專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電葉片加固技術(shù)的制作方法
一種風(fēng)力發(fā)電葉片加固技術(shù)本發(fā)明屬機(jī)械-電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域；確切的講是依靠風(fēng)力轉(zhuǎn)換成動能及發(fā)電的裝置。對于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片，以目前的安裝方式；葉片要承受極大的應(yīng)力！必然 導(dǎo)致超高強(qiáng)度及超額成本的結(jié)果，葉片所占的成本比重居高不下。本發(fā)明的目的在于解決已有技術(shù)的不足之處，以一種張力繩索加固的方法來極大 的降低對葉片強(qiáng)度的要求，應(yīng)用靜力學(xué)及結(jié)構(gòu)學(xué)的基本原理，以繩索支撐的方法，結(jié)構(gòu)重量 極大降低，成本有空前的下降，可廣泛應(yīng)用于各種風(fēng)力發(fā)電場合中本發(fā)明的特點在以張力繩索解決加固問題時；又可以使葉片自由轉(zhuǎn)動，在葉片 設(shè)計中從新回到以效率及輕質(zhì)為優(yōu)先條件。本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵構(gòu)成本發(fā)明技術(shù)的結(jié)構(gòu)的基本組成是由葉片(多連接軸)、 葉片連接軸、葉片連接軸套環(huán)(帶多結(jié)點)、繩索、輪轂前(繩索)結(jié)點、輪轂后(繩索)結(jié) 點、葉片過繩孔、輪轂等組成。基本工作原理為以3葉片為例葉片安裝于輪轂上，葉片連接軸是將多段葉片聯(lián) 接起來的主要支撐部件，葉片連接軸套環(huán)可繞葉片聯(lián)接軸自由轉(zhuǎn)動，多段加固繩索的2端 掛于葉片聯(lián)接軸套環(huán)的繩索掛端及輪轂前結(jié)點以及輪轂后結(jié)點上；葉片過繩孔的目的是使 掛接在葉片聯(lián)接環(huán)上的繩索在葉片自轉(zhuǎn)(變漿矩)時能不發(fā)生阻擋(因為葉片連接軸的 軸心線與葉片的自轉(zhuǎn)軸是同一個軸心線；所以變漿矩時將不會使葉片套環(huán)上的結(jié)點改變位 置，使得諸(張力)繩索有了固定的長度不變的結(jié)點，給靜力學(xué)牽引加固提供充分必要條 件)；其加固繩索分為圓周狀連接索及放射狀連接索；圓周狀連接索是將2個葉片上的對應(yīng) 的葉片聯(lián)接軸套環(huán)上的相應(yīng)繩索掛端用繩索連接(各此類段繩索將形成多邊形)，放射狀 連接索是將葉片聯(lián)接軸套環(huán)上的相應(yīng)繩索掛端與輪轂前(繩索)結(jié)點及輪轂后(繩索)結(jié) 點用繩索聯(lián)接(也形成多邊形)；因而有繩索及結(jié)構(gòu)所組成的多邊形在葉片聯(lián)接軸與葉片 聯(lián)接軸套環(huán)只能軸向旋轉(zhuǎn)約束下，上述條件多變性具有穩(wěn)定性本技術(shù)的根本特征葉片連接軸的軸心線與葉片的自轉(zhuǎn)軸是同一個軸心線，所以 在實施變漿矩時將不會使葉片套環(huán)上的結(jié)點改變位置；結(jié)構(gòu)中使用了繩索至少聯(lián)接了以下 一組結(jié)點葉片聯(lián)接軸套環(huán)(帶多結(jié)點)(或直接連接在葉片聯(lián)接軸附近的結(jié)構(gòu)點上)與另 一葉片聯(lián)接軸套環(huán)(帶多結(jié)點)之間，葉片聯(lián)接軸套環(huán)(結(jié)點)(或直接連接在葉片聯(lián)接 軸附近的結(jié)構(gòu)點上)與輪轂前(繩索)結(jié)點，葉片聯(lián)接軸套環(huán)(結(jié)點)(或直接連接在葉片 聯(lián)接軸附近的結(jié)構(gòu)點上)與輪轂后(繩索)結(jié)點；葉片即可儀是一個不可拆裝的整體，也可 以是在在葉片連接軸附近的結(jié)構(gòu)部位可拆裝分體。上述葉片連接軸套環(huán)(帶多結(jié)點)是指可繞葉片連接軸自由轉(zhuǎn)動，用于系繩索的 結(jié)點可以沿多方向伸出。上述的輪轂軸前(繩索)結(jié)點，可以是1個統(tǒng)一的結(jié)點(此時的結(jié)點在風(fēng)輪輪轂 軸心的延長線上)，也可以是多個結(jié)點。上述的輪轂軸后(繩索)結(jié)點，是多個結(jié)點?？