[實用新型]一種風力發(fā)電機葉片結(jié)構

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020216034.1
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN201739099U
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 吳東垠;姚季;朱良松
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00;F03D7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本實用新型涉及風力發(fā)電設備技術領域，尤其涉及一種風力發(fā)電機風葉結(jié)構。

背景技術

隨著人類對生態(tài)環(huán)境的要求和對能源的需要，風能的開發(fā)開發(fā)日益受到重視，風力發(fā)電將成為21世紀大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風能作為可再生能源的一種，在中國的儲藏量相當豐富。隨著人們對風力發(fā)電認識的不斷提高和小型風力發(fā)電技術的不斷成熟，其應用領域也越來越廣泛。

風力發(fā)電機是利用自然界中的風能使之轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。風力發(fā)電機組工作在一定的風速范圍內(nèi)，在很多的情況下，要求風力機不論風速如何變化，轉(zhuǎn)速總保持恒定或不超過某一限定值。風力發(fā)電機組在超過額定風速以后，由于機械強度和發(fā)電機、電力電子容量等物理性能的限制，必須降低風輪的能量捕獲，減少葉片承受負荷和整個風力機收到的沖擊，使功率輸出保持在額定值附近，保證風力機不受到損害。風速是一個隨機性很大的量，隨時間和季節(jié)的變化都可能發(fā)生變化，甚至瞬息萬變。風中能量的公式：W＝1/2ρv³F式中，W為風功率，kg-m²/s³；ρ為空氣密度，kg-m³；v為風速，m/s；F為空氣流過的截面面積，m²。從此式可以看出，風能的大小與氣流通過的面積、空氣密度和氣流速度的立方成正比。風速增加一倍，風能可以增大八倍，如此驚人的能量變化，對風力發(fā)電機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)構簡單，維護方便，但機艙較重，運輸及吊裝難度大，基礎大、成本高；變槳距結(jié)構受力最小，主機及塔架重量輕，運輸及吊裝難度小，但變槳距的系統(tǒng)結(jié)構復雜，故障率稍高，對運行、管理人員素質(zhì)要求較高。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術不足，提供一種風力發(fā)電機葉片結(jié)構，能自動調(diào)節(jié)迎風面積即轉(zhuǎn)速、從而使葉輪轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定。本實用新型涉及的新型葉片為葉片打孔結(jié)構，即沿葉片的軸線方向迎風面積較大的地方打孔，以減少葉片的迎風面積，來達到降低風速的目的。

本實用新型的技術方案是這樣解決的：該葉片結(jié)構包括耗風孔、葉片主體、擋板、D型鋼縱梁、彈性鉸鏈、長鋼絲、短鋼絲、有孔擋板、耗風孔蓋板和掛鉤，在葉片主體的軸線方向迎風面積大的地方設有多個耗風孔，耗風孔蓋板的一邊與D型鋼縱梁通過彈性鉸鏈連接，在耗風孔蓋板的中間設有掛鉤，短鋼絲兩端分別與耗風孔蓋板的中間的掛鉤連接。

在耗風孔四周布置擋板和有孔擋板，呈對稱布置，長鋼絲與短鋼絲分別從有孔擋板中穿過。

采用本實用新型降低風輪的能量捕獲，使葉輪轉(zhuǎn)速保持在額定值以下。同時減少葉片承受負荷和整個風力機收到的沖擊，保證風力機不受到損害。

附圖說明

圖1本實用新型的結(jié)構示意圖；圖2是圖1A-A葉片徑向截面示意圖；圖3是圖1B-B葉片軸向(耗風孔關閉)截面示意圖；圖4是葉片軸向(耗風孔開啟)截面示意圖；圖中的標號分別表示：1、耗風孔；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、長鋼絲；10、短鋼絲；11、有孔擋板；12、耗風孔蓋板；13、掛鉤。

下面結(jié)合附圖對本實用新型的內(nèi)容作進一步詳細說明。

具體實施方式

參照圖1-4所示，該葉片結(jié)構包括耗風孔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、長鋼絲9、短鋼絲10、有孔擋板11、耗風孔蓋板12和掛鉤13。其中，如圖1所示，在葉片的軸線方向迎風面積較大的地方設有多個耗風孔1；如圖2所示，在D型鋼縱梁4上設有耗風孔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，耗風孔蓋板12的一邊與D型鋼縱梁4通過彈性鉸鏈連接；短鋼絲10兩端分別與耗風孔蓋板的中間的掛鉤13連接；長鋼絲9的一端與短鋼絲10的中間點連接，另一端與葉片主體2葉根處的電機相連；在耗風孔四周布置擋板3和有孔擋板11，呈對稱布置，長鋼絲9與短鋼絲10分別從有孔擋板中穿過；如圖4所示，長鋼絲9與短鋼絲10分別從有孔擋板中穿過，當耗風孔1打開時，可以確保風從耗風孔1順利通過而不進入葉片2內(nèi)部的空腔。

當葉輪輪轂處風速超過額定風速一定值時，電機啟動并拉動長鋼絲9，使耗風孔1打開，(耗風孔1的開度可隨風速的大小改變)減少葉片的迎風面積，降低風輪的能量捕獲，使風輪轉(zhuǎn)速保持在額定值以下。當葉輪輪轂處風速低于或小于額定風速時，電機卸載，耗風孔在彈性鉸鏈的作用下恢復正常狀態(tài)。