CN101922406A - 1.5mw轻便节能组合式风力发电机叶片 - Google Patents

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Abstract

一种1.5MW轻便节能组合式风力发电机叶片，涉及三叶式风力发电机的叶片制作、注塑、粘接技术领域。根据叶片的几何形状在长度上分割为若干段，即分割为多个叶片结节(1)，每个结节的轴向端面设有连接槽(3)，2个结节之间设有连接销(4)，通过连接销(4)采用热熔胶接的方法，组成风机叶片整体的结构。每个结节的2端面都设有轴向连接槽(3)和径向连接槽(6)，轴向连接槽(3)连接轴向销(4)，径向连接槽(6)连接径向销(5)。风机叶片强度选用抗拉强度≥200MPa，压缩强度≥230MPa，抗老化、抗紫外线有优异耐候性的密度小于1.4×103Kg/m3的高强度尼龙合金材料，风机叶片内部为六边蜂窝状结构。本发明克服了叶片体大、体重、强度低、成本高的缺点，实现了制造高强度、体轻、成本低、便于运输、安装、维护的组合式风力发电机叶片的目的。

Description

1.5MW轻便节能组合式风力发电机叶片
技术领域
本发明涉及三叶式风力发电机的叶片制作、注塑、粘接技术领域。
背景技术
当化石能源比较紧张的时候，即煤炭、石油紧缺或者电力不足的时候，人们想到了用地球以外的能源发电。如：太阳能发电、风力发电、磁力发电、热能发电、水力发电、核电等。
风力发电发展很快，主要采用高柱三片式风叶机组。他的缺点在于：1、捕风效率低；2、占地面积大；3、维修维护困难；4、发电效率低；5、受自然条件限制性强。虽然如此，各地方还在大量上马。现在的问题要解决发电机部件如叶片体大、体重、强度低、成本高现象。
发明内容
本发明目的是提供一种高强度、体轻、成本低、便于运输、安装、维护的1.5MW轻便节能组合式风力发电机叶片。
根据叶片的几何形状在长度上分割为若干段，即分割为多个叶片结节(1)，每个结节的轴向端面设有连接槽(3)，2个结节之间设有连接销(4)，通过连接销(4)采用热熔胶接的方法，组成风机叶片整体的结构。
每结节叶片端面边缘设计成凹凸对接面，便于应用专用胶粘接。叶片体内部沿边缘内周边予留
Figure B2009101476796D0000011
孔数十个，孔深200∽300mm。两段之间用
Figure B2009101476796D0000021
高强度尼龙合金连接销配合专用胶将两结节连接为一体，然后沿叶面环绕粘接方向四周对应每一根连接销外表面钻孔数十个。将每一根连接销用锁定销将其锁紧，锁定销仍用尼龙合金棒制作便于用专用胶粘为一体。
每个结节的2端面都设有轴向连接槽(3)和径向连接槽(6)，轴向连接槽(3)连接轴向销(4)，径向连接槽(6)连接径向销(5)。
风机叶片强度选用抗拉强度≥200MPa，压缩强度≥230MPa，抗老化、抗紫外线有优异耐候性的密度小于1.4×103Kg/m3的高强度尼龙合金材料，风机叶片内部为六边蜂窝状结构。
又一方式，超宽叶片每结节从中间分为两半分别用注塑工艺完成半体，轴向粘接后将两半体再用热熔粘接工艺对接为一体。粘接周边予留凹型储胶槽。
在完成主体粘接最后用胶将储胶槽补平，用100℃∽120℃的热风吹干胶体或在阳光下晒1∽2周，待胶体固化后打磨喷漆。
采用钢质双面套连接工艺将带有加强筋的叶片尾部装入双面套中，用螺栓锁紧。双面套内圈钢环上制作54个M30高强度螺栓孔，整体叶片由54个M30高强螺栓紧固在风机转子座上。
本发明克服了叶片体大、体重、强度低、成本高缺点，实现了制造高强度、体轻、成本低、便于运输、安装、维护的组合式风力发电机叶片目的。
附图说明
图1是本发明的组合式风力发电机叶片结节分割示意图
图2、3、4是本发明的发电机叶片结节连接示意图
图5是本发明的发电机叶片结节内部构造示意图
图6是本发明的发电机叶片两半部分对接示意图
图7是本发明的发电机叶片与轮毂连接示意图
具体实施方式
本发明是依据空气动力学原理结合我国北方风场和沿海风场技术条件设计而成，具有较大的实用性。
选择材料：风电叶片强度要求本发明选用抗拉强度≥200MPa，压缩强度≥230MPa，抗老化寿命大于30年，抗紫外线并且有优异耐候性的高强度尼龙合金材料。
如图7所示：依据空气动力学原理结合我国北方风场和沿海风场技术条将风电叶片内部设计为蜂房状主体结构，将1.5M风电叶片37.5米设计分为13段，每段从中间分为两半分别用注塑工艺完成半成品生产，两半体再用热熔粘接工艺降其粘为一体。粘接周边予留凹型储胶槽，最后高强度专用胶粘接加固同时起到补平作用实现外观流线性圆滑过渡的技术要求。
如图2、3、4所示，两结节之间的连接方案：每结节叶片端面边缘设计成凹凸对接面，便于应用专用胶粘接。叶片体内部沿边缘内周边予留孔数十个，孔深200∽300mm。两段之间用
Figure B2009101476796D0000032
Figure B2009101476796D0000033
高强度尼龙合金连接销配合专用胶将两段连接为一体，然后沿叶面环绕粘接方向四周对应每一根连接销外表面钻
Figure B2009101476796D0000034
孔数十个。将每一根连接销用锁定销将其锁紧，锁定销仍用尼龙合金棒制作便于用专用胶粘为一体。
如图6、7所示，叶片根部连接工艺：因为叶片根部受到的巨大转动力矩且受力因素复杂多变，本发明采用钢质双面套将叶片四边带有加强筋的周边用内外钢套锁定并用高强度螺栓紧固。双面钢套内圈钢环上制作54个M30高强螺栓孔，叶片由54颗高强螺栓连接到风机转子座上。
叶片予弯曲工艺设计在叶片总体设计上将叶面向迎风方向弯曲约700MM，在叶片正常工作时由正面风力推动下予弯曲叶片变为平直这样有利于风机工作，是有效提高风能高效措施之一。
⑥降低叶片质量是提高风能利用高效最有效的措施之一，本发明选用密度小于1.4×103Kg/m3的高强度尼龙合金材料，叶片重量保持在4000∽5000Kg范围，比同规格GFRP叶片重量减轻25％∽30％有效提高风能利用效率，同时减小风机底座及塔架的投资成本，本发明具备较高的性价比优势。
中间粘接面及环绕圆周粘接面由于予留储胶槽在完成主体粘接最后用胶将储槽补平用100℃∽120℃的热风吹干胶体或在阳光下晒1∽2周，待胶体固化后打磨喷漆。

