專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的新型風(fēng)輪結(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)電機(jī)組設(shè)備的零部件，具體地說(shuō)，本發(fā)明是一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪。
背景技術(shù)：
功率設(shè)計(jì)是風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題，功率大小和風(fēng)輪直徑相關(guān)。在風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)中追求的目標(biāo)是最經(jīng)濟(jì)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。為改善風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，降低產(chǎn)品成本，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片從結(jié)構(gòu)、形狀及其他方面都順應(yīng)了葉片大型化和輕量化的方向發(fā)展。但是隨著風(fēng)輪直徑的增加，輪轂的直徑基本還保持在兩米左右，這制約著葉片根部直徑的尺寸，而且葉片的大型化使得風(fēng)輪結(jié)構(gòu)無(wú)論在設(shè)計(jì)制造、運(yùn)輸上還是葉片的維護(hù)方面都增加了難度和成本。風(fēng)輪是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件之一，其良好的設(shè)計(jì)，可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證安全穩(wěn)定運(yùn)行的決定性因素。由于輪轂直徑小，葉片靠近葉根部分的發(fā)電效率極低，甚至在做負(fù)功，使得整支葉片的捕風(fēng)效率降低。而且整支葉片受力大的部分集中在葉尖，使得葉根部分所受彎矩較大，這就要求葉片根部具有足夠的剛度，這對(duì)于葉片根部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求是相當(dāng)高的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的新型風(fēng)輪結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提出了新型的風(fēng)輪技術(shù)方案，不僅使得輪轂的葉片安裝凸臺(tái)長(zhǎng)度達(dá)到五米到二十米，而且由于輪轂是由鋼結(jié)構(gòu)骨架和復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)組成，降低了整個(gè)風(fēng)輪結(jié)構(gòu)的成本。特別是通過(guò)使用該新型風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，葉片沒(méi)有了對(duì)功率貢獻(xiàn)極小的過(guò)渡段翼型， 整個(gè)葉片都是翼型結(jié)構(gòu)，而且通過(guò)使用該新型風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，葉片的尺寸可以縮短，葉片的掃掠面積增加，整支葉片都運(yùn)行在高旋轉(zhuǎn)線(xiàn)速度區(qū)，葉片的相對(duì)風(fēng)速提高，提高了葉片的捕風(fēng)效率，這使得同樣長(zhǎng)度的葉片的輸出功率增加。而且使得葉片從生產(chǎn)制造、運(yùn)輸?shù)桨惭b都更容易得多，減少了風(fēng)輪制造、運(yùn)輸及安裝的成本。本發(fā)明具有如下構(gòu)成一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的新型風(fēng)輪結(jié)構(gòu)包括輪轂和葉片，葉片通過(guò)連接裝置和輪轂連接。輪轂呈四通形式，包括輪轂體、主軸安裝凸臺(tái)及三個(gè)葉片安裝凸臺(tái)。輪轂由鋼結(jié)構(gòu)骨架和復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)組成。葉片安裝凸臺(tái)的長(zhǎng)度為五米到二十米，即輪轂直徑達(dá)到十幾米到幾十米。輪轂體、主軸安裝凸臺(tái)及三個(gè)葉片安裝凸臺(tái)呈整體式結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)，即可以整體制造成型，也可以采用分體結(jié)構(gòu)裝配而成。葉片為薄殼結(jié)構(gòu)，葉片由迎風(fēng)面、背風(fēng)面和抗剪腹板組成。葉片結(jié)構(gòu)沒(méi)有了過(guò)渡段翼型結(jié)構(gòu)，整個(gè)葉片為全翼型面結(jié)構(gòu)。葉片材料是樹(shù)脂基復(fù)合材料。復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)是由樹(shù)脂基復(fù)合材料制成的蒙皮結(jié)構(gòu)。主軸安裝凸臺(tái)和三個(gè)葉片安裝凸臺(tái)的端面開(kāi)有供連接葉片和主軸用的通孔；葉片根部具有供連接葉片安裝凸臺(tái)用的連接孔。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明輪轂的直徑達(dá)到了十幾米到幾十米，由于輪轂是由鋼結(jié)構(gòu)骨架和復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)組成，和現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)輪轂及復(fù)合材料葉片結(jié)構(gòu)相比，降低了整個(gè)風(fēng)輪的制造成本；采用了全翼型結(jié)構(gòu)的葉片不僅提高葉片的捕風(fēng)效率，還使得同樣長(zhǎng)度的葉片的輸出功率增加；在同樣的輸出功率下，降低了葉片長(zhǎng)度，便于生產(chǎn)和運(yùn)輸及安裝。


