[發明專利]風力發電裝置槳轂

無效

• 申請號: 200810023155.1
• 申請日: 2008-07-16
• 公開（公告）號: CN101629544A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 陳忠良;顧禮幫;黃兵
• 申請（專利權）人: 宜興市華泰國際集團工業有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D11/00
• 代理公司: 宜興市天宇知識產權事務所
• 代理人: 蔡鳳苞

技術領域

本發明涉及一種改進的風力發電裝置固定風葉槳轂，尤其涉及一種重量輕、制造簡單的風電發電裝置槳轂。

背景技術

風力發電裝置中槳轂，主要用于固定槳葉、安裝槳葉調偏轉機構，以及起空氣導流作用，是風力發電裝置的重要部件之一，它既要將葉片傳來的扭矩再傳給大軸，以便帶動發電機發電，同時還要承受每個葉片的彎矩和每個葉片幾十噸離心力作用(兆瓦級)。

現有風力發電裝置漿轂(兆瓦級)圖1，為整流罩和固定槳葉合一的殼形槳轂，槳葉分別通過槳葉軸承均布在槳轂上，例如中國專利CN200955472所述。由于需放置三個直徑1.2米到1.8米的大齒輪變槳機構及槳葉，以及承受幾十噸的離心力，使得體積和重量都十分巨大，1.5兆瓦漿轂自身重量達十余噸，加上槳葉及調槳機構重量，加上要承受幾十噸離心力，殼體厚度達20-30mm，使得整個槳轂重達30噸左右。如此重大的槳轂，不僅消耗大量金屬材料，而且目前通常采用金屬模型澆鑄，使得制造復雜，制造難度極大，制造成本高，約占總成本10-15％；其次，漿轂重量大還使得轉動主軸直徑要大，更是增加了發電裝置總重量；再就是，鑄造方式制造殼形槳轂，重量均勻性控制難度大，靜平衡困難。因此仍有值得改進的地方。

發明內容

本發明目的在于克服上述已有技術的不足，提供一種重量輕、制造簡單、成本低的風力發電裝置槳轂。

本發明目的實現，主要改進是將鑄造殼形槳轂改為二維平面結構，使槳葉固定在二維平面構件上，并使整流罩從承力構件中分離出來，整流罩不承擔總體受力，僅起空氣導流作用，從而實現本發明目的。具體說，本發明風力發電裝置槳轂，包括錐形整流罩及徑向固定槳葉裝置，其特征在于固定槳葉裝置有一套在主軸上隨動的軸套，及設置于軸套且垂直于軸套的并列相間槳葉安裝板，安裝板間周向均布的二個以上槳葉安裝座組成，整流罩固定于槳葉安裝板和/或主軸上。

本發明軸套，主要是考慮方便、簡化制造和安裝而設置，并且因軸套比軸具有更高的承彎能力，使得槳葉傳遞的彎矩，由于軸套作用變成兩個槳葉安裝板平面內的一對力偶，由安裝板自行消化，從而可以減少對主軸的彎曲應力。當然將并列相間的槳葉安裝板，直接與大軸連接也不是不可以。

槳葉安裝板，主要用于安裝固定槳葉，可以是圓形板，也可以是多邊形板。其中一種更好為圓形板，有利于減小轉動時空氣阻力，提高風力效率。為使高速轉動時能消除槳葉安裝板中的鏈應力，一種優化方式為將安裝槳葉間的非連接部位挖去，可以避免在高風速旋轉時引起鏈應力，提高安裝板承力能力。

整流罩，與現有殼形槳轂整流作用相同，起到整流風場作用，以提高槳葉效率，本發明只是將其從承力部件上分開，僅起整流作用，因而可以采用輕質材料例如玻璃鋼、鋁等制作。

本發明風力發電裝置槳轂，較現有技術提出了一種全新槳轂設計理念，從而大大簡化了槳轂結構和受力狀況，槳轂只有整流罩、套在主軸上軸套、槳葉安裝板、槳葉安裝座及槳葉軸承，不僅使得重量大為降低，以1.5兆瓦為例，重量下降至少30％(原約15噸，現僅為約10噸)，并且發電功率越大，減重越明顯；而且設計、制造及技術要求也大大簡化，固定槳葉安裝板，只起到固定槳葉作用，制造十分容易，可以采用普通機械加工方式完成，不需要專用制造加工設備，省去了相當復雜的金屬模鑄，還能大大節省加工費用，加工費用至少可以降低50％以上，機械加工靜平衡也極易控制。平面結構槳葉安裝板，不僅二維受力、力學性能好，板平面內二維受力承載能力遠遠高于殼體承載能力，槳葉產生的幾十噸巨大離心力，由槳葉安裝板平面內自行平衡，而且安裝板之間空間大，為槳葉調槳機構安裝提供了足夠空間。槳葉安裝座使左右兩塊槳葉安裝板組成一完整整體，大大提高了槳轂的鋼度。整流罩從安裝固定槳葉中分離出來，不參于整體受力，不需承受槳葉重量及傳來載荷，僅起空氣導流作用，可以采用玻璃鋼、鋁等輕質材料制作，制造成本也大幅度下降，總制造成本只有原來大殼體的30-40％。軸套比軸具有更高的承彎能力，使得槳葉傳遞的彎矩，由于軸套作用變成兩個槳葉安裝板平面內的一對力偶，由安裝板自行消化，從而可以減少對主軸彎曲應力。槳轂二維受力，力學性能好，重量輕，制造簡單是本發明的最大特征。

以下結合二個示例性實施方式，示例性說明及幫助進一步理解本發明，但實施例具體細節僅是為了說明本發明，并不代表本發明構思下全部技術方案，因此不應理解為對本發明總的技術方案限定，一些在技術人員看來，不偏離本發明構思的非實質性改動，例如以具有相同或相似技術效果的技術特征簡單改變或替換，均屬本發明保護范圍。

附圖說明