CN110374796A - 一种风力发电机充气式叶片结构 - Google Patents
一种风力发电机充气式叶片结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110374796A CN110374796A CN201910688443.7A CN201910688443A CN110374796A CN 110374796 A CN110374796 A CN 110374796A CN 201910688443 A CN201910688443 A CN 201910688443A CN 110374796 A CN110374796 A CN 110374796A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- inflation
- blade
- section
- blade tip
- tip section
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 4
- 241000459479 Capsula Species 0.000 claims description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 206010003694 Atrophy Diseases 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000037444 atrophy Effects 0.000 description 1
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 208000020442 loss of weight Diseases 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 1
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Abstract
本发明涉及风力发电机叶片的技术领域，尤其是指一种风力发电机充气式叶片结构，包括玻纤叶根段和充气叶尖段，所述玻纤叶根段与充气叶尖段相连接的端部边缘处预埋有多个卡扣，所述充气叶尖段与玻纤叶根段相连接的端部边缘处安装有多个扣眼，通过卡扣、扣眼连接后并通过连接铆钉固定连接，所述充气叶尖段包括外形支撑结构、充气主承力构件和外蒙皮，所述充气主承力构件和外形支撑结构设于外蒙皮内，所述外形支撑结构的两端分别为前缘分段泡沫和尾缘柔性尾翼，所述外蒙皮的外表面涂覆涂层。本发明能够最大限度地减少充气式叶片的重量，大幅降低运输过程中的体积和尺寸，降低运输成本，提高环保性能，同时提高叶片的疲劳使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机叶片的技术领域，尤其是指一种风力发电机充气式叶片结构。
背景技术
风力发电机叶片是风力发电机中最基础和最关键的部件，其良好的设计，可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。在现有技术中，风力发电机叶片也普遍存在运输和减重难题，如现有风机叶片主要为玻纤及树脂分上下两片分别整体真空灌注，然后二者合模粘接而成，此为刚性结构，整体尺寸不能缩小，且由于叶片具有预弯特征，运输时整体高度较高，所以路过桥梁、隧道、限高栏、小弯道等路况时，长度和尺寸都超标，受到严格限制。另外现有技术中为了减轻风力发电机叶片的运输问题，还通常将叶片分成两部分，目前主要有两种技术用来连接这两部分叶片，一是粘接连接，二是机械连接，由于两部分叶片连接处材料为刚柔结合，应变变化率随温差变化不协调，仅用粘接连接或是机械连接在叶片二十年使用寿命期间开裂风险较大，同时现场粘接需要在安装地点建立起可控的湿度及温度等必备条件，由于项目现场的环境大多相当恶劣，这使得在项目现场完成难度大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，同时为了使不具备开发条件的低风速区域能够竖立风机，提供一种风力发电机充气式叶片结构，即将原叶片改进为半传统刚性叶片部分加半充气柔性叶片部分相连接的方式，在不更改风机轮毂安装接口的前提下，叶片根部段仍采用原始尺寸、原始工艺，接口结构尺寸不变，长叶片端部段采用充气式技术，该技术引自充气式无人机机翼，能够最大限度地减少充气式叶片的重量，大幅降低了运输过程中的体积和尺寸，降低运输成本，提高环保性能，同时提高了叶片的疲劳使用寿命。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风力发电机充气式叶片结构，包括玻纤叶根段和充气叶尖段，所述充气叶尖段通过涂胶粘接在玻纤叶根段后，并通过铆钉固定，其中，所述玻纤叶根段与充气叶尖段相连接的端部边缘处预埋有多个卡扣，每个卡扣均配套有连接铆钉，用于与充气叶尖段相连接，所述充气叶尖段与玻纤叶根段相连接的端部边缘处安装有多个扣眼，所述扣眼的数量与卡扣相一致，一个卡扣对应一个扣眼，通过卡扣、扣眼连接后并通过连接铆钉固定连接，所述充气叶尖段包括外形支撑结构、充气主承力构件和外蒙皮，所述充气主承力构件和外形支撑结构设于外蒙皮内，所述充气主承力构件用于承担载荷，并由变截面编织织物管构成，其内部为弹性薄膜内囊，所述织物管内嵌于外蒙皮内，并形成适应叶片设计构型的预弯，所述外形支撑结构用于维持局部刚度，其两端分别为适应充气叶尖段前缘形状的前缘分段泡沫和适应充气叶尖段尾缘形状的尾缘柔性尾翼，分别用以支撑充气叶尖段的前缘和尾缘外形，所述外蒙皮用于维持叶片构型及叶片翼型表面光滑，其外表面涂覆涂层。