圖1是本發(fā)明的一種具體風(fēng)輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的輪轂結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的葉片示意圖。圖中序號(hào)說(shuō)明1為輪轂體，2為葉片，3為主軸安裝凸臺(tái)，4為葉片安裝凸臺(tái)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明提供了一種新型風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)及最大限度地利用風(fēng)資源，使得同樣長(zhǎng)度的葉片的輸出功率較高。如圖1所示，本發(fā)明風(fēng)輪結(jié)構(gòu)是由輪轂和葉片2組成。輪轂是由鋼結(jié)構(gòu)骨架和復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)組成。該復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)是樹(shù)脂基復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)。 如圖2所示，輪轂采用鑄造或焊接形成，包括輪轂體1、主軸安裝凸臺(tái)3及三個(gè)葉片安裝凸臺(tái)4。輪轂體1、主軸安裝凸臺(tái)3及三個(gè)葉片安裝凸臺(tái)4可以整體制造成型，也可以采用分體結(jié)構(gòu)裝配而成。在每個(gè)安裝凸臺(tái)端面都有供連接的通孔。葉片2采用樹(shù)脂基復(fù)合材料制成，葉片根部具有供連接使用的連接孔。葉片2為薄殼結(jié)構(gòu)，葉片2由迎風(fēng)面、背風(fēng)面和抗剪腹板組成。葉片結(jié)構(gòu)沒(méi)有了過(guò)渡段翼型結(jié)構(gòu)，整個(gè)葉片為全翼型面結(jié)構(gòu)，如圖3所示。風(fēng)輪安裝時(shí)，先吊裝輪轂進(jìn)行安裝，然后再吊裝葉片2，采用連接裝置連接輪轂和葉片2。上述是對(duì)本發(fā)明做出的具體描述，任何不脫離本發(fā)明精神和范圍的改進(jìn)和替換都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明以其權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的新型風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，該風(fēng)輪結(jié)構(gòu)包括輪轂和葉片，所述葉片通過(guò)連接裝置和輪轂連接，輪轂呈四通形式，包括輪轂體、主軸安裝凸臺(tái)及三個(gè)葉片安裝凸臺(tái)，其特征在于，輪轂是采用鋼結(jié)構(gòu)骨架和復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，其特征在于，葉片安裝凸臺(tái)的長(zhǎng)度達(dá)到五米到二十米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，其特征在于，輪轂體、主軸安裝凸臺(tái)及三個(gè)葉片安裝凸臺(tái)呈整體式結(jié)構(gòu)或分體式結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，其特征在于葉片為薄殼結(jié)構(gòu)，葉片由迎風(fēng)面、 背風(fēng)面和抗剪腹板組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，其特征在于整個(gè)葉片為全翼型面結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，其特征在于葉片材料是樹(shù)脂基復(fù)合材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)是由樹(shù)脂基復(fù)合材料制成的蒙皮結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主軸安裝凸臺(tái)和三個(gè)葉片安裝凸臺(tái)的端面開(kāi)有供連接葉片和主軸用的通孔；葉片根部具有供連接葉片安裝凸臺(tái)用的連接孔。
全文摘要
本發(fā)明是一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)輪結(jié)構(gòu)。該發(fā)明包括輪轂和葉片，輪轂呈四通形式，包括輪轂體、主軸安裝凸臺(tái)及三個(gè)葉片安裝凸臺(tái)。輪轂是采用鋼結(jié)構(gòu)骨架和復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)，輪轂體、主軸安裝凸臺(tái)及三個(gè)葉片安裝凸臺(tái)可以整體制造成型，也可以采用分體制造后裝配而成，葉片安裝凸臺(tái)的長(zhǎng)度達(dá)到5m到20m，降低了整個(gè)風(fēng)輪的制造成本。葉片為薄殼結(jié)構(gòu)，由迎風(fēng)面、背風(fēng)面和抗剪腹板組成，葉片結(jié)構(gòu)沒(méi)有了過(guò)渡段翼型結(jié)構(gòu)，整個(gè)葉片由全翼型面結(jié)構(gòu)組成。通過(guò)使用該新型風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，葉片的尺寸可以縮短，葉片的掃掠面積增加，整支葉片都運(yùn)行在高旋轉(zhuǎn)線(xiàn)速度區(qū)，葉片的相對(duì)風(fēng)速提高，提高了葉片的捕風(fēng)效率，使得同樣長(zhǎng)度的葉片的輸出功率增加。
文檔編號(hào)F03D11/00GK102345569SQ20111033328
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者任偉華, 王和, 陳利琴 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古航天億久科技發(fā)展有限責(zé)任公司