紤]到風(fēng)輪的輪轂與后面的電機(jī)或機(jī)艙的距離相對較近，采用1-8度的葉片前傾為宜，所謂前傾是將葉片的自轉(zhuǎn)軸與輪轂軸的夾角小于90度(葉片的自轉(zhuǎn)軸方向指向葉輪外部；輪轂軸的方向指向風(fēng)向(與風(fēng)向相反))，后頃也是一種方式，但須加大輪轂軸長度。葉片連接軸即可以一個固定軸也可以是一個可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，可用動力驅(qū)動完成分 區(qū)獨立變漿矩(多級式變漿矩)，以最大效能的利用風(fēng)能(此種情形為多級式變漿矩方式； 變漿矩的轉(zhuǎn)軸并不要求與與輪轂連接的葉片自轉(zhuǎn)軸同軸心)。下面結(jié)合一個較佳實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步所說明(結(jié)構(gòu)上所公知的諸如卡簧， 軸銷，鍵等未畫處)。[

圖1]葉片連接軸與葉片連接軸套環(huán)配合示意圖。[圖2]張力索加固后的風(fēng)輪整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖示說明(1)葉片(多連接軸)(2)葉片連接軸套環(huán)(帶多結(jié)點)(3)輪轂前(繩索)結(jié)點構(gòu)件(4)輪轂后(繩索)結(jié)點構(gòu)件(5)、(15)、(16)繩索(6)輪轂(7)葉片連接軸(8)葉片自轉(zhuǎn)軸軸線(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)結(jié)點(20)輪轂軸(21)其余葉片聯(lián)接部位(22)前結(jié)點支撐桿如[圖1]所示圖1的上部圖為沿輪轂軸的垂直方向觀看的輪轂組件圖(含在葉片聯(lián)接軸A部位 的葉片剖面圖)。圖1的下部圖為沿輪轂軸的軸向方向(正面)觀看的輪轂組件圖。葉片連接軸(7)的軸線與葉片自轉(zhuǎn)軸軸線(8)重合(這樣在變漿矩時不會妨礙葉 片的自轉(zhuǎn))，葉片(1)(多連接軸)上可以分成多段；可以是將多段的局部葉片現(xiàn)場組合，對 于大型風(fēng)電機(jī)有利于安裝維護(hù)；各段的連接構(gòu)造除軸(7)之外，也可以連接斷面的其他部 分，只要不阻擋葉片連接軸套環(huán)(帶多結(jié)點)(2)約35度的自由轉(zhuǎn)動角度(恰好是變漿矩 的角度范圍)；套環(huán)(2)上的4個結(jié)點分布在連接軸(7)的軸線周圍，結(jié)點與軸心的聯(lián)線的 夾角基本成90度，其中2個成180度夾角的結(jié)點(8)及(9)用于以張力繩連接相鄰的2葉 片上同樣的套環(huán)上的結(jié)點；另外2結(jié)點(10)及(11)是用來以張力繩分別連接輪轂上的前 /后結(jié)點上，(21)為其余葉片聯(lián)接部位，用以增加各段葉片的連接強(qiáng)度；(22)為前結(jié)點支撐 桿，用來連接多個繩端及改善繩索的角度。如圖2所示是通用的3葉片風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，3個葉片(多連接軸)⑴成120度聯(lián)接在輪轂(6)上， 每個葉片連接軸套環(huán)(2)上有4個結(jié)點，其中2個結(jié)點用于連接繩索(5)，令外2個分別連 接繩索(15)、(16) ’繩索(15) (16)的另一端分別連接輪轂后(繩索)結(jié)點構(gòu)件⑷及輪轂前(繩索)結(jié)點構(gòu)件⑶。
圖1及圖2中的(20)為輪轂軸用以對發(fā)電機(jī)輸出動力，(22)為前結(jié)點支撐桿，用 以改善繩索角度?？紤]到風(fēng)輪的輪轂與后面的電機(jī)或機(jī)艙部分的距離相對較近，采用1-8度的葉片 前傾為宜，所謂前傾是將葉片的自轉(zhuǎn)軸與輪轂軸的夾角小于90度(葉片的自轉(zhuǎn)軸方向指向 葉輪外部；輪轂軸的方向指向風(fēng)向(與風(fēng)向相反)，即(22)與⑶的夾角)，后頃也是一種 方式，但須加大輪轂軸長度。
權(quán)利要求