进一步，所述外形支撑结构包括多个直径大小不一的局部构型充气管，多个局部构型充气管和充气主承力构件并为一排设于外蒙皮内，并位于前缘分段泡沫和尾缘柔性尾翼之间，每个局部构型充气管由单层变截面编织织物管构成，且其直径大小适应相应叶片横截面位置的尺寸大小。
进一步，所述充气叶尖段与玻纤叶根段相连接的端部内侧粘接有安装板，所述安装板上设有多个充气管，所述充气管通过外部充气泵对局部构型充气管和充气主承力构件进行充气或补气，其中所述安装板上还形成有多个气孔。
进一步，所述织物管内壁填充有用于避免结构因松弛而变形或解体的柔性填充物。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明的充气式叶片结构在运输状态可以卷曲折叠，大幅降低运输体积与运输成本。
2、本发明的充气式叶片结构大大降低了叶片重量，降低发电机切入风速。
3、本发明采用耐疲劳柔性高强纤维材料，保证了叶片连接强度，并提高了叶片的疲劳使用寿命。
4、本发明在遇强风速时，充气叶尖段可以放气收起，降低迎风面积，降低叶片断裂与倒塔风险。
5、本发明的充气叶尖段为柔性结构，即便充气叶尖段脱落，由于叶片重量和刚度较小，落地后对地面设施的破坏较小。
6、本发明的充气叶尖段损坏后，可折叠运输至处理厂加工处理，不含碎裂刚性纤维，环保性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一。
图2为本发明的结构示意图二。
图3为本发明的A局部放大图。
图4为本发明的充气叶尖段的B-B截面示意图。
图5为本发明的充气叶尖段上安装板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图5所示，本实施例所述的风力发电机充气式叶片结构，包括玻纤叶根段2和充气叶尖段1，所述充气叶尖段1通过涂胶粘接在玻纤叶根段2后，并通过铆钉固定，其中，所述玻纤叶根段2与充气叶尖段1相连接的端部边缘处预埋有多个卡扣21，每个卡扣21均配套有连接铆钉，用于与充气叶尖段1相连接，所述充气叶尖段1与玻纤叶根段2相连接的端部边缘处安装有多个扣眼11，并在该端部内侧粘接有安装板12，所述扣眼11的数量与卡扣21相一致，一个卡扣21对应一个扣眼11，通过卡扣21、扣眼11连接后并通过连接铆钉固定连接，能够避免叶片的纤维间开裂发散，所述安装板12上设有多个充气管13，用于对充气主承力构件16和外形支撑结构的局部构型充气管152进行充气或补气，其中充气主承力构件16充高压，外形支撑结构充低压，所述充气叶尖段1包括外形支撑结构、充气主承力构件16和外蒙皮17，所述充气主承力构件16和外形支撑结构通过粘接胶设于外蒙皮17内，所述充气主承力构件16用于承担载荷，该充气主承力构件16由变截面编织织物管构成，变截面编织织物管的厚度沿充气叶尖段1的长度方向逐渐减小，即叶尖小直径处为最小，所述织物管内嵌于外蒙皮17内，并通过编织工艺形成适应叶片设计构型的预弯外形，其内壁填充有用于避免结构因松弛而变形或解体的柔性填充物(如硅胶)，其内部为超弹薄膜内囊，易于加工，由外部充气泵经充气管13对其充气或补气，且冲入高压气体时漏气率低，所述外形支撑结构包括前缘分段泡沫151、局部构型充气管152和尾缘柔性尾翼153，所述前缘分段泡沫151设于充气叶尖段1的前缘，并形成适应充气叶尖段1的前缘形状，尾缘柔性尾翼153设于充气叶尖段1的尾缘，并形成适应充气叶尖段1的尾缘形状，所述前缘分段泡沫151和尾缘柔性尾翼153能够在发电时提供理想的发电效率，在放气时自由折叠，在充气时自由展开，具有一定局部刚度，其中前缘分段泡沫151刚度较大，尾缘柔性尾翼153刚度较弱，所述局部构型充气管152有多个，且其直径大小不一，多个局部构型充气管152和充气主承力构件16通过粘接胶并为一排的连接到一起并设于外蒙皮17内，并位于前缘分段泡沫151和尾缘柔性尾翼153之间，每个局部构型充气管152的直径大小适应相应叶片横截面位置的尺寸大小，并由单层变截面编织织物管构成，内部通过外部充气泵经充气管13对其充气或补气，充较低气压，维持局部刚度，所述外蒙皮17用于维持叶片构型及叶片翼型表面光滑，所述外蒙皮17外表面涂覆功能涂层，包括但不限于耐候层、绝热层等，以抵抗环境恶劣工况。
其中，在安装板12上形成有多个气孔121，用于充气管13充放气时局部构型充气管152、充气主承力构件16分别与外蒙皮17间的空腔进出气，使之展开成型或放气折叠，具体为当充气叶尖段1充气时充气管13逐渐展开成叶片的设计形状，伴随着充气管13的展开，外部气体从气孔121进入充气管13与外蒙皮17间的空腔，充气管13展开成设计形状时外蒙皮17也展开成形，该空腔气压与外部大气压相同，不需要存在压差，当充气管13放气时，充气管13与外蒙皮17间的空腔内部的气体从气孔121出气，同时萎缩便于折叠收起。
同时在实际应用中，充气主承力构件16可以分根据需求设计成两根，两根充气主承力构件16中间为外形支撑结构，该两根充气主承力构件16的间距越大，充气式叶片的扭转刚度越大，可根据具体载荷进行设计。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种风力发电机充气式叶片结构，其特征在于：包括玻纤叶根段和充气叶尖段，所述充气叶尖段通过涂胶粘接在玻纤叶根段后，并通过铆钉固定，其中，所述玻纤叶根段与充气叶尖段相连接的端部边缘处预埋有多个卡扣，每个卡扣均配套有连接铆钉，用于与充气叶尖段相连接，所述充气叶尖段与玻纤叶根段相连接的端部边缘处安装有多个扣眼，所述扣眼的数量与卡扣相一致，一个卡扣对应一个扣眼，通过卡扣、扣眼连接后并通过连接铆钉固定连接，所述充气叶尖段包括外形支撑结构、充气主承力构件和外蒙皮，所述充气主承力构件和外形支撑结构设于外蒙皮内，所述充气主承力构件用于承担载荷，并由变截面编织织物管构成，其内部为弹性薄膜内囊，所述织物管内嵌于外蒙皮内，并形成适应叶片设计构型的预弯，所述外形支撑结构用于维持局部刚度，其两端分别为适应充气叶尖段前缘形状的前缘分段泡沫和适应充气叶尖段尾缘形状的尾缘柔性尾翼，分别用以支撑充气叶尖段的前缘和尾缘外形，所述外蒙皮用于维持叶片构型及叶片翼型表面光滑，其外表面涂覆涂层。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机充气式叶片结构，其特征在于：所述外形支撑结构包括多个直径大小不一的局部构型充气管，多个局部构型充气管和充气主承力构件并为一排设于外蒙皮内，并位于前缘分段泡沫和尾缘柔性尾翼之间，每个局部构型充气管由单层变截面编织织物管构成，且其直径大小适应相应叶片横截面位置的尺寸大小。
