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、提高長期抗疲勞性能。
據(jù)資料近年來較大的風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪單片葉片長58m,用碳/環(huán)氧制 成,質(zhì)量為19000kg,對于5-6MW風(fēng)力機(jī)的葉片更重得多,這也是 對應(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)越性能自動定向迎風(fēng),海域風(fēng)能優(yōu)勢明 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),因浮輝自動定向,因此風(fēng)力機(jī)沒有偏航 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,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旋轉(zhuǎn)平面,而形成了一個旋轉(zhuǎn)圓 錐體——有很大的剛度和強(qiáng)度。張拉線相對巨大的風(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(請參閱圖O A—Aa軸芯線中、中間 的一個點(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)長度細(xì)線如圖2 的D1、 Ol、 D2中,兩個線頭分別系住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轉(zhuǎn)角。假若用一個很小的動滑輪代替剛才的針 尖劃弧,系住動滑輪的張線即為圖1的A5;現(xiàn)在A5 (即動滑輪)不 動,而橫擔(dān)D1—0 — D2(即葉片在該處的截面以0為心轉(zhuǎn)動90。即 槳葉作變槳距轉(zhuǎn)動時,)則張拉線A5對0點(diǎn)的距離不變,也就說明 可以張拉住O點(diǎn),對變槳距轉(zhuǎn)動不妨礙。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),改變原來旋轉(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)速和降低啟動風(fēng)速,增加年運(yùn)轉(zhuǎn)率;③這一結(jié)構(gòu)形 式有可能會帶來設(shè)計(jì)大兆瓦級風(fēng)力機(jī)有個飛躍性突破;④對大兆瓦級 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足的軸承座,在三個足上都張拉三條A3線、三條A4線及另外三條A5線,使原來的平面形旋轉(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,張拉原理由說明書中的附圖2 來說明。
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,另有說明性原理圖說明這張拉線A5對變槳距葉片變動螺旋角時沒有妨礙。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F03D1/06GK101413477SQ200710156340
公開日2009年4月22日 申請日期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 申請人:黃金倫