[發明專利]風力發電機葉片

有效

• 申請號: 200910188492.0
• 申請日: 2009-12-03
• 公開（公告）號: CN102086845A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 向量
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

【技術領域】

本發明涉及一種風力發電機，尤其是涉及一種風力發電機葉片。

【背景技術】

當風力發電機運行時，由于風載荷的作用和葉片本身為彈性結構的原因，風力發電機葉片會存在振動。振動是導致材料疲勞的主要原因，當振動幅度過大時則會影響風力發電機的安全。

【發明內容】

鑒于此，有必要針對傳統的風力發電機葉片存在振動，具有安全隱患的問題，提供一種能夠減小其運行時的振動的風力發電機葉片。

一種風力發電機葉片，包括中空的殼體和設于殼體內的腹板，所述腹板垂直于風力發電機葉片的翼弦，還包括密封夾層和至少兩個隔板，所述密封夾層依殼體內部形狀貼合地設于殼體內，所述腹板與密封夾層固定連接，所述隔板將密封夾層分隔為至少兩部分，每個部分中按照一定比例填充有粘性液體。

由于只需在葉片的密封夾層中充入粘性流體，不需要在整個葉片內部充入粘性流體，因此嵌入流體的重量大為減少。密封夾層中的隔板可以防止充入的流體全部流向葉片一側，既充分利用了內嵌粘性流體的減振功能，又避免了充入大量流體所產生葉片重心變化過大和葉片重量增加過大的弊端。具有簡單易行，成本低，并且具有自適應減振的特點，使得風力機的運行更平穩，安全。

優選地，所述殼體的形狀為機翼翼型。

優選地，所述密封夾層的厚度為風力發電機葉片翼型最大厚度的1/11至1/9。

優選地，所述密封夾層的厚度為風力發電機葉片翼型最大厚度的1/10。優選地，所述腹板的數量為兩個。

優選地，所述隔板的數量為兩個，分別設于風力發電機葉片的前端和后端，將密封夾層分隔為兩個部分。

優選地，在密封夾層的兩個部分中按照1∶2的比例填充有粘性液體。

優選地，所述粘性液體為水或硅油。

【附圖說明】

圖1為本發明一實施例的風力發電機葉片剖面圖。

【具體實施方式】

如圖1所示，為本發明一實施例的風力發電機葉片的剖面圖。該風力發電機葉片包括中空的殼體10、設于殼體內的腹板20、密封夾層30以及隔板40。腹板20垂直于風力發電機葉片的翼弦50，其中翼弦50是指葉片前端和后端之間的連線。密封夾層30依殼體10內部形狀貼合地設于殼體10內，腹板20與密封夾層30固定連接，隔板40的數量至少為兩個，用于將密封夾層30分隔為至少兩部分，每個部分中都填充有粘性液體。

葉片的殼體10的形狀可采用傳統主流的翼型結構，如NACA00XX系列、NACA44XX系列和NREL系列等，本實施例的葉片翼型優選為機翼翼型。

剖面為翼型的中空殼體結構在抵抗非平面內剪切力載荷方面不是很有效，腹板20則用于抵抗非平面內剪切力載荷。

密封夾層30密封有一層狀空間，其內部可填充粘性液體，以利用內嵌流體運動所產生的慣性、動能吸收、頻率調節和阻尼耗能等多重效應來減弱葉片的振動。其中流體的重量應以不過分增加葉片重量為準，因此控制葉片的厚度為風力發電機葉片翼型最大厚度的1/11至1/9，進一步優選為風力發電機葉片翼型最大厚度的1/10。粘性液體優選為比重較小的水或硅油。

在密封夾層30中加入隔板40的目的是防止葉片在轉動的過程中，密封夾層30中的粘性液體全部流向一側從而影響減振效果。本實施例中，隔板40的數量為兩個，分別設于風力發電機葉片的前端和后端，將密封夾層30分隔為兩個部分。并且在密封夾層30的兩個相互分隔的部分中按照1∶2的比例填充有水或硅油等粘性液體。

在固體葉片結構內部嵌入粘性流體單元，使單純變形固體結構變為具有變形固體和粘性流體相互作用的復合結構，從而利用誘發的內嵌粘性流體運動所產生的慣性力、動能吸收、頻率調節和阻尼耗能等多重效應來減弱結構的振動。由于粘性液體具有黏滯阻尼，當葉片相對于粘性液體運動時，粘性液體對葉片以運動阻力，對振動的葉片做負功，使其損失一部分機械能，這些機械能最終轉變為熱能，從而達到阻尼耗能減振的效果。由于流體的流動性，粘性流體能夠自動地在葉片振動幅度大的地方產生大的慣性力以抑制振動，因而此種減振方法還具有自適應的特點。

在其他的實施例中，還可以增加隔板40的數量，將密封夾層30分隔為更多的部分，同時密封夾層30中充入的粘性液體的比例也根據情況作出相應調整。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。