3.根据权利要求2所述的一种风力发电机充气式叶片结构，其特征在于：所述充气叶尖段与玻纤叶根段相连接的端部内侧粘接有安装板，所述安装板上设有多个充气管，所述充气管通过外部充气泵对局部构型充气管和充气主承力构件进行充气或补气，其中所述安装板上还形成有多个气孔。
4.根据权利要求1所述的一种风力发电机充气式叶片结构，其特征在于：所述织物管内壁填充有用于避免结构因松弛而变形或解体的柔性填充物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910688443.7A CN110374796A (zh) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | 一种风力发电机充气式叶片结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910688443.7A CN110374796A (zh) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | 一种风力发电机充气式叶片结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110374796A true CN110374796A (zh) | 2019-10-25 |
Family
ID=68256692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910688443.7A Pending CN110374796A (zh) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | 一种风力发电机充气式叶片结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110374796A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111692041A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-22 | 江南大学 | 一种柔性充气式风力发电叶片及其制备方法 |
| CN114412700A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-04-29 | 广州微体科技有限公司 | 高刚度的充气式风力发电机叶片 |
| CN115217713A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-10-21 | 山东金科星机电股份有限公司 | 一种风力发电机可变形扇叶结构 |
| CN115298444A (zh) * | 2020-02-10 | 2022-11-04 | 赛峰飞机发动机公司 | 用于制造由复合材料制成的风扇叶片的纤维织构 |
| CN115387955A (zh) * | 2022-10-13 | 2022-11-25 | 新创碳谷集团有限公司 | 一种无芯材风电叶片叶尖部结构及成型方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150167472A1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-18 | General Electric Company | Wind turbine blade and method of assembling the same |
| CN107676232A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-02-09 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种模块化风力涡轮叶片结构及其装配方法 |
| CN210440150U (zh) * | 2019-07-29 | 2020-05-01 | 明阳智慧能源集团股份公司 | 一种风力发电机充气式叶片结构 |
-
2019
- 2019-07-29 CN CN201910688443.7A patent/CN110374796A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150167472A1 (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-18 | General Electric Company | Wind turbine blade and method of assembling the same |
