CN211549889U - Pet发泡材料制成的风力发电机叶片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及风力发电领域，公开了PET发泡材料制成的风力发电机叶片，解决了叶片根部长时间使用受力不均易损坏的问题，其技术方案要点是包括叶片本体，所述叶片本体包括从外到内套设的外叶层和内充层，所述外叶层为光滑的壳体，所述内充层为结构发泡体；所述内充层内均匀设有若干力平衡机构，所述力平衡机构包括条形腔，所述条形腔内设有平衡球和第一平衡弹簧，所述第一平衡弹簧的一端固定连接在所述条形腔的一端，所述第一平衡弹簧的另一端与所述平衡球固定连接，所述平衡球位于所述叶片本体的迎风侧，达到质量轻，结构强度高，并且设有力平衡机构，平衡叶片根部受力，减少因叶片根部受力不均而造成的损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电领域，更具体地说，它涉及PET发泡材料制成的风力发电机叶片。
背景技术
风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般有风轮、发电机、调向器、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能，发电机在风轮轴的带动下旋转发电，其中风轮中的叶片承担着随风转动的任务，所以叶片的质量要足够好，强度要足够高，才能在实际的发电厂中发挥应有的作用。
公布号为CN 108301967A的专利-一种风力发电叶片，包括叶片本体，所述叶片本体由多块金属板拼接而成；所述金属板包括第一面板、第二面板以及设于第一面板和第二面板之间的多个空心管，空心管与第一面板、第二面板之间设有连接层；空心管的至少一端设有翻边，该专利中叶片采用的是空心结构，虽然减轻了叶片的重量，但是叶片的结构强度难以保证；
并且，不管是什么材质的叶片，在使用中，由于受到旋转的离心力作用，导致叶片根部受力不均衡，容易损坏，一部分厂家在制造叶片时，会将叶片的重心偏移叶片的中心线，来缓解叶片根部长时间受力不均的弊端，但是实际应用中，叶片转动时的风速是不固定的，根部受力也是不固定的，还是难以达成对叶片根部的受力控制。
发明内容
本实用新型的目的是提供PET发泡材料制成的风力发电机叶片，质量轻，结构强度高并且设有力平衡机构，减少因叶片根部长时间受力不均而造成的损坏。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：PET发泡材料制成的风力发电机叶片，包括叶片本体，所述叶片本体包括从外到内套设的外叶层和内充层，所述外叶层为光滑的壳体，所述内充层为结构发泡体；
所述内充层内均匀设有若干力平衡机构，所述力平衡机构包括条形腔，所述条形腔内设有平衡球和第一平衡弹簧，所述第一平衡弹簧的一端固定连接在所述条形腔的一端，所述第一平衡弹簧的另一端与所述平衡球固定连接，所述平衡球位于所述叶片本体的迎风侧。
优选的，所述条形腔垂直于所述叶片本体的中心线，所述条形腔的两端分别位于所述叶片本体的迎风侧和逆风侧。
通过采用上述技术方案，可知条形腔的中心线是平衡球转动轨迹的切线，方便平衡球的移动。
优选的，所述平衡球的外侧设有缓冲垫。
通过采用上述技术方案，使得平衡球的偏移过程更加稳定，供摩擦力。
优选的，所述平衡球的另一端与所述条形腔的另一端之间连接有第二平衡弹簧。
通过采用上述技术方案，能够增加平衡球移动过程的稳定性。
优选的，所述第一平衡弹簧的自然长度、所述第二平衡弹簧的自然长度以及所述平衡球的直径之和等于所述条形腔的长度。
优选的，所述外叶层的外侧从内到外依次涂设有阻燃涂层、耐腐蚀涂层以及绝缘涂层。
通过采用上述技术方案，使得外叶层更可靠，方便实际使用。
优选的，所述外叶层为玻璃钢材质。
通过采用上述技术方案，玻璃钢质量轻，结构强度大，耐腐蚀性好，热性能良好，可设计性高，便于塑形加工，因此非常适用于风力发电机叶片的使用。
优选的，所述结构发泡体包括PET发泡材料。
通过采用上述技术方案，PET发泡材料质量轻，密度小，结构强度高，能够适用于风力发电机的叶片的使用。
优选的，所述外叶层和所述内充层之间夹设有支撑结构层。
通过采用上述技术方案，进一步加强叶片本体的结构强度，更有利于实际使用。
优选的，所述支撑结构层为网格架。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：外叶层为光滑的壳体，更符合力学特征，方便叶片转动，内充层为结构发泡体，结构发泡体的密度低、质量轻以及结构强度高，很适用于风力发电场合，能在保证叶片本体结构强度的同时，又能控制叶片本体的重量，方便叶片本体的安装，也能够减少由于重量造成的机械劳损；在叶片本体转动过程中，平衡球受到离心力，由于条形腔的中心线是平衡球转动轨迹的切线，所以平衡球会从迎风侧移动到逆风侧，随着平衡球的移动，整个叶片的重心也将偏移向逆风侧，使得叶片根部受力发生变化，并且由于转动速度的不同，平衡球偏移长度不同，对叶片根部受力的调节也不同，从而达成以力平衡机构来均衡调节叶片根部受力的目的。
附图说明
图1是实用新型叶片本体示意图；
图2是图1沿着A-B的截面图；
图3是本实用新型的力平衡机构示意图
