結(jié) 構(gòu)有多種，如對(duì)稱翼型、雙凸翼型、平凸翼型、凹凸翼型、S形翼型和特種翼型等。在風(fēng)力 發(fā)電機(jī)中，可將其分為對(duì)稱翼型與非對(duì)稱翼型兩大類。對(duì)稱翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，其翼型的上下弧線對(duì)稱，葉片的中弧線是一根與翼型弦線 重合的直線，這種葉片的阻力系數(shù)較小，但升阻比也小。雖然對(duì)稱翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的 阻力系數(shù)較小，但升阻比也小，但其左右兩個(gè)葉面的空氣動(dòng)力特性都很好，都可以使葉片獲 得較好的空氣動(dòng)力。擺動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片，正是利用葉片的左右兩個(gè)惻面交替地向風(fēng)， 以獲取葉片左右擺動(dòng)的空氣動(dòng)力，因此，對(duì)稱翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，非常適合在擺動(dòng)式風(fēng) 力發(fā)電機(jī)工作。非對(duì)稱翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，葉片的升阻比較大，但非對(duì)稱翼型的葉片，只有一個(gè)側(cè) 面向風(fēng)才能獲得較理想的升阻比，因此，它只適應(yīng)在風(fēng)輪式風(fēng)力發(fā)電機(jī)上工作。充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，是由充氣骨架結(jié)構(gòu)l、葉片蒙皮2、支座襯墊3、葉片支座4和葉片 軸5組成，其特征是充氣骨架結(jié)構(gòu)l，是由1根以上的剛性充氣骨架或柔性充氣骨架，根 據(jù)葉片翼型及工程結(jié)構(gòu)的需要，粘接組合或焊接組合成的工程結(jié)構(gòu)；剛性充氣骨架，是由剛 性受力外腔和裝配在其腔內(nèi)，并與之內(nèi)腔相匹配的剛性氣密內(nèi)腔或柔性氣密內(nèi)腔組成的充氣
骨架，由剛性充氣骨架組成的充氣骨架結(jié)構(gòu)1，是剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)；柔性充氣骨架，是由 柔性受力外腔和裝配在其腔內(nèi)，并與之內(nèi)腔相匹配的柔性氣密內(nèi)腔組成的充氣骨架，由柔性 充氣骨架組成的充氣骨架結(jié)構(gòu)1，是柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)；剛性充氣骨架的受力外腔或柔性充 氣骨架的受力外腔，是一個(gè)薄壁封閉園筒受力腔體工程結(jié)構(gòu)，受力外腔能承受其腔內(nèi)的氣密 內(nèi)腔傳給的額定壓縮空氣壓力，并在壓縮空氣的壓力作用下，膨脹堅(jiān)挺起來，在受力外腔中 產(chǎn)生相應(yīng)的環(huán)向拉應(yīng)力與軸向拉應(yīng)力，充氣骨架在受力外腔的環(huán)向拉應(yīng)力的合力和軸向拉應(yīng) 力的合力的共同作用下，產(chǎn)生額定的機(jī)械強(qiáng)度，充氣骨架的直徑越大，壓縮空氣的壓力越高, 充氣骨架的數(shù)量越多，充氣骨架結(jié)構(gòu)1的機(jī)械強(qiáng)度就越高剛性充氣骨架的氣密內(nèi)腔或柔性 充氣骨架的氣密內(nèi)腔，是一個(gè)薄壁封閉園筒氣密腔體工程結(jié)構(gòu)，氣密內(nèi)腔將腔內(nèi)壓縮空氣的 壓力傳給受力外腔，并在受力外腔的環(huán)向拉應(yīng)力與軸向拉應(yīng)力的作用下，長(zhǎng)久密閉和長(zhǎng)久儲(chǔ) 存壓縮空氣，以長(zhǎng)久保持充氣骨架的機(jī)械強(qiáng)度；充氣骨架的受力外腔與裝配在其腔內(nèi)的氣密 內(nèi)腔，可以是同一材質(zhì)的材料組成，也可以是不同材質(zhì)的材料組成，可以是一個(gè)整體的工程 結(jié)構(gòu)，也可以是分體的工程結(jié)構(gòu)；每一個(gè)獨(dú)立的氣密內(nèi)腔工程結(jié)構(gòu)，都有一套充氣裝置，壓 縮空氣經(jīng)此充氣裝置進(jìn)入充氣骨架的氣密內(nèi)腔中；葉片蒙皮2,是粘貼或焊接在充氣骨架結(jié) 構(gòu)1外表面，或安裝在充氣骨架結(jié)構(gòu)1的充氣骨架之間的剛性薄型材料或柔性薄型材料，葉 片蒙皮2與充氣骨架結(jié)構(gòu)1 一起，組成充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的葉片主體6;剛性薄型材料的葉 片蒙皮2，是由有一定剛度的金屬薄板材料或有一定剛度的復(fù)合薄板材料組成；柔性薄型材 料的葉片蒙皮2，是由一定柔度的編織材料或有一定柔度的薄膜材料組成；剛性的充氣骨架 結(jié)構(gòu)1和剛性的葉片蒙皮2，組成的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，是剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片；柔性的 充氣骨架結(jié)構(gòu)1和柔性的葉片蒙皮2，組成的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，是柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片； 支座襯墊3，是由具有一定彈性的材料制成，支座襯墊3，安裝在充氣骨架結(jié)構(gòu)1頭部一端與 葉片支座4之間，支座襯墊3的內(nèi)側(cè)形狀尺寸，與充氣骨架結(jié)構(gòu)1頭部一端的外側(cè)皿尺寸 相匹配，支座襯墊3的外側(cè)形狀尺寸，與葉片支座4的內(nèi)側(cè)形狀尺寸相匹配，支座襯墊3的 軸向長(zhǎng)度，與充氣骨架結(jié)構(gòu)1的軸向長(zhǎng)度相適應(yīng)；葉片支座4，是由帶加強(qiáng)筋的支座底板與4 塊帶加強(qiáng)筋的支座側(cè)板組成的無蓋箱體結(jié)構(gòu)，4塊側(cè)板中，3塊側(cè)板與底板焊接成一體，另一 塊側(cè)板是活動(dòng)倆板可以裝卸，以方便葉片支座4與充氣骨架結(jié)構(gòu)1的組裝，葉片支座4安裝 在骨架襯墊3的外側(cè)，葉片支座4的軸向長(zhǎng)度要與充氣骨架結(jié)構(gòu)1的軸向長(zhǎng)度相適應(yīng)；葉片 軸5，是充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片頭部一端上的葉柄，葉片軸5與充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片之間采用動(dòng)配 合或靜配合裝配，充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，圍撓著葉片軸5轉(zhuǎn)動(dòng)或與葉片軸5—起轉(zhuǎn)動(dòng)改變?nèi)~片 的攻角，葉片軸5的一端，安裝在葉片支座4上，另一端制成與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相配套的結(jié)構(gòu)， 葉片軸5的結(jié)構(gòu)，要與充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的大小和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。充氣骨架結(jié)構(gòu)1，是由1根以上的剛性充氣骨架或柔性充氣骨架，根據(jù)葉片翼型及工程 結(jié)構(gòu)的需要，粘接組合或焊接組合成的充氣骨架工程結(jié)構(gòu)。充氣骨架結(jié)構(gòu)1，是靠充氣骨架 中壓縮空氣的壓力，使充氣骨架膨脹堅(jiān)挺起來，在充氣骨架中產(chǎn)生相應(yīng)的環(huán)向拉應(yīng)力和軸向 拉應(yīng)力，充氣骨架中的環(huán)向拉應(yīng)力的合力和軸向拉應(yīng)力的合力，使充氣骨架產(chǎn)生額定的機(jī)械 強(qiáng)度，充氣骨架的直徑越大，壓縮空氣的壓力越高，充氣骨架的數(shù)量越多，充氣骨架結(jié)構(gòu)1 的機(jī)械強(qiáng)度就越高。充氣骨架的截面結(jié)構(gòu)，根據(jù)機(jī)械工程和其他工程的需要，可制成各種幾 何形狀的截面結(jié)構(gòu)，但單根充氣骨架采用園環(huán)形截面結(jié)構(gòu)，最能發(fā)揮抗拉強(qiáng)度高的受力外腔 的材料優(yōu)勢(shì)。在同一根充氣骨架中，根據(jù)機(jī)械工程和其他工程的需要，可制成同一幾何形狀 截面結(jié)構(gòu)的骨架，也可制成不同幾何形狀結(jié)構(gòu)截面的骨架，可制成同一直徑截面的骨架，也 可制成不同直徑截面的骨架。為滿足機(jī)械工程以及其他工程的需要，在2根充氣骨架之間， 加裝上一個(gè)與骨架外側(cè)形狀尺寸相吻合的雙曲面的加強(qiáng)支架8，以增加充氣骨架之間的焊接 或粘接面積，提高充氣骨架結(jié)構(gòu)1的粘接或焊接的強(qiáng)度。如圖2所示。充氣骨架結(jié)構(gòu)1中的充氣骨架，分剛性充氣骨架與柔性充氣骨架兩大類。 剛性充氣骨架，是指充氣骨架氣密內(nèi)腔的空氣與大氣相通并氣壓相等后，充氣骨架在沒 有外力作用的情況下，能保持充氣骨架在氣密內(nèi)腔有氣壓時(shí)的橫截面不變形，并具有一定剛
