專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)葉結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著人類對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求和對(duì)能源的需要，風(fēng)能的開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)日益受到重視，風(fēng) 力發(fā)電將成為21世紀(jì)大規(guī)模開(kāi)發(fā)的一種可再生清潔能源。風(fēng)能作為可再生能源的一種，在 中國(guó)的儲(chǔ)藏量相當(dāng)豐富。隨著人們對(duì)風(fēng)力發(fā)電認(rèn)識(shí)的不斷提高和小型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷 成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是利用自然界中的風(fēng)能使之轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工 作在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)，在很多的情況下，要求風(fēng)力機(jī)不論風(fēng)速如何變化，轉(zhuǎn)速總保持恒定 或不超過(guò)某一限定值。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在超過(guò)額定風(fēng)速以后，由于機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)電機(jī)、電力電 子容量等物理性能的限制，必須降低風(fēng)輪的能量捕獲，減少葉片承受負(fù)荷和整個(gè)風(fēng)力機(jī)收 到的沖擊，使功率輸出保持在額定值附近，保證風(fēng)力機(jī)不受到損害。風(fēng)速是一個(gè)隨機(jī)性很大 的量，隨時(shí)間和季節(jié)的變化都可能發(fā)生變化，甚至瞬息萬(wàn)變。風(fēng)中能量的公式w = 1/2 P V3F 式中，W為風(fēng)功率，kg · m2/s3 ； P為空氣密度，kg · m3 ；ν為風(fēng)速，m/s ；F為空氣流過(guò)的截面面 積，m2。從此式可以看出，風(fēng)能的大小與氣流通過(guò)的面積、空氣密度和氣流速度的立方成正 比。風(fēng)速增加一倍，風(fēng)能可以增大八倍，如此驚人的能量變化，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的可靠性等提 出了極高的要求。目前的功率方式主要可分為失速調(diào)節(jié)和變槳距兩種。失速調(diào)節(jié)雖然結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，但機(jī)艙較重，運(yùn)輸及吊裝難度大，基礎(chǔ)大、成本高；變槳距結(jié)構(gòu)受力最小，主 機(jī)及塔架重量輕，運(yùn)輸及吊裝難度小，但變槳距的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率稍高，對(duì)運(yùn)行、管理 人員素質(zhì)要求較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，能自 動(dòng)調(diào)節(jié)迎風(fēng)面積即轉(zhuǎn)速、從而使葉輪轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定。本發(fā)明涉及的新型葉片為葉片打孔結(jié) 構(gòu)，即沿葉片的軸線方向迎風(fēng)面積較大的地方打孔，以減少葉片的迎風(fēng)面積，來(lái)達(dá)到降低風(fēng) 速的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣解決的該葉片結(jié)構(gòu)包括耗風(fēng)孔、葉片主體、擋板、D型 鋼縱梁、彈性鉸鏈、長(zhǎng)鋼絲、短鋼絲、有孔擋板、耗風(fēng)孔蓋板和掛鉤，在葉片主體的軸線方向 迎風(fēng)面積大的地方設(shè)有多個(gè)耗風(fēng)孔，耗風(fēng)孔蓋板的一邊與D型鋼縱梁通過(guò)彈性鉸鏈連接， 在耗風(fēng)孔蓋板的中間設(shè)有掛鉤，短鋼絲兩端分別與耗風(fēng)孔蓋板的中間的掛鉤連接。在耗風(fēng)孔四周布置擋板和有孔擋板，呈對(duì)稱布置，長(zhǎng)鋼絲與短鋼絲分別從有孔擋 板中穿過(guò)。采用本發(fā)明降低風(fēng)輪的能量捕獲，使葉輪轉(zhuǎn)速保持在額定值以下。同時(shí)減少葉片 承受負(fù)荷和整個(gè)風(fēng)力機(jī)收到的沖擊，保證風(fēng)力機(jī)不受到損害。