图中：1、叶片本体；11、外叶层；12、内充层；13、支撑结构层；2、力平衡机构；21、条形腔；22、平衡球；23、第一平衡弹簧；24、第二平衡弹簧。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1-3所示，PET发泡材料制成的风力发电机叶片，包括叶片本体1，叶片本体1包括从外到内套设的外叶层11和内充层12，外叶层11为光滑的壳体，更符合力学特征，方便叶片转动，内充层12为结构发泡体，结构发泡体的密度低、质量轻以及结构强度高，很适用于风力发电场合，能在保证叶片本体1结构强度的同时，又能控制叶片本体1的重量，方便叶片本体1的安装，也能够减少由于重量造成的机械劳损；
内充层12内均匀设有若干力平衡机构2，力平衡机构2包括条形腔21，条形腔21内设有平衡球22和第一平衡弹簧23，第一平衡弹簧23的一端固定连接在条形腔21的一端，第一平衡弹簧23的另一端与平衡球22固定连接，平衡球22位于叶片本体1的迎风侧；
力平衡机构2中，假设在条形腔21水平且静止状态下，平衡球22仅受重力、弹簧弹力以及自身摩擦力作用，此时平衡球22位于条形腔21靠近迎风侧一端，也就是叶片未转动，不存在离心力时，平衡球22的重心偏向迎风侧；在叶片本体1转动过程中，平衡球22额外受到离心力，由于条形腔21的中心线是平衡球22转动轨迹的切线，所以平衡球22会从迎风侧移动到逆风侧，随着平衡球22的移动，整个叶片的重心也将偏移向逆风侧，使得叶片根部受力发生变化，不会长时间在一个位置持续受力，并且由于转动速度的不同，平衡球22偏移长度不同，对叶片根部受力的调节程度也不同，从而达成以力平衡机构2来均衡调节叶片根部受力的目的；
但是，具体的平衡球22的重量、平衡球22与条形腔21之间的摩擦力、叶片本体1除了力平衡机构2以外的重心位置、条形腔21的长度、力平衡机构2的数量和位置、第一平衡弹簧23和第二平衡弹簧24的弹力系数都要根据实际叶片应用来协调，以便实际使用。
具体的，条形腔21垂直于叶片本体1的中心线，该中心线指从叶片根部指向叶片尖部的直线，条形腔21的两端分别位于叶片本体1的迎风侧和逆风侧，也就是说条形腔21的中心线是平衡球22转动轨迹的切线，方便平衡球22的移动。
具体的，如图3所示，平衡球22的另一端与条形腔21的另一端之间连接有第二平衡弹簧24，使得平衡球22的偏移过程更加稳定，平衡球22的外侧设有缓冲垫，增加平衡球22移动过程的稳定性，提供摩擦力。
具体的，如图3所示，第一平衡弹簧23的自然长度、第二平衡弹簧24的自然长度以及平衡球22的直径之和等于条形腔21的长度。
具体的，外叶层11的外侧从内到外依次涂设有阻燃涂层、耐腐蚀涂层以及绝缘涂层，使得外叶层11更可靠，方便实际使用。
具体的，外叶层11为玻璃钢材质，玻璃钢质量轻，结构强度大，耐腐蚀性好，热性能良好，可设计性高，便于塑形加工，因此非常适用于风力发电机叶片的使用。
具体的，结构发泡体包括PET发泡材料，质量轻，密度小，结构强度高，能够适用于风力发电机的叶片的使用。
具体的，如图2所示，外叶层11和内充层12之间夹设有支撑结构层13，支撑结构层13为网格架，进一步加强叶片本体1的结构强度，更有利于实际使用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.PET发泡材料制成的风力发电机叶片，其特征是：包括叶片本体(1)，所述叶片本体(1)包括从外到内套设的外叶层(11)和内充层(12)，所述外叶层(11)为光滑的壳体，所述内充层(12)为结构发泡体；
所述内充层(12)内均匀设有若干力平衡机构(2)，所述力平衡机构(2)包括条形腔(21)，所述条形腔(21)内设有平衡球(22)和第一平衡弹簧(23)，所述第一平衡弹簧(23)的一端固定连接在所述条形腔(21)的一端，所述第一平衡弹簧(23)的另一端与所述平衡球(22)固定连接，所述平衡球(22)位于所述叶片本体(1)的迎风侧。
2.根据权利要求1所述的PET发泡材料制成的风力发电机叶片，其特征是：所述条形腔(21)垂直于所述叶片本体(1)的中心线，所述条形腔(21)的两端分别位于所述叶片本体(1)的迎风侧和逆风侧。
3.根据权利要求1所述的PET发泡材料制成的风力发电机叶片，其特征是：所述平衡球(22)的外侧设有缓冲垫。
4.根据权利要求1所述的PET发泡材料制成的风力发电机叶片，其特征是：所述平衡球(22)的另一端与所述条形腔(21)的另一端之间连接有第二平衡弹簧(24)。
5.根据权利要求4所述的PET发泡材料制成的风力发电机叶片，其特征是：所述第一平衡弹簧(23)的自然长度、所述第二平衡弹簧(24)的自然长度以及所述平衡球(22)的直径之和等于所述条形腔(21)的长度。
6.根据权利要求1所述的PET发泡材料制成的风力发电机叶片，其特征是：所述外叶层(11)的外侧从内到外依次涂设有阻燃涂层、耐腐蚀涂层以及绝缘涂层。
7.根据权利要求1所述的PET发泡材料制成的风力发电机叶片，其特征是：所述外叶层(11)为玻璃钢材质。
8.根据权利要求1所述的PET发泡材料制成的风力发电机叶片，其特征是：所述结构发泡体包括PET发泡材料。
9.根据权利要求1所述的PET发泡材料制成的风力发电机叶片，其特征是：所述外叶层(11)和所述内充层(12)之间夹设有支撑结构层(13)。
10.根据权利要求9所述的PET发泡材料制成的风力发电机叶片，其特征是：所述支撑结构层(13)为网格架。
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