度的充氣骨架，如金屬材料充氣骨架、塑料材料充氣骨架、復(fù)合材料充氣骨架，以及上述材 料組合成的復(fù)合材料充氣骨架等，由剛性充氣骨架組合成的充氣骨架結(jié)構(gòu)1,是剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)。柔性充氣骨架，是指充氣骨架氣密內(nèi)腔的空氣與大氣相通并氣壓相等后，充氣骨架在沒 有外力作用的情況下，不能保持充氣骨架在氣密內(nèi)腔有氣壓時(shí)的橫截面不變形，并具備一定 柔度的充氣骨架，如纖維編織材料充氣骨架、彈性薄膜材料充氣骨架、復(fù)合薄膜材料充氣骨 架、以及上述材料組合成的復(fù)合材料充氣骨架等，由柔性充氣骨架組合成的充氣骨架結(jié)構(gòu)l， 是柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)。充氣骨架結(jié)構(gòu)1中的充氣骨架，不論是剛性充氣骨架，還是柔性充氣骨架，都必需具有 受力外腔和氣密內(nèi)腔兩種腔體工程結(jié)構(gòu)。剛性充氣骨架或柔性充氣骨架的受力外腔，是一個(gè) 薄壁封閉園筒受力腔體工程結(jié)構(gòu)。剛性充氣骨架或柔性充氣骨架的氣密內(nèi)腔，是一個(gè)薄壁封 閉園筒氣密腔體工程結(jié)構(gòu)。充氣骨架的受力外腔與裝配在其腔內(nèi)并與之內(nèi)腔相匹配的氣密內(nèi) 腔，可以是一個(gè)整體的工程結(jié)構(gòu)，也可以是分體的工程結(jié)構(gòu)。充氣骨架的受力外腔，是一承受壓縮空氣膨脹壓力的薄壁封閉園筒腔體工程結(jié)構(gòu)，其主 要功能是承受其腔內(nèi)的氣密內(nèi)腔傳給的壓縮空氣的膨脹壓力，在氣密內(nèi)腔內(nèi)中的壓縮空氣作 用下，受力外腔膨脹堅(jiān)挺起來，在受力外腔的腔壁中產(chǎn)生環(huán)向拉應(yīng)力與軸向拉應(yīng)力，受力外 腔中的環(huán)向拉應(yīng)力的合力與軸向拉應(yīng)力的合力，使充氣骨架產(chǎn)生強(qiáng)大的機(jī)械強(qiáng)度。在充氣骨 架中，同一直徑的受力外腔和氣密內(nèi)腔中，壓縮空氣壓力越高，受力外腔產(chǎn)生的環(huán)向拉應(yīng)力 與軸向拉應(yīng)力就越大，充氣骨架的機(jī)械強(qiáng)度就越高，因此，受力外腔應(yīng)選用抗拉強(qiáng)度高的材 料制造。實(shí)際應(yīng)用中，一般都選用重量輕抗拉強(qiáng)度高的碳素材料，或碳素纖維復(fù)合材料制造充氣骨架。由于充氣骨架的環(huán)向拉應(yīng)力是軸向拉應(yīng)力的2倍，在設(shè)計(jì)和制造充氣骨架時(shí)，應(yīng) 根據(jù)應(yīng)力分布的特點(diǎn)采取一些相應(yīng)措施以增強(qiáng)充氣骨架的環(huán)向強(qiáng)度，如采用碳素纖維絲線環(huán) 向纏繞技術(shù)等加強(qiáng)措施。充氣骨架的受力外腔，分剛性受力外腔和柔性受力外腔兩大類。剛性受力外腔，是指氣密腔內(nèi)腔的空氣與大氣相通并氣壓相等后，受力外腔在沒有外力 作用的情況下，能保持受力外腔在氣密內(nèi)腔有氣壓時(shí)的橫截面不變形，并具有一定剛度的受力外腔，如金屬材料受力外外腔、塑料材料受力外腔、復(fù)合材料受力外腔等a柔性受力外腔，是指氣密內(nèi)腔的空氣與大氣相通并氣壓相等后，受力外腔在沒有外力作 用的情況下，不能保持受力外腔在氣密內(nèi)腔有氣壓時(shí)的橫截面不變形，并具備一定柔度的受 力外腔，如纖維編織材料受力外腔、薄膜橡膠材料受力外腔、薄膜塑料材料受力外腔、復(fù)合 薄膜材料受力外腔等。充氣骨架的氣密內(nèi)腔，是一個(gè)密閉和儲(chǔ)存壓縮空氣的薄壁封閉園筒腔體工程結(jié)構(gòu)，氣密 內(nèi)腔裝配在受力外腔的腔體內(nèi)，并與受力外腔的內(nèi)腔相匹配的腔體。充氣骨架的氣密內(nèi)腔， 其主要功能，是將壓縮空氣施加在其四壁上的膨脹壓力，傳給受力外腔的四壁，利用受力外 腔中的環(huán)向拉應(yīng)力和軸向拉應(yīng)力，長(zhǎng)久密閉和儲(chǔ)存氣密內(nèi)腔中的壓縮空氣，使之不產(chǎn)生任何 慢泄氣現(xiàn)象，并長(zhǎng)久穩(wěn)定壓縮空氣的壓力，確保充氣骨架的強(qiáng)度。充氣骨架的氣密內(nèi)腔，分剛性氣密內(nèi)腔和柔性氣密內(nèi)腔兩大類。剛性氣密內(nèi)腔，是指氣密內(nèi)腔的空氣與大氣相通并氣壓相等后，氣密內(nèi)腔在沒有外力作 用的情況下，能保持氣密內(nèi)腔在有氣壓時(shí)的橫截面不變形，并具有一定剛度的氣密內(nèi)腔，如 金屬材料氣密內(nèi)腔、塑料材料氣密內(nèi)腔、復(fù)合材料氣密內(nèi)腔等，剛性氣密內(nèi)腔一般情況下， 與剛性受力外腔的材質(zhì)相同，實(shí)際上材質(zhì)相同的受力外腔與氣密內(nèi)腔是一個(gè)整體或組合體， 是不可以分開的。如剛性受力外腔的材質(zhì)和剛性氣密內(nèi)腔的材質(zhì)不同，兩者也應(yīng)組合為一體。柔性氣密腔，是指氣密內(nèi)腔的空氣與大氣相通并氣壓相等后，氣密內(nèi)腔在沒有外力作用 的情況下，不能保持氣密內(nèi)腔在有氣壓時(shí)的橫截面不變形，并具備一定柔度的氣密內(nèi)腔，如 彈性薄膜橡膠材料氣密內(nèi)腔、彈性薄膜塑料材料氣密內(nèi)腔、復(fù)合薄膜材料氣密內(nèi)腔等。柔性 氣密內(nèi)腔，是以剛性受力外腔或以柔性受力外腔，作為堅(jiān)強(qiáng)的后盾，將壓縮空氣密封和儲(chǔ)存
在氣密內(nèi)腔中。柔性氣密內(nèi)腔，可以獨(dú)立組成一氣密工程結(jié)構(gòu)腔體，也可以和剛性受力外腔 或柔性受力外腔組合成一氣密工程結(jié)構(gòu)腔體，柔性氣密內(nèi)腔應(yīng)選用密實(shí)性好和具有一定彈性 的材料制造。剛性受力外腔，與剛性氣密內(nèi)腔或柔性氣密內(nèi)腔組合成的充氣骨架，是剛性充氣骨架。 在剛性充氣骨架中，如受力外腔和氣密內(nèi)腔都是剛性的腔體，且受力外腔的材質(zhì)與氣密內(nèi)腔 的材質(zhì)相同，兩者實(shí)際上是一個(gè)整體或組合體，是不可以分開的，如金屬材料受力外腔和金 屬材料氣密內(nèi)腔、塑料材料受力外腔和塑料材料氣密內(nèi)腔、復(fù)合材料受力外腔和復(fù)合材料氣 密內(nèi)腔等。這種剛性受力外腔與剛性氣密內(nèi)腔為一體的充氣骨架，其內(nèi)腔應(yīng)作氣密性處理， 以堵塞剛性受力外腔與剛性氣密內(nèi)腔的材質(zhì)，可能存在大于氣體分子的微小縫隙，確保剛性 充氣骨架氣密內(nèi)腔中的壓縮空氣不會(huì)造成慢泄漏；在剛性充氣骨架中，如采用柔性氣密內(nèi)腔， 由于柔性氣密內(nèi)腔材料的密封性較好， 一般情況下可不作氣密性處理，但柔性氣密內(nèi)腔必須 與剛性受力外腔的內(nèi)腔相匹配。柔性受力外腔，與柔性氣密內(nèi)腔組合成的充氣骨架，是柔性充氣骨架。在柔性充氣骨架 中，如受力外腔是纖維編織材料受力外腔，而氣密內(nèi)腔是彈性薄膜橡膠材料氣密內(nèi)腔，或是 彈性薄膜塑料材料氣密內(nèi)腔時(shí)，由于纖維編織材料受力外腔中，存在大量的纖維編織物的縫 隙，需在纖維編織材料受力外腔與柔性氣密內(nèi)腔中間，加裝一層墊層或涂裝上一層墊層材料。 如采用纖維編織材料的柔性受力外腔，最好直接采用復(fù)合薄膜材料氣密內(nèi)腔。柔性充氣骨架 中，柔性受力外腔和柔性氣密內(nèi)腔在結(jié)構(gòu)上，必需相互匹配。充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片中的每一根充氣骨架，都有其獨(dú)立的壓縮空氣密閉系統(tǒng)，都具有長(zhǎng)久 保持壓縮空氣正常壓力的能力，這樣，充氣骨架結(jié)構(gòu)1才能長(zhǎng)久保持其機(jī)械強(qiáng)度。