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖IA-A葉片徑向截面示意圖；圖3是圖IB-B葉 片軸向(耗風(fēng)孔關(guān)閉)截面示意圖；圖4是葉片軸向(耗風(fēng)孔開(kāi)啟)截面示意圖；圖中的標(biāo) 號(hào)分別表示1、耗風(fēng)孔；2、葉片主體；3、擋板；4、D型鋼縱梁；5、薄板肋梁；6、泡沫塑料；7、 玻璃鋼蒙皮；8、彈性鉸鏈；9、長(zhǎng)鋼絲；10、短鋼絲；11、有孔擋板；12、耗風(fēng)孔蓋板；13、掛鉤。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1-4所示，該葉片結(jié)構(gòu)包括耗風(fēng)孔1、擋板3、D型鋼縱梁4、薄板肋梁5、泡沫塑料6、玻璃鋼蒙皮7、彈性鉸鏈8、長(zhǎng)鋼絲9、短鋼絲10、有孔擋板11、耗風(fēng)孔蓋板12和掛 鉤13。其中，如圖1所示，在葉片的軸線方向迎風(fēng)面積較大的地方設(shè)有多個(gè)耗風(fēng)孔1 ；如圖2 所示，在D型鋼縱梁4上設(shè)有耗風(fēng)孔1，薄板肋梁5與玻璃鋼蒙皮7之間填充泡沫塑料6 ；如 圖3所示，耗風(fēng)孔蓋板12的一邊與D型鋼縱梁4通過(guò)彈性鉸鏈連接；短鋼絲10兩端分別與 耗風(fēng)孔蓋板的中間的掛鉤13連接；長(zhǎng)鋼絲9的一端與短鋼絲10的中間點(diǎn)連接，另一端與葉 片主體2葉根處的電機(jī)相連；在耗風(fēng)孔四周布置擋板3和有孔擋板11，呈對(duì)稱布置，長(zhǎng)鋼絲 9與短鋼絲10分別從有孔擋板中穿過(guò)；如圖4所示，長(zhǎng)鋼絲9與短鋼絲10分別從有孔擋板 中穿過(guò)，當(dāng)耗風(fēng)孔1打開(kāi)時(shí)，可以確保風(fēng)從耗風(fēng)孔1順利通過(guò)而不進(jìn)入葉片2內(nèi)部的空腔。當(dāng)葉輪輪轂處風(fēng)速超過(guò)額定風(fēng)速一定值時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)并拉動(dòng)長(zhǎng)鋼絲9，使耗風(fēng)孔1 打開(kāi)，(耗風(fēng)孔1的開(kāi)度可隨風(fēng)速的大小改變)減少葉片的迎風(fēng)面積，降低風(fēng)輪的能量捕獲， 使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速保持在額定值以下。當(dāng)葉輪輪轂處風(fēng)速低于或小于額定風(fēng)速時(shí)，電機(jī)卸載，耗風(fēng) 孔在彈性鉸鏈的作用下恢復(fù)正常狀態(tài)。
權(quán)利要求
一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，該葉片結(jié)構(gòu)包括耗風(fēng)孔(1)、葉片主體(2)、擋板(3)、D型鋼縱梁(4)、彈性鉸鏈(8)、長(zhǎng)鋼絲(9)、短鋼絲(10)、有孔擋板(11)、耗風(fēng)孔蓋板(12)和掛鉤(13)，其特征在于，在葉片主體(2)的軸線方向迎風(fēng)面積大的地方設(shè)有多個(gè)耗風(fēng)孔(1)，耗風(fēng)孔蓋板(12)的一邊與D型鋼縱梁(4)通過(guò)彈性鉸鏈(8)連接，在耗風(fēng)孔蓋板(12)的中間設(shè)有掛鉤(13)，短鋼絲(10)兩端分別與耗風(fēng)孔蓋板(12)的中間的掛鉤(13)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，在耗風(fēng)孔(1)四周布置擋板(3)和 有孔擋板(11)，呈對(duì)稱布置，長(zhǎng)鋼絲(9)與短鋼絲(10)分別從有孔擋板(11)中穿過(guò)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，該葉片結(jié)構(gòu)包括耗風(fēng)孔、擋板、D型鋼縱梁、彈性鉸鏈、長(zhǎng)鋼絲、短鋼絲、有孔擋板、耗風(fēng)孔蓋板和掛鉤。其中在葉片的軸線方向迎風(fēng)面積較大的地方設(shè)有多個(gè)耗風(fēng)孔，耗風(fēng)孔蓋板的一邊與D型鋼縱梁通過(guò)彈性鉸鏈連接；在耗風(fēng)孔蓋板的中間設(shè)有掛鉤，短鋼絲兩端分別與耗風(fēng)孔蓋板的中間的掛鉤連接；長(zhǎng)鋼絲的一端與短鋼絲的中間連接，另一端與葉片葉根處的電機(jī)相連。本發(fā)明可以降低風(fēng)輪的能量捕獲，使風(fēng)輪轉(zhuǎn)速保持在額定值以下。同時(shí)減少葉片承受負(fù)荷和整個(gè)風(fēng)力機(jī)收到的沖擊，保證風(fēng)力機(jī)不受到損害。
文檔編號(hào)F03D11/00GK101825070SQ20101019209
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者吳東垠, 姚季, 朱良松 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)