[發(fā)明專利]一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的新型風(fēng)輪結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110333287.6
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN102345569A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任偉華;陳利琴;王和
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古航天億久科技發(fā)展有限責(zé)任公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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，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長度達(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，降低了整個風(fēng)輪結(jié)構(gòu)的成本。特別是通過使用該新型風(fēng)輪結(jié)構(gòu)，葉片沒有了對功率貢獻(xiàn)極小的過渡段翼型，整個葉片都是翼型結(jié)構(gòu)，而且通過使用該新型風(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)線速度區(qū)，葉片的相對風(fēng)速提高，提高了葉片的捕風(fēng)效率，這使得同樣長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、主軸安裝凸臺及三個葉片安裝凸臺。輪轂由鋼結(jié)構(gòu)骨架和復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)組成。

葉片安裝凸臺的長度為五米到二十米，即輪轂直徑達(dá)到十幾米到幾十米。

輪轂體、主軸安裝凸臺及三個葉片安裝凸臺呈整體式結(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)沒有了過渡段翼型結(jié)構(gòu)，整個葉片為全翼型面結(jié)構(gòu)。

葉片材料是樹脂基復(fù)合材料。復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)是由樹脂基復(fù)合材料制成的蒙皮結(jié)構(gòu)。

主軸安裝凸臺和三個葉片安裝凸臺的端面開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，降低了葉片長度，便于生產(chǎn)和運(yùn)輸及安裝。

附圖說明

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。

圖中序號說明：1為輪轂體，2為葉片，3為主軸安裝凸臺，4為葉片安裝凸臺。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(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3及三個葉片安裝凸臺4。輪轂體1、主軸安裝凸臺3及三個葉片安裝凸臺4可以整體制造成型，也可以采用分體結(jié)構(gòu)裝配而成。在每個安裝凸臺端面都有供連接的通孔。

葉片2采用樹脂基復(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)沒有了過渡段翼型結(jié)構(gòu)，整個葉片為全翼型面結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

風(fēng)輪安裝時，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。