在長(zhǎng)期不 需要補(bǔ)充壓縮空氣的充氣骨架結(jié)構(gòu)1，每一根充氣骨架頭部一端，都設(shè)置一套充氣裝置，充 氣裝置中，設(shè)置有一個(gè)以上串聯(lián)的單向迸氣閥，這些單向進(jìn)氣閥，可暫時(shí)封堵住充氣骨架內(nèi) 的壓縮空氣，充氣裝置的外端，設(shè)置一個(gè)螺栓堵頭，嚴(yán)密堵塞壓縮空氣通道，以長(zhǎng)久保持充 氣骨架內(nèi)的空氣壓力，長(zhǎng)久保持充氣骨架的機(jī)械強(qiáng)度和充氣骨架結(jié)構(gòu)1的機(jī)械強(qiáng)度。在一定 時(shí)間內(nèi)，需要補(bǔ)充壓縮空氣的充氣骨架結(jié)構(gòu)1中，每一根充氣骨架頭部一端，都設(shè)置一套自 動(dòng)充氣裝置，充氣裝置中，設(shè)置有一個(gè)以上串聯(lián)的單向進(jìn)氣閥，這些單向進(jìn)氣閥，可封堵住 充氣骨架內(nèi)的壓縮空氣，充氣裝置的外端，沒有設(shè)置螺栓堵頭，而是設(shè)置一根高壓氣管，與 高壓儲(chǔ)氣設(shè)備的減壓調(diào)節(jié)閥相聯(lián)通，將減壓調(diào)節(jié)閥的額定壓力，調(diào)節(jié)到與充氣骨架結(jié)構(gòu)1的 額定壓力相等。當(dāng)充氣骨架內(nèi)的壓縮空氣壓力低于額定壓力時(shí)，高壓儲(chǔ)氣設(shè)備中的高壓壓縮 空氣經(jīng)過減壓調(diào)節(jié)閥自動(dòng)對(duì)充氣骨架進(jìn)行充氣，這樣，充氣骨架結(jié)構(gòu)1就會(huì)在相當(dāng)?shù)臅r(shí)期內(nèi)， 保持著充氣骨架結(jié)構(gòu)內(nèi)的壓縮空氣的額定壓力，從而，保持著充氣骨架結(jié)構(gòu)1的額定機(jī)械強(qiáng) 度。在需要補(bǔ)充壓縮空氣的充氣骨架結(jié)構(gòu)1中，充氣骨架中的壓縮空氣都是一個(gè)壓力等級(jí)， 則用一個(gè)減壓調(diào)節(jié)閥的壓縮空氣自動(dòng)補(bǔ)充系統(tǒng)，如是2個(gè)壓力等級(jí)，側(cè)用具有2個(gè)減壓調(diào)節(jié) 閥的壓縮空氣自動(dòng)補(bǔ)充系統(tǒng)，有幾個(gè)壓力等級(jí)，就需用幾個(gè)減壓調(diào)節(jié)閥的壓縮空氣自動(dòng)補(bǔ)充 系統(tǒng)。當(dāng)高壓儲(chǔ)氣設(shè)備的壓力，低于充氣骨架結(jié)構(gòu)1的額定壓力時(shí)，報(bào)警器發(fā)出警報(bào)，管理 人員就可及時(shí)更換高壓儲(chǔ)氣設(shè)備，以確保充氣骨架結(jié)構(gòu)1的機(jī)械強(qiáng)度。如高壓儲(chǔ)氣設(shè)備中， 高壓壓縮空氣的壓力下降的速度不正常，說明某一充氣骨架漏氣，需要及時(shí)進(jìn)行維修。充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的每一根充氣骨架，可充入壓力相等的壓縮空氣，也可充入不等壓力 的壓縮空氣，或根據(jù)葉片各部位荷載的不同，充入相應(yīng)壓力的壓縮空氣，總之，在同一充氣 骨架中，充入的壓縮空氣的壓力越高，充氣骨架的強(qiáng)度就越大。在空氣壓力不等的充氣骨架 結(jié)構(gòu)中，空氣壓力較高的充氣骨架，是主充氣骨架，主充氣骨架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是葉片的主結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度，空氣壓力相對(duì)較低的充氣骨架，是副充氣骨架，副充氣骨架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是葉片的副結(jié) 構(gòu)強(qiáng)度。主充氣骨架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和副充氣骨架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度， 一起構(gòu)成充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的整 體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外，充氣骨架結(jié)構(gòu)1中，還有空氣壓力低的充氣骨架，這是構(gòu)造充氣骨架， 構(gòu)造充氣骨架的主要作用，是塑造葉片的外形結(jié)構(gòu)，使葉片具有良好的空氣動(dòng)力翼形。充氣骨架結(jié)構(gòu)1中的充氣骨架，一般采用同徑管材或異徑管材制成。充氣骨架的兩端應(yīng)
制造成半球形，以承受更高的壓縮空氣壓力。在批量生產(chǎn)中，可將充氣骨架的氣密內(nèi)腔和受 力外腔的頭尾兩個(gè)端部，制成相應(yīng)的象膠囊結(jié)構(gòu)的封底薄壁園筒配件，以便于充氣骨架的粘 接或焊接以及其他方式的組裝。
在剛性充氣骨架中，如剛性受力外腔與剛性氣密內(nèi)腔都是同一材質(zhì)時(shí)，剛性受力外腔與 剛性氣密內(nèi)腔是一整體，這樣充氣骨架兩端的端部配件就各為一個(gè)配件，端部配件的材質(zhì)一 般都與腔體的材質(zhì)相同，端部配件的尺寸必需要與腔體兩端的尺寸相匹配。在充氣骨架頭部 —端的配件上安裝上充氣裝置，將兩端相應(yīng)的端部配件，用粘接裝配、焊接裝配或其它方式,安裝在充氣骨架主體的兩端，就構(gòu)成一根完整的充氣骨架。
在柔性充氣骨架中，由于受力外腔與氣密內(nèi)腔一般都是分離的兩個(gè)腔體，這樣兩個(gè)腔體 的端部配件必需分開制作，充氣骨架頭部一端氣密內(nèi)腔的端部配件上，要預(yù)先裝配上充氣裝 置，這一充氣裝置要穿過受力外腔顯露在充氣骨架外面，在制作受力外腔端部配件時(shí)，應(yīng)預(yù) 設(shè)充氣裝置的裝配孔。在組裝柔性充氣骨架時(shí)，要先裝配好氣密內(nèi)腔，并將氣密內(nèi)腔裝進(jìn)受 力外腔的腔體中，再將受力外腔兩端的配件依次粘接或采用其他方式裝配上去，這樣就組成 完整的柔性充氣骨架。在柔性充氣骨架中，由于受力外腔與氣密內(nèi)腔一般都是分離的兩個(gè)腔 體，為便于維修氣密內(nèi)腔，受力外腔下方根部一端的端頭配件，應(yīng)采用可裝卸的裝配方式， 以便拉出柔性氣密內(nèi)腔進(jìn)行維修。充氣骨架結(jié)構(gòu)1,根據(jù)機(jī)械工程和其他工程的需要，粘接組合或焊接組合成所需的工程 結(jié)構(gòu)。由充氣骨架結(jié)構(gòu)1組成的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，由于葉片越靠近頭部應(yīng)力就越大，充氣 骨架結(jié)構(gòu)葉片頭部一端的充氣骨架的壁厚或直徑，應(yīng)適當(dāng)加大，以加強(qiáng)葉片頭部的機(jī)械強(qiáng)度。 特別是擺動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，由于葉片是擺動(dòng)方式運(yùn)行，葉片頭部一端的 應(yīng)力就更大，這樣葉片頭部一端的充氣骨架的壁厚或直徑，不但需要應(yīng)適當(dāng)加大，還需要將擺動(dòng)行程控制拉桿7的位置，伸高到葉片支座4以上的葉片主體6的部位，利用充氣骨架結(jié) 構(gòu)葉片的機(jī)械強(qiáng)度，克服擺動(dòng)行程控制拉桿7部位的擺動(dòng)應(yīng)力集中問題，使充氣骨架結(jié)構(gòu)葉 片，充分發(fā)揮其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，機(jī)械強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)。
葉片蒙皮2,是由粘貼或焊接安裝在充氣骨架結(jié)構(gòu)1外表面的薄型材料組成，其主要作 用，是與充氣骨架結(jié)構(gòu)1構(gòu)成充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的葉片主體6，并與之共同塑造出良好的翼型結(jié)構(gòu)，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片獲得良好的空氣動(dòng)力。
葉片蒙皮2，分剛性的葉片蒙皮2和柔性的葉片蒙皮2兩大類。
剛性的葉片蒙皮2，是指由一定剛度的薄型材料組成的葉片蒙皮，如金屬薄板材料，復(fù) 合玻璃鋼薄板材料，復(fù)合工程塑料薄板材料等。剛性的葉片蒙皮2，能夠較好地塑造出充氣 骨架結(jié)構(gòu)葉片的翼形結(jié)構(gòu)，從而獲得較好的空氣動(dòng)力特性。剛性的充氣骨架結(jié)構(gòu)1與剛性薄 型材料的葉片蒙皮2組合成的葉片，是剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，可 以在工廠整體制造，為便于運(yùn)輸，也可以分段制造，分段制造的剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，兩 段相連接的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片中，充氣骨架必需設(shè)置有一定長(zhǎng)度的相互匹配的承插口，以便 剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的粘接組裝或焊接組裝。
柔性的葉片蒙皮2，是指由一定柔度的薄膜材料組成的葉片蒙皮，如纖維紡織布材料， 復(fù)合材料薄膜材料，塑料薄膜材料等。柔性的充氣骨架結(jié)構(gòu)1與柔性的葉片蒙皮2組合成的葉片，是柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片a柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，在沒有給充氣骨架結(jié)構(gòu)充氣前， 可將葉片巻成數(shù)巻或折迭成數(shù)疊整體運(yùn)輸，因此，柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片特別適合在工廠整 體制造。
剛性的充氣骨架結(jié)構(gòu)1與柔性薄膜的葉片蒙皮2組合成的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，是剛?cè)嵝?充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。柔性的充氣骨架結(jié)構(gòu)1與剛性的葉片蒙皮2組成的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片， 是柔剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。在實(shí)際應(yīng)用中， 一般較少采用這兩種結(jié)構(gòu)的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。
充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的葉片蒙皮2，不論是剛性的葉片蒙皮2或是柔性的葉片蒙皮2，都應(yīng) 作抗紫外線處理，以增強(qiáng)葉片的抗紫外線能力，提高葉片的使用壽命。
支座襯墊3,是支護(hù)在充氣骨架結(jié)構(gòu)1頭部一端與葉片支座4之間，具有一定彈性的襯墊護(hù)套，支座襯墊3的內(nèi)側(cè)形狀尺寸，與充氣骨架結(jié)構(gòu)根1頭部一端的外側(cè)形狀尺寸相吻合， 支座襯墊3的外側(cè)形狀尺寸，與葉片支座4的內(nèi)側(cè)形狀尺寸相吻合，支座襯墊3，使充氣骨 架結(jié)構(gòu)1頭部一端骨架的表面，與葉片支座4保持良好的接觸，這樣既能被免充氣骨架結(jié)構(gòu) 1頭部一端的應(yīng)力過分集中，所造成的局部超荷載，又能更好地將葉片的機(jī)械能傳遞給葉片 支座4。葉片支座4，是與充氣骨架結(jié)構(gòu)1頭部一端，充氣骨架的外形尺寸相匹配的鋼結(jié)構(gòu)件， 它由底座和4塊側(cè)板構(gòu)成，葉片支座4是一個(gè)承上傳下的部件，葉片支座4的軸向尺寸，要 與充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的長(zhǎng)短、大小相匹配，充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片在運(yùn)動(dòng)中，葉片支座4要與充 氣骨架結(jié)構(gòu)1必需保持緊密的聯(lián)接,確保葉片上產(chǎn)生的機(jī)械能通過葉片支座4，傳給葉片軸5。 葉片支座的4塊側(cè)板，與充氣骨架結(jié)構(gòu)1頭部一端緊密聯(lián)接在一起，側(cè)板的內(nèi)側(cè)形狀尺寸， 與充氣骨架襯墊3的外側(cè)形狀尺寸相吻合，側(cè)板的外側(cè)設(shè)有加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，以加強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度。 為方便裝拆充氣骨架結(jié)構(gòu)1， 4塊側(cè)板中，有3塊側(cè)板是焊接在葉片支座的底板上，另一塊 活動(dòng)側(cè)板是用螺栓與底板和兩端側(cè)板聯(lián)接成一體的。在裝配充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片時(shí)，將充氣骨 架的支座襯墊3，安裝在充氣骨架結(jié)構(gòu)1頭部一端，再將葉片支座4安裝在支座襯墊3的外 側(cè)，用螺栓上緊活動(dòng)側(cè)板，就完成充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的組裝。葉片軸5，是充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片頭部一端上的葉柄，葉片軸5，是充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片頭部 一端上的葉柄，葉片軸5與充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片之間采用動(dòng)配合或靜配合裝配。作動(dòng)配合裝配 的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片與葉片軸5，兩者是可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的，這樣葉片就可以相對(duì)地圍撓著葉 片5轉(zhuǎn)動(dòng)，而轉(zhuǎn)變?nèi)~片的攻角。作靜配合裝配的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片與葉片軸5, —般是采用 焊接裝配，兩者不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣葉片與葉片軸5—起轉(zhuǎn)動(dòng)改變?nèi)~片的攻角。葉片軸5的 一端，安裝在葉片支座4上，另一端制成與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相配套的結(jié)構(gòu)，葉片軸5的結(jié)構(gòu)，要 與充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的大小和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。定槳距葉片的葉片軸5,—般安裝 在葉片縱向重心線的葉片支座4上，變槳距葉片的葉片軸5, —般安裝在葉片縱向中心線靠 風(fēng)頭一端的葉片支座4上。葉片軸5，是充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片應(yīng)力集中的部件，特別是擺動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)上的充氣骨 架結(jié)構(gòu)葉片的葉片軸5。如擺動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片行程控制裝置的擺動(dòng)控制拉桿7，安裝在 這一段葉片軸5上，葉片在擺動(dòng)行程的終點(diǎn)處產(chǎn)生的擺動(dòng)應(yīng)力，全集中在葉片軸5上，這需 要加強(qiáng)葉片軸5的機(jī)械強(qiáng)度。在結(jié)構(gòu)上，解決擺動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的葉片軸5, 應(yīng)力集中的另一方法，是將安裝葉片行程控制裝置的擺動(dòng)控制拉桿7的這段葉片軸5，伸 高至葉片支座4以上的葉片主體6的位置，借用充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的強(qiáng)度，解決擺動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片軸5的擺動(dòng)應(yīng)力集中的問題。