Claims (7)

1.一种5MW轻便节能组合式风力发电机叶片，由叶片结节、连接销组成，其特征在于：根据叶片的几何形状在长度上分割为若干段，即分割为多个叶片结节(1)，每个结节的轴向端面设有连接槽(3)，两个结节之间设有连接销(4)，通过连接销(4)采用热熔胶接的方法，组成风机叶片整体的结构。
2.根据权利要求1所述的组合式风力发电机叶片，其特征在于：每结节叶片端面边缘设计成凹凸对接面，便于应用专用胶粘接。叶片体内部沿边缘内周边予留
Figure F2009101476796C0000011
孔数十个，孔深200∽300mm，两段之间用
Figure F2009101476796C0000012
高强度尼龙合金连接销配合专用胶将两结节连接为一体，然后沿叶面环绕粘接方向四周对应每一根连接销外表面钻
Figure F2009101476796C0000013
孔数十个，将每一根连接销用锁定销将其锁紧，锁定销仍用尼龙合金棒制作便于用专用胶粘为一体。
3.根据权利要求1所述的组合式风力发电机叶片，其特征在于：每个结节的2端面都设有轴向连接槽(3)和径向连接槽(6)，轴向连接槽(3)连接轴向销(4)，径向连接槽(6)连接径向销(5)。
4.根据权利要求1所述的组合式风力发电机叶片，其特征在于：风机叶片强度选用抗拉强度≥200MPa，压缩强度≥230MPa，抗老化、抗紫外线有优异耐候性的密度小于1.4×103Kg/m3的高强度尼龙合金材料，风机叶片内部为六边蜂窝状结构。
5.根据权利要求1所述的组合式风力发电机叶片，其特征在于：又一方式，超宽叶片每结节从中间分为两半分别用注塑工艺完成半体，轴向粘接后将两半体再用热熔粘接工艺对接为一体，粘接周边予留凹型储胶槽。
6.根据权利要求1所述的组合式风力发电机叶片，其特征在于：
在完成主体粘接最后用胶将储胶槽补平，用100℃∽120℃的热风吹干胶体或在阳光下晒1∽2周，待胶体固化后打磨喷漆。
7.根据权利要求1所述的组合式风力发电机叶片，其特征在于：
采用钢质双面套连接工艺将带有加强筋的叶片尾部装入双面套中，用螺栓锁紧，双面套内圈钢环上制作54个M30高强度螺栓孔，整体叶片由54个M30高强螺栓紧固在风机转子座上。
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C10 Entry into substantive examination
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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