一種風(fēng)力發(fā)電葉片加固技術(shù)，由葉片、葉片連接軸、葉片連接軸套環(huán)(帶多結(jié)點)、繩索、輪轂前(繩索)結(jié)點、輪轂后(繩索)結(jié)點、葉片過繩孔、輪轂等組成；基本工作原理為以3葉片為例葉片安裝于輪轂上，葉片連接軸是將多段葉片聯(lián)接起來的主要支撐部件，葉片連接軸套環(huán)可繞葉片聯(lián)接軸自由轉(zhuǎn)動，多段加固繩索的2端掛于葉片聯(lián)接軸套環(huán)的繩索掛端及輪轂前結(jié)點以及輪轂后結(jié)點上；葉片過繩孔的目的是使掛接在葉片聯(lián)接環(huán)上的繩索在葉片自轉(zhuǎn)(變漿矩)時能不發(fā)生阻擋(因為葉片連接軸的軸心線與葉片的自轉(zhuǎn)軸是同一個軸心線；所以變漿矩時將不會使葉片套環(huán)上的結(jié)點改變位置，使得諸(張力)繩索有了固定的長度不變的結(jié)點，給靜力學(xué)牽引加固提供充分必要條件)；其加固繩索分為圓周狀連接索及放射狀連接索；圓周狀連接索是將2個葉片上的對應(yīng)的葉片聯(lián)接軸套環(huán)上的相應(yīng)繩索掛端用繩索連接(各此類段繩索將形成多邊形)，放射狀連接索是將葉片聯(lián)接軸套環(huán)上的相應(yīng)繩索掛端與輪轂前(繩索)結(jié)點及輪轂后(繩索)結(jié)點用繩索聯(lián)接(也形成多邊形)；因而有繩索及結(jié)構(gòu)所組成的多邊形在葉片聯(lián)接軸與葉片聯(lián)接軸套環(huán)只能軸向旋轉(zhuǎn)約束下，上述條件多變性具有穩(wěn)定性；其特征就在于葉片連接軸的軸心線與葉片的自轉(zhuǎn)軸是同一個軸心線，所以在實施變漿矩時將不會使葉片套環(huán)上的結(jié)點改變位置；結(jié)構(gòu)中使用了繩索至少聯(lián)接了以下一組結(jié)點葉片聯(lián)接軸套環(huán)(帶多結(jié)點)(或直接連接在葉片聯(lián)接軸附近的結(jié)構(gòu)點上)與另一葉片聯(lián)接軸套環(huán)(帶多結(jié)點)之間，葉片聯(lián)接軸套環(huán)(結(jié)點)(或直接連接在葉片聯(lián)接軸附近的結(jié)構(gòu)點上)與輪轂前(繩索)結(jié)點，葉片聯(lián)接軸套環(huán)(結(jié)點)(或直接連接在葉片聯(lián)接軸附近的結(jié)構(gòu)點上)與輪轂后(繩索)結(jié)點；葉片即可儀是一個不可拆裝的整體，也可以是在在葉片連接軸附近的結(jié)構(gòu)部位可拆裝分體；葉片自轉(zhuǎn)軸的方向可以垂直于輪轂軸也可以非垂直；葉片連接軸即可以一個固定軸也可以是一個可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸(此種情形為多級式變漿矩方式；變漿矩的轉(zhuǎn)軸并不要求與與輪轂連接的葉片自轉(zhuǎn)軸同軸心)。
2.如權(quán)利要求1及所述技術(shù)，其特征就在于所述葉片連接軸套環(huán)(帶多結(jié)點)是指 可繞葉片連接軸自由轉(zhuǎn)動，用于系繩索的結(jié)點可以沿多方向伸出。
3.如權(quán)利要求1及所述技術(shù)，其特征就在于所述的輪轂軸前(繩索)結(jié)點，可以是1個 統(tǒng)一的結(jié)點(此時的結(jié)點在風(fēng)輪輪轂軸心的延長線上)，也可以是多個結(jié)點。
4.如權(quán)利要求1及所述技術(shù)，其特征就在于所述的輪轂軸后(繩索)結(jié)點，是多個結(jié)點ο
5.如權(quán)利要求1及所述技術(shù)，其特征就在于所述的葉片自轉(zhuǎn)軸的方向的垂直性；考慮 到風(fēng)輪的輪轂與后面的電機(jī)或機(jī)艙的距離相對較近，采用1-8度的葉片前傾為宜，所謂前 傾是將葉片的自轉(zhuǎn)軸與輪轂軸的夾角小于90度(葉片的自轉(zhuǎn)軸方向指向葉輪外部；輪轂軸 的方向指向風(fēng)向(與風(fēng)向相反))；后頃也是一種方式，但須加大輪轂軸長度。
全文摘要
一種風(fēng)力發(fā)電葉片加固技術(shù)，屬機(jī)械-電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。由于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片的方式；要承受極大的應(yīng)力，必然導(dǎo)致超高強(qiáng)度及超額成本的結(jié)果，本發(fā)明以一種張力繩索加固的方法來極大的降低對葉片強(qiáng)度的要求，應(yīng)用靜力學(xué)及結(jié)構(gòu)學(xué)的基本原理，以繩索支撐的方法，結(jié)構(gòu)重量極大降低，成本有空前的下降，可廣泛應(yīng)用于各種風(fēng)力發(fā)電場合中。
文檔編號F03D1/06GK101963127SQ20101026234
公開日2011年2月2日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者吳小平, 羅天珍 申請人:吳小平;羅天珍