在工廠整體制造的剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，出廠前就必需充入額定壓力的壓縮空氣，使 葉片具有額定的機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以利于葉片的運(yùn)輸與安裝。在工廠分段制造的剛性充氣骨架 結(jié)構(gòu)葉片，可以分段運(yùn)到風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝現(xiàn)場(chǎng)，粘接或焊接組裝好后再進(jìn)行充氣。分段制造 的剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，在運(yùn)輸過程中，應(yīng)保護(hù)好充氣骨架的承揷部份完好整潔，以確保 充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片組裝的工程質(zhì)量。柔性的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，在沒有給充氣骨架結(jié)構(gòu)充氣 前，可將葉片巻成數(shù)巻或折迭成數(shù)疊，采取將葉片運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，再充入額定壓力的壓縮空 氣方式，安裝柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片比較方便。分段制造的剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片與柔性充 氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，解決了超長(zhǎng)超大葉片的運(yùn)輸難度，極大地降低了葉片的運(yùn)輸成本。


圖1是對(duì)稱翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的基本結(jié)構(gòu)圖1、充氣骨架結(jié)構(gòu)2、葉片蒙皮3、支座襯墊4、葉片支座5、葉片軸6、 葉片主體7、擺動(dòng)控制拉桿
圖2是加強(qiáng)翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片基本結(jié)構(gòu)圖 1、充氣骨架結(jié)構(gòu)2、葉片蒙皮3、支座襯墊 6、葉片主體 8、加強(qiáng)支架圖3是射線翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片基本結(jié)構(gòu)圖 1、充氣骨架結(jié)構(gòu)2、葉片蒙皮3、支座襯墊 6、葉片主體圖4是蜻蜓翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片基本結(jié)構(gòu)圖 1、充氣骨架結(jié)構(gòu)2、葉片蒙皮3、支座襯墊 6、葉片主體7、擺動(dòng)控制拉桿圖5是半弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片基本結(jié)構(gòu)圖 1、充氣骨架結(jié)構(gòu)2、葉片蒙皮3、支座襯墊 6、葉片主體7、擺動(dòng)控制拉桿9、弓弦圖6是組合弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片基本結(jié)構(gòu)圖 1、充氣骨架結(jié)構(gòu)2、葉片蒙皮3、支座襯墊 6、葉片主體9、弓弦圖7是連續(xù)弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片基本結(jié)構(gòu)圖 1、充氣骨架結(jié)構(gòu)2、葉片蒙皮3、支座襯墊 6、葉片主體員體實(shí)施方式實(shí)施例l:加強(qiáng)翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片(如圖2所示)加強(qiáng)翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，與圖1的對(duì)稱翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的基本結(jié)構(gòu)相同，它 們的充氣骨架結(jié)構(gòu)1，都是由充氣骨架粘接組合或焊接組合而成，都可以制成對(duì)稱翼型的充 氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，與非對(duì)稱翼型的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片；可以制成剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，也 可以制成柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片；所不同的是，為加強(qiáng)充氣骨架之間的連接強(qiáng)度，在2根充 氣骨架之間，加裝一個(gè)雙弧形曲面的加強(qiáng)支架8，以增加充氣骨架之間的粘接或焊接面積， 加強(qiáng)充氣骨架結(jié)構(gòu)1的機(jī)械強(qiáng)度。另一方面，加強(qiáng)翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片中，充氣骨架的直 徑是由大到小變化的，越到葉尖，充氣骨架的直徑越小，將直徑由大到小的充氣骨架，粘接 組合或焊接組合成加強(qiáng)翼型的充氣骨架結(jié)構(gòu)1后，在充氣骨架結(jié)構(gòu)1的外表面粘接或焊接上 葉片蒙皮2，并安裝上支座襯墊3與葉片支座4和葉片軸5，這樣就完成加強(qiáng)翼型充氣骨架結(jié) 構(gòu)葉片的組裝。加強(qiáng)翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，其充氣骨架結(jié)構(gòu)1頭部一端的充氣骨架直徑大，充氣骨架 的環(huán)向應(yīng)力與軸向應(yīng)力就大，而充氣骨架結(jié)構(gòu)1,頭部一端的環(huán)向應(yīng)力的合力與軸向應(yīng)力的 合力就大，這段葉片的機(jī)械強(qiáng)度就越高。另一方面，由于充氣骨架結(jié)構(gòu)中，兩根充氣骨架之 間增加了 1根加強(qiáng)支架8，加強(qiáng)翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的整體工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得以大大提高， 這種具有加強(qiáng)支架8的葉片結(jié)構(gòu)，最適合制造成超長(zhǎng)超大的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。加強(qiáng)翼型充 氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，不管是對(duì)稱翼型或是非對(duì)稱翼型，也不管是剛性葉片或是柔性葉片，它們 都可以獲得良好的空氣動(dòng)力特性與良好的葉尖氣流特性。加強(qiáng)翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，是一 種優(yōu)良結(jié)構(gòu)的葉片，它非常適合在擺動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)上工作，也非常適合在風(fēng)輪式風(fēng)力發(fā)電 機(jī)上工作。4、葉片支座 5、葉片軸4、葉片支座 5、葉片軸4、葉片支座 5、葉片軸4、葉片支座 5、葉片軸4、葉片支座 5、葉片軸4、葉片支座 5、葉片軸