| CN107676232A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-02-09 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种模块化风力涡轮叶片结构及其装配方法 |
| CN210440150U (zh) * | 2019-07-29 | 2020-05-01 | 明阳智慧能源集团股份公司 | 一种风力发电机充气式叶片结构 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115298444A (zh) * | 2020-02-10 | 2022-11-04 | 赛峰飞机发动机公司 | 用于制造由复合材料制成的风扇叶片的纤维织构 |
| US11753949B2 (en) | 2020-02-10 | 2023-09-12 | Safran Aircraft Engines | Fibrous texture for manufacturing a fan blade made of composite material |
| CN115298444B (zh) * | 2020-02-10 | 2023-12-05 | 赛峰飞机发动机公司 | 用于制造由复合材料制成的风扇叶片的纤维织构 |
| CN111692041A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-22 | 江南大学 | 一种柔性充气式风力发电叶片及其制备方法 |
| CN111692041B (zh) * | 2020-06-28 | 2022-02-15 | 江南大学 | 一种柔性充气式风力发电叶片及其制备方法 |
| CN114412700A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-04-29 | 广州微体科技有限公司 | 高刚度的充气式风力发电机叶片 |
| CN115217713A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-10-21 | 山东金科星机电股份有限公司 | 一种风力发电机可变形扇叶结构 |
| CN115387955A (zh) * | 2022-10-13 | 2022-11-25 | 新创碳谷集团有限公司 | 一种无芯材风电叶片叶尖部结构及成型方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110374796A (zh) | 一种风力发电机充气式叶片结构 | |
| CN109790817B (zh) | 具有平背段的风轮机叶片及相关方法 | |
| CN102112733B (zh) | 分段的转子叶片伸出部 | |
| CN101936251B (zh) | 用于风力涡轮机叶片的改型套筒 | |
| ES2924761T3 (es) | Pala de rotor modular para aerogenerador | |
| ES2743688T3 (es) | Refuerzo longitudinal mejorado para palas de aerogenerador | |
| CN105992870B (zh) | 具有可展开的空气动力学装置的风力涡轮机叶片 | |
| ES2913327T3 (es) | Pala de rotor modular para aerogenerador | |
| CN101865091B (zh) | 风力发电机叶片及其成型方法 | |
| US20120141271A1 (en) | Actuatable spoiler assemblies for wind turbine rotor blades | |
| CN107636303A (zh) | 具有后缘间隔部分的风力涡轮机叶片 | |
| US20160040651A1 (en) | Methods of manufacturing rotor blades of a wind turbine | |
| CN104632545A (zh) | 用于在转子叶片上对准表面特征的模板 | |
| CN103069157A (zh) | 用于风力涡轮机的转子的风力涡轮机叶片 | |
| CN101158332A (zh) | 充气骨架结构叶片 | |
| CN105593517B (zh) | 用于风轮机的叶片及制造用于风轮机的叶片的方法 | |
| CN105966601A (zh) | 一种涵道风扇唇口充气气囊及其流动分离控制方法 | |
| CN101885381A (zh) | 带凹坑的机翼 | |
| CN104903570A (zh) | 在平脊板附近具有外部粘合凸缘的风力涡轮机 | |
| CN113602473B (zh) | 一种基于斜掠气梁的充气翼 | |
| CN210440150U (zh) | 一种风力发电机充气式叶片结构 | |
| CN113939651A (zh) | 壳体芯和具有包括此类壳体芯的叶片壳体的风力涡轮机叶片 | |
| US10794359B2 (en) | Jointed wind turbine blade with noise reduction tape | |
| US20190211801A1 (en) | Wind turbine blade and method of manufacturing a wind turbine blade | |
| CN103587678B (zh) | 一种具有上凸结构的薄圆弧翼型 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |