CN105888964A - 风力发电机及其组合叶片 - Google Patents

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易小刚
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05B2240/302—Segmented or sectional blades
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明提供了一种组合叶片，它包括中心骨架和多个叶片分块，多个叶片分块固定在中心骨架上并包裹在中心骨架的外周，所有叶片分块的外表面配合形成组合叶片的外形轮廓。与现有技术相比，该组合叶片具有以下优点：在制造过程中，中心骨架和叶片分块可以分开制造，降低了对模具的要求，并且，在运输过程中，组合叶片可以拆分成多个部分进行独立运输，降低风力发电机的制造成本和运输成本。在此基础上，本发明还提出一种风力发电机。

Description

风力发电机及其组合叶片
技术领域
本发明涉及风力发电机制造技术，具体涉及一种风力发电机及其组合叶片。
背景技术
随着传统石化能源的日益枯竭及环保的日渐严苛，风力发电成为了能源来源的重要途径之一。
风力发电机是风力发电的主要设备，它通常包括塔筒、机舱(也称塔头)及叶片三个重要部分，机舱设置于塔筒顶部，机舱内设置有传动部件、发电机及控制元件等部件，叶片与传动部件连接，传动部件与发电机的输入轴连接；作业时，风力驱使叶片转动，传动部件将叶片输入的旋转运动进行增速降扭后传递给发电机，发电机将动能转化为电能并通过电路输出至电网。
为了提高发电效率，单台风力发电机的功率越来越高，对应的，为了能够捕获足够的风能来驱动发电机，叶片的长度和重量也越来越大；比如5兆瓦的风力发电机，其叶片长度超过50米；在风力发电机的生产及安装过程中，不可避免需要将叶片转移至不同场地；然而，迄今为止，大型风力发电机的生产和安装过程中，叶片的运输仍然是艰难并风险巨大的一个环节。另外，制造叶片需要特制的模具，而制造出大尺寸、高精度的模具，成本比较大，导致大型风力发电机的生产成本过高。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种组合叶片，与现有技术相比，该组合叶片制造和运输难度更低，可以有效降低风力发电机的生产成本和运输成本。
作为第一方面，本发明提出一种组合叶片，它包括中心骨架和多个叶片分块，所述多个叶片分块固定在中心骨架上并包裹在中心骨架的外周，所有叶片分块的外表面配合形成所述组合叶片的外形轮廓。
优选地，所述中心骨架的截面呈三角形或圆形或椭圆形或正多边形。
优选地，相邻所述叶片分块之间设置有第一销轴，所述第一销轴用于固定相邻所述叶片分块之间的相对位置。
优选地，所述中心骨架包括多个骨架分段，多个所述骨架分段依次序连接。
优选地，所述中心骨架内部为空心结构。
优选地，所述叶片分块由至少两个组合分块装配而成。
优选地，所述叶片分块与中心骨架之间设有第二销轴，第二销轴用于限定叶片分块与中心骨架的相对位置。
优选地，相邻所述叶片分块的结合面上设置有限位结构，所述限位结构用于限定相邻所述叶片分块之间的相对位置。
作为第二方面，本发明提出一种风力发电机；它包括塔筒、机舱及上述任意一项的组合叶片，所述机舱设置与塔筒的顶端，所述组合叶片可转动地设置在机舱上。
本发明提出的组合叶片包括中心骨架和多个叶片分块，多个叶片分块固定在中心骨架上并包裹在中心骨架的外周，所有叶片分块的外表面配合形成组合叶片的外形轮廓。与现有技术相比，该组合叶片具有以下优点：在制造过程中，中心骨架和叶片分块可以分开制造，降低了对模具的要求，并且，在运输过程中，组合叶片可以拆分成多个部分进行独立运输，降低风力发电机的制造成本和运输成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明具体实施例提供的一种中心骨架的结构示意图；
图2为本发明具体实施例提供的一种叶片分块的结构示意图；
图3为本发明具体实施例提供的一种组合叶片的剖视图；
图4为图3所示组合叶片的立体示意图。
附图标记说明：1—中心骨架 2—叶片分块 3—第一销轴
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图3和图4所示为本发明具体实施例提出的一种组合叶片，它具体包括中心骨架1和多个叶片分块2；如图1所示，中心骨架1呈圆台形(即截面呈圆形，直径沿轴向缩小)，如图2所示，叶片分块2的中心设有与中心骨架1匹配的通孔；装配时，所有叶片分块2拼接在一起并固定在中心骨架1上，叶片分块2包裹住中心骨架1，所有叶片分块2的外表面配合形成组合叶片的外形轮廓。
与现有技术相比，该组合叶片具有以下优点：在制造过程中，中心骨架1和叶片分块2可以分开制造，降低了对模具的要求，并且，在运输过程中，组合叶片可以拆分成多个部分进行独立运输，降低风力发电机的制造成本和运输成本。
为了方便相邻叶片分块2之间的拼装，并固定相邻叶片分块2之间的相对位置，位于叶片分块2之间设置有多个第一销轴3，第一销轴3的一端与其中一个叶片分块2固定，第一销轴3的另一端插入另一叶片分块2的销轴孔中。
叶片分块2与中心骨架1之间可以通过螺栓或第二销轴等连接件连接，通过螺栓或第二销轴既可以将叶片分块2固定在中心骨架1上，又可以方便叶片分块2与中心骨架1的拆装。
在上述实施例中，中心骨架1可以采用实心结构或者空心结构，在保证强度和刚度的情况下，采用空心结构可以节省材料并减轻重量。
在其它实施例中，中心骨架1的截面可以为三角形或椭圆形或者正多边形。
当然，在其它实施例中，为了进一步降低制造和运输难度，中心骨架1可以采用分段结构；比如，中心骨架1包括多个骨架分段，多个骨架分段依次序连接，相邻骨架分段之间可以焊接，也可以通过螺栓、铆钉等联接件连接；当然，骨架分段可以为整体结构，也可以采用伸缩式结构(类似起重机的伸缩臂)。
在其它实施例中，为了降低叶片分块2的制造难度，叶片分块2也可以由多个组合分块装配而成。
在其它实施例中，相邻叶片分块2的结合面上设置有限位结构，限位结构用于限定相邻叶片分块2之间的相对位置；限位结构具体可以是相互配合的阶梯端面，阶梯端面之间的相互作用力可以阻止相邻的叶片分块2之间相对转动。
另外，本发明具体实施例还提出一种风力发电机；它包括塔筒、机舱及上述的组合叶片，机舱设置与塔筒的顶端，组合叶片可转动地设置在机舱上。
由于组合叶片更容易制造和运输，与现有技术相比，该风力发电机的制造及运输更方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种组合叶片，其特征在于，包括中心骨架(1)和多个叶片分块(2)，所述多个叶片分块(2)固定在中心骨架(1)上并包裹在中心骨架(1)的外周，所有叶片分块(2)的外表面配合形成所述组合叶片的外形轮廓。
2.根据权利要求1所述的组合叶片，其特征在于，所述中心骨架(1)的截面呈三角形或圆形或椭圆形或正多边形。
3.根据权利要求1所述的组合叶片，其特征在于，相邻所述叶片分块(2)之间设置有第一销轴(3)，所述第一销轴(3)用于固定相邻所述叶片分块(2)之间的相对位置。
4.根据权利要求1所述的组合叶片，其特征在于，所述中心骨架(1)包括多个骨架分段，多个所述骨架分段依次序连接。
5.根据权利要求1所述的组合叶片，其特征在于，所述中心骨架(1)内部为空心结构。
6.根据权利要求1所述的组合叶片，其特征在于，所述叶片分块(2)由至少两个组合分块装配而成。
7.根据权利要求1所述的组合叶片，其特征在于，所述叶片分块(2)与中心骨架(1)之间设有第二销轴，第二销轴用于限定叶片分块(2)与中心骨架(1)的相对位置。
8.根据权利要求1所述的组合叶片，其特征在于，相邻所述叶片分块(2)的结合面上设置有限位结构，所述限位结构用于限定相邻所述叶片分块(2)之间的相对位置。
9.一种风力发电机，其特征在于，包括塔筒、机舱及权利要求1至8任意一项所述的组合叶片，所述机舱设置与塔筒的顶端，所述组合叶片可转动地设置在机舱上。
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