實(shí)施例2:射線翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片(如圖3所示)射線翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，其充氣骨架有點(diǎn)象鳥張開翅膀時(shí)，翅膀的不對(duì)稱大羽 毛骨架的結(jié)構(gòu)，它們也是射線分布。射線翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)1的頭部一端，充氣骨架可以粘 接或焊接在一起，組合成一個(gè)整體充氣骨架結(jié)構(gòu)，以固定射線翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)每一根充氣 骨架的結(jié)構(gòu)位置。由于充氣骨架射線結(jié)構(gòu)越靠近葉尖，骨架之間的距離就越大，每一根充氣 骨架所支撐的葉片面積也就越大，每一根充氣骨架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，靠本身的強(qiáng)度外，還要靠充 氣骨架結(jié)構(gòu)頭部一端的整體結(jié)構(gòu)支撐。充氣骨架結(jié)構(gòu)1中的充氣骨架，直徑由大到小，越到 葉尖部位，充氣骨架的直徑就越小，葉片的葉尖部位也就越薄。射線充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的葉片蒙皮2,可以是剛性葉片蒙皮，也可以是柔性葉片蒙皮。 葉片蒙皮2，可以單面粘貼或焊接，也可以雙面粘貼或焊接，雙面焊接或粘貼葉片蒙皮2的 射線翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，適合在擺動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作，而單面焊接或粘貼葉片蒙皮2 的射線翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，適合在風(fēng)輪式風(fēng)力發(fā)電機(jī)上工作。射線充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的支座襯墊3、葉片支座4與葉片軸5，要與充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片頭部_^端相匹配。射線充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，可以制成剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，也可以制成柔性充氣骨架結(jié) 構(gòu)葉片，可以制成對(duì)稱翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，也可以制成非對(duì)稱翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。 射線充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，適合在擺動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)和在風(fēng)輪式風(fēng)力發(fā)電機(jī)上工作。實(shí)施例3:蜻蜓翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片(如圖4所示)蜻蜓翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，是指象蜻蜓翼一樣結(jié)構(gòu)的薄型葉片。蜻蜓翼型充氣骨架結(jié) 構(gòu)葉片，是一種由復(fù)合薄膜材料制成的柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。當(dāng)然，也可以由剛性復(fù)合薄 型材料制成剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。葉片的充氣骨架結(jié)構(gòu)1,不是由一根根直的充氣骨架組成，而是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)狀 充氣骨架結(jié)構(gòu)，充氣骨架結(jié)構(gòu)1如仿真的話，骨架的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但由于采用粘膠印刷的 方法，生產(chǎn)蜻蜓翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片并不難，所以蜻蜓翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的充氣骨架 結(jié)構(gòu)l，有蜻蜓翼骨架結(jié)構(gòu)的充氣骨架結(jié)構(gòu)l,有兩格狀骨架結(jié)構(gòu)的充氣骨架結(jié)構(gòu)1，有其他 幾何圖形骨架結(jié)構(gòu)的充氣骨架結(jié)構(gòu)1。由于蜻蜓翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，必需采用獨(dú)特的粘膠印刷方法，在復(fù)合薄膜材料 上，用高強(qiáng)度粘膠印刷出閉合的葉片外輪廓邊線，然后在葉片外輪廓邊線的范圍內(nèi)，印刷出 所需的幾何形狀兩絡(luò)骨架的邊線，骨架的邊線要有一定的寬度，以確保邊線粘合的強(qiáng)度和嚴(yán) 密性，網(wǎng)絡(luò)骨架的眾多邊線，各自組成一定幾何圖形的閉合邊線，2個(gè)閉合邊線之間的距離， 就是充氣骨架內(nèi)腔邊線的距離，2個(gè)閉合邊線的距離越大，它們之間骨架的直徑就越大，眾 多閉合邊線外的區(qū)域，就形成相互貫通的網(wǎng)絡(luò)充氣骨架結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)線，將同樣大小和同一材 質(zhì)的復(fù)合材料薄膜，用滾筒將其與印刷有網(wǎng)絡(luò)線的復(fù)合材料薄膜壓合在一起，就形成婧蜓翼 型充氣骨架結(jié)構(gòu)。當(dāng)在相互貫通的網(wǎng)絡(luò)充氣骨架結(jié)構(gòu)中，充入壓縮空氣時(shí)，蜻蜓翼型充氣骨 架結(jié)構(gòu)葉片，就膨脹堅(jiān)挺起來，張開又大又輕又堅(jiān)挺的翅翼。為獲得更理想的葉面空氣動(dòng)力 特性，可在額定壓力的蜻蜓翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)的外表面，粘貼上薄膜的葉片蒙皮2。這種有 閉合邊線的充氣骨架結(jié)構(gòu)1，閉合邊線內(nèi)是沒有壓縮空氣的，當(dāng)充氣骨架結(jié)構(gòu)1充氣時(shí)，只 有充氣骨架結(jié)構(gòu)1在壓縮空氣的作用下膨脹堅(jiān)挺起來，而閉合邊線內(nèi)的2張薄膜，只起到構(gòu) 造蒙皮的作用，如印刷閉合邊線時(shí)，不將邊線閉合，而留有一條小口，也就是不閉合邊線， 當(dāng)充氣骨架結(jié)構(gòu)1充氣時(shí)，不閉合邊線內(nèi)的薄膜，也隨著充氣骨架結(jié)構(gòu)1—起膨脹堅(jiān)挺起來， 這非常有利于葉片的造形，如不閉合邊線的內(nèi)腔過大，充氣時(shí)其直徑可能超過充氣骨架的直 徑，可將其分割為多個(gè)不閉合邊線內(nèi)腔，以利于葉片的造形，這種結(jié)構(gòu)的蜻蜓翼型充氣骨架 結(jié)構(gòu)葉片，基本不粘貼薄膜的葉片蒙皮2，就具有很好的空氣動(dòng)力特性，當(dāng)然，粘貼上薄膜 的葉片蒙皮2效果會(huì)更好。在蜻蜓翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片頭部一端，安裝上與之相匹配的支座襯墊3與葉片支座4
和葉片軸5，蜻蜓翼充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，就可安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)上工作。由于柔性蜻蜓翼充 氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，在結(jié)構(gòu)與材料和制造等方面的限制，其充氣骨架結(jié)構(gòu)1中，壓縮空氣的壓 力不是很高，所以其機(jī)械強(qiáng)度受到一定的限制， 一般情況下柔性蜻蜓翼充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片， 只制成寬大的帆式葉片，而不制成窄長(zhǎng)的高速葉片，但剛性蜻蜓翼充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，由于 采用的材料和制造工藝的關(guān)系，充氣骨架結(jié)構(gòu)可承受較高的空氣壓力，因此，它可制成窄長(zhǎng) 的高速葉片。剛性蜻蜓翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的制造，需要先制作好柔性的蜻蜓翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)的 氣密內(nèi)腔后，在氣密內(nèi)腔中充入一定壓力的壓縮空氣，使蜻蜓翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)的氣密內(nèi)腔 膨脹堅(jiān)挺起來，然后，再在蟬翅翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)的氣密內(nèi)腔外，纏撓與澆灌復(fù)合材料，制 成剛性蟬翅翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)，在剛性蟬翅翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)的外表，粘貼剛性葉片蒙皮， 就可制成剛性蟬翅翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。另一方面，蟬翅翼型的充氣骨架結(jié)構(gòu)1，可制成高強(qiáng)度的柔性充氣屋頂，多塊超長(zhǎng)的蟬 翅翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)，可組成大型與超大型的高強(qiáng)度的柔性充氣屋頂，也可制成高強(qiáng)度的柔 性野外充氣帳蓬等建筑物。實(shí)施例4:半弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片(如圖5所示)半弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，顧名思義，其充氣骨架結(jié)構(gòu)1似一張大弓的一半。半弓型的充氣骨架結(jié)構(gòu)l，主要由半張弓形充氣骨架與1根鋼絲繩弓弦9組成。半弓形充氣骨架，可以采用直徑相同的充氣骨架，也可以采用頭部直徑大，而尾端直徑 慢慢變小的充氣骨架。半弓形充氣骨架結(jié)構(gòu)，可以采用剛性充氣骨架，制成剛性的充氣骨架 結(jié)構(gòu)l，也可以采用柔性充氣骨架，制成柔性的充氣骨架結(jié)構(gòu)l。為改善半弓型充氣骨架結(jié)構(gòu) 葉片的氣流特性，應(yīng)在主弓型充氣骨架的前邊，粘接或焊接上構(gòu)造性質(zhì)的充氣骨架，使充氣 骨架結(jié)構(gòu)葉片具有更好的翼型結(jié)構(gòu)。半弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的蒙皮2，是由紡織材料或復(fù)合薄膜材料組成，這些材料都是 柔性的薄型材料，將其繃緊在半弓形的充氣骨架與鋼絲繩的弓弦9上，就組成一個(gè)超輕型的 弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。這種葉片蒙皮，雖然只是一塊布或是一塊薄膜，但在風(fēng)力的作用下， 向風(fēng)一面的蒙皮2會(huì)產(chǎn)生一個(gè)翼型弧面，使半弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，形成一個(gè)不對(duì)稱翼型 的葉片，如局部調(diào)整葉片蒙皮2的松緊度，可獲得更好的翼型弧線，這一翼型弧面，可獲得 良好的空氣動(dòng)力特性。半弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，其支座襯墊3，葉片支座4要與半弓形充氣骨架結(jié)構(gòu)相匹配， 葉片軸5安裝在葉片支座的前端，圖5中的葉片軸5的軸線，與直線部份的半弓型骨架的軸 線重合，當(dāng)然葉片軸5的軸線，也可以與鋼絲繩弓弦9的軸線重合。半弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，可以制成整張弓型的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。 半弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，可制成柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，也可制成剛性充氣骨架結(jié)構(gòu) 葉片，它適合在擺動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)上工作，也適合在風(fēng)輪式風(fēng)力發(fā)電機(jī)上工作。實(shí)施例5:組合弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片(如圖6所示)組合弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，是由一張以上的整張弓形充氣骨架，或一張以上的半弓形 充氣骨架組合而成。組合弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，充氣骨架的結(jié)構(gòu)更合理，葉片的高度可以更高》 葉片的面積可以更大o^6中組合4型的充氣°骨架結(jié)構(gòu)1,是由2個(gè)整張弓形的充氣骨架，背靠背粘接或焊接 在一起組成，2根鋼絲繩弓弦9，兩端分別與自己的弓稍聯(lián)接，2個(gè)弓形平面處于一平面上， 兩個(gè)弓型充氣骨架的下端，配置上支座襯墊3后安裝在葉片支座4上，葉片支座4的形狀尺 寸，要與組合弓型的充氣骨架結(jié)構(gòu)1相匹配，充氣骨架結(jié)構(gòu)1的2個(gè)弓稍，有一根葉稍鋼絲 繩聯(lián)接，其實(shí)，這2個(gè)整張弓形的充氣骨架，也可以面對(duì)面組合成充氣骨架結(jié)構(gòu)1，或同向 組合成充氣骨架結(jié)構(gòu)l。
組合弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，有4塊由紡織材料或復(fù)合薄膜材料制成的葉片蒙皮2，此4 塊葉片蒙皮2的外形尺寸，要與蒙皮裝配的位置相吻合，它們各自安裝在3根鋼絲繩與2根 充氣骨架構(gòu)成的4個(gè)空間中。組合弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，其支座襯墊3，葉片支座4要與弓形充氣骨架結(jié)構(gòu)相匹配， 葉片軸5，根據(jù)不同風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片結(jié)構(gòu)，裝配在葉片支座4的適當(dāng)位置。實(shí)施例6:連續(xù)弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片(如圖7所示)圖7中的連續(xù)弓型的充氣骨架結(jié)構(gòu)1，是由一根多個(gè)左向與右向連續(xù)弓形的柔性充氣骨 架，與左右兩邊的2根作為弓弦的直型柔性充氣骨架粘接組成。在圖中可以看出，連續(xù)弓型充氣骨架，是由相連的左向與右向2個(gè)弓形充氣骨架，相互 交聯(lián)在一起的充氣骨架。在此連續(xù)弓型的充氣骨架中，第1個(gè)左向弓形骨架的上臂，是第1 個(gè)右向弓形充氣骨架的下臂。第1個(gè)右向弓形充氣骨架的上臂，也是第2個(gè)左向弓形充氣骨 架的下臂。第l個(gè)左向弓形充氣骨架的上臂，與第2個(gè)左向弓形充氣骨架的下臂的連接處， 是第l個(gè)右向弓形充氣骨架的弓頂。而第l個(gè)右向弓形充氣骨架的上臂，與第2個(gè)右向弓形 充氣骨架下弓臂的連接處，是第2個(gè)左向弓形充氣骨架的弓頂。顯然，左右兩個(gè)方向的弓形 充氣骨架，共用一個(gè)弓臂，這一弓臂，就是這一根多個(gè)連續(xù)左右弓形的連弓型充氣骨架。左 向弓形充氣骨架的弓弦，是左邊的一根直型充氣骨架，此充氣骨架的側(cè)面，與左向弓形充氣 骨架的2個(gè)弓臂未端的側(cè)面粘接在一起，其實(shí)，也就是與右向弓形充氣骨架的弓頂粘接在一 起。右向弓形充氣骨架的弓弦，是右邊的一根直型充氣骨架，此充氣骨架的側(cè)面，與右向弓 形充氣骨架的2個(gè)弓臂未端的側(cè)面粘接在一起，其實(shí)，也就是與左向弓形充氣骨架的弓頂粘 接在一起。在連續(xù)弓型的充氣骨架結(jié)構(gòu)l中，多個(gè)連續(xù)左右弓形的充氣骨架，與2根弓弦的直型充氣骨架，是相互牽聯(lián)，相互支撐的a當(dāng)充氣骨架結(jié)構(gòu)1中充入壓縮空氣時(shí)，處于葉片縱向中 間位置，有多個(gè)左向與右向連續(xù)弓形的充氣骨架，產(chǎn)生強(qiáng)大的環(huán)向拉應(yīng)力與軸向拉應(yīng)力，在 環(huán)向拉應(yīng)力的合力與軸向拉應(yīng)力的合力作用下，推動(dòng)此充氣骨架往軸向伸直，但由于左邊和 右邊副充氣骨架的弓弦作用，充氣骨架不能再往軸向伸展，只能往橫向發(fā)展，由于充氣骨架結(jié)構(gòu)l,是由一根連續(xù)弓型充氣骨架和2根直型交聯(lián)在一起的，這樣，壓縮空氣就將整個(gè)充 氣骨架結(jié)構(gòu)1膨脹堅(jiān)挺舒展開來。在舒展開來的充氣骨架結(jié)構(gòu)1上，粘貼上葉片蒙皮2，安 裝上與充氣骨架結(jié)構(gòu)頭部一端相匹配的支座襯墊3，與葉片支座4和葉片軸5，就是一個(gè)完整 的連續(xù)弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。在連續(xù)弓型充氣骨架結(jié)構(gòu)中，可以增加些構(gòu)造充氣骨架，以改善葉片的空氣動(dòng)力特性。 也可將弓弦的充氣骨架改為編織帶，或增加多組多個(gè)連續(xù)左右弓形的充氣骨架結(jié)構(gòu)1，以增 加葉片的面積。
權(quán)利要求
1、充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，是由充氣骨架結(jié)構(gòu)1、葉片蒙皮2、支座襯墊3、葉片支座4和葉片軸5組成，其特征是充氣骨架結(jié)構(gòu)1，是由1根以上的剛性充氣骨架或柔性充氣骨架，根據(jù)葉片翼型及工程結(jié)構(gòu)的需要，粘接組合或焊接組合成的工程結(jié)構(gòu)；剛性充氣骨架，是由剛性受力外腔和裝配在其腔內(nèi)，并與之內(nèi)腔相匹配的剛性氣密內(nèi)腔或柔性氣密內(nèi)腔組成的充氣骨架，由剛性充氣骨架組成的充氣骨架結(jié)構(gòu)1，是剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)；柔性充氣骨架，是由柔性受力外腔和裝配在其腔內(nèi)，并與之內(nèi)腔相匹配的柔性氣密內(nèi)腔組成的充氣骨架，由柔性充氣骨架組成的充氣骨架結(jié)構(gòu)1，是柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)；剛性充氣骨架的受力外腔或柔性充氣骨架的受力外腔，是一個(gè)薄壁封閉園筒受力腔體工程結(jié)構(gòu)，受力外腔能承受其腔內(nèi)的氣密內(nèi)腔傳給的額定壓縮空氣壓力，并在壓縮空氣的壓力作用下，膨脹堅(jiān)挺起來，在受力外腔中產(chǎn)生相應(yīng)的環(huán)向拉應(yīng)力與軸向拉應(yīng)力，充氣骨架在受力外腔的環(huán)向拉應(yīng)力的合力和軸向拉應(yīng)力的合力的共同作用下，產(chǎn)生額定的機(jī)械強(qiáng)度，充氣骨架的直徑越大，壓縮空氣的壓力越高，充氣骨架的數(shù)量越多，充氣骨架結(jié)構(gòu)1的機(jī)械強(qiáng)度就越高；剛性充氣骨架的氣密內(nèi)腔或柔性充氣骨架的氣密內(nèi)腔，是一個(gè)薄壁封閉園筒氣密腔體工程結(jié)構(gòu)，氣密內(nèi)腔將腔內(nèi)壓縮空氣的壓力傳給受力外腔，并在受力外腔的環(huán)向拉應(yīng)力與軸向拉應(yīng)力的作用下，長(zhǎng)久密閉和長(zhǎng)久儲(chǔ)存壓縮空氣，以長(zhǎng)久保持充氣骨架的機(jī)械強(qiáng)度；充氣骨架的受力外腔與裝配在其腔內(nèi)的氣密內(nèi)腔，可以是同一材質(zhì)的材料組成，也可以是不同材質(zhì)的材料組成，可以是一個(gè)整體的工程結(jié)構(gòu)，也可以是分體的工程結(jié)構(gòu)；每一個(gè)獨(dú)立的氣密內(nèi)腔工程結(jié)構(gòu)，都有一套充氣裝置，壓縮空氣經(jīng)此充氣裝置進(jìn)入充氣骨架的氣密內(nèi)腔中；葉片蒙皮2，是粘貼或焊接在充氣骨架結(jié)構(gòu)1外表面，或安裝在充氣骨架結(jié)構(gòu)1的充氣骨架之間的剛性薄型材料或柔性薄型材料，葉片蒙皮2與充氣骨架結(jié)構(gòu)1一起，組成充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的葉片主體6；剛性薄型材料的葉片蒙皮2，是由有一定剛度的金屬薄板材料或有一定剛度的復(fù)合薄板材料組成；柔性薄型材料的葉片蒙皮2，是由一定柔度的編織材料或有一定柔度的薄膜材料組成；剛性的充氣骨架結(jié)構(gòu)1和剛性的葉片蒙皮2，組成的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，是剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片；柔性的充氣骨架結(jié)構(gòu)1和柔性的葉片蒙皮2，組成的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，是柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片；支座襯墊3，是由具有一定彈性的材料制成，支座襯墊3，安裝在充氣骨架結(jié)構(gòu)1頭部一端與葉片支座4之間，支座襯墊3的內(nèi)側(cè)形狀尺寸，與充氣骨架結(jié)構(gòu)1頭部一端的外側(cè)形狀尺寸相匹配，支座襯墊3的外側(cè)形狀尺寸，與葉片支座4的內(nèi)側(cè)形狀尺寸相匹配，支座襯墊3的軸向長(zhǎng)度，與充氣骨架結(jié)構(gòu)1的軸向長(zhǎng)度相適應(yīng)；葉片支座4，是由帶加強(qiáng)筋的支座底板與4塊帶加強(qiáng)筋的支座側(cè)板組成的無蓋箱體結(jié)構(gòu)，4塊側(cè)板中，3塊側(cè)板與底板焊接成一體，另一塊側(cè)板是活動(dòng)側(cè)板可以裝卸，以方便葉片支座4與充氣骨架結(jié)構(gòu)1的組裝，葉片支座4安裝在骨架襯墊3的外側(cè)，葉片支座4的軸向長(zhǎng)度要與充氣骨架結(jié)構(gòu)1的軸向長(zhǎng)度相適應(yīng)；葉片軸5，是充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片頭部一端上的葉柄，葉片軸5與充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片之間采用動(dòng)配合或靜配合裝配，充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，圍撓著葉片軸5轉(zhuǎn)動(dòng)或與葉片軸5一起轉(zhuǎn)動(dòng)改變?nèi)~片的攻角，葉片軸5的一端，安裝在葉片支座4上，另一端制成與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相配套的結(jié)構(gòu)，葉片軸5的結(jié)構(gòu)，要與充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片的大小和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。
全文摘要
充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片，涉及一種機(jī)械工程，特別涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)。充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片是由充氣骨架結(jié)構(gòu)1、葉片蒙皮2、支座襯墊3、葉片支座4和葉片軸5組成。在充氣骨架結(jié)構(gòu)1的充氣骨架中充入壓縮空氣，充氣骨架就膨脹堅(jiān)挺起來，在充氣骨架中產(chǎn)生的環(huán)向拉應(yīng)力和軸向拉應(yīng)力，充氣骨架結(jié)構(gòu)1，在充氣骨架環(huán)向拉應(yīng)力的合力與軸向拉應(yīng)力的合力作用下，產(chǎn)生強(qiáng)大的機(jī)械強(qiáng)度，支撐起葉片蒙皮，形成一個(gè)既長(zhǎng)又大，既輕強(qiáng)度又高的充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片。充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片分剛性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片和柔性充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片兩大類。圖1是對(duì)稱翼型充氣骨架結(jié)構(gòu)葉片基本結(jié)構(gòu)圖。
文檔編號(hào)F03D1/06GK101158332SQ20071007800
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者歐子文 申請(qǐng)人:歐子文