CN214092127U - 一种新型风力发电叶片 - Google Patents

Abstract

一种新型风力发电叶片，包括叶片壳体和支撑管，所述叶片壳体包括多块面板；所述叶片壳体的面板与支撑管的外壁连接。本实用新型一方面能够提高支撑管的整体强度，进而提高叶片的整体强度；另一方面，实现轻量化，且通过对叶片壳体的结构进行设计，大大提高气动效率。

Description

一种新型风力发电叶片

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是一种新型风力发电叶片。

背景技术

叶片是风力发电机组的关键部件之一，主要通过气体自然风的风速为动能吹动叶片旋转，通过叶片旋转的动能力量转动发电机产生电力。现有的叶片通常采用玻璃钢等材质制成，且叶片整体采用模具加工形成，一方面使得制造工艺和模具加工成本较高，且需要将叶片壳体设计成曲面，设计难度大；另一方面，采用玻璃钢等材质重量大，不能把尺寸设计的更大，而且当成为废品后，不易降解，且玻璃纤维对人体有害。

另外，现有的叶片壳体通常是在壳体内腔设置圆管来增加叶片强度，但这样会使圆管在连接部位存在受力薄弱点，使支撑管产生变形；而且由于叶片壳体的厚度通常要比圆管大，会导致支撑管直径偏小，强度偏低，从而降低叶片整体强度。

再者，现有的叶片不能任意变换为不同尺寸大小的叶片，组装不灵活，不同尺寸不同功率的叶片需要重新设计，大大提高成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种强度大，自重轻，降低成本，得风率高的新型风力发电叶片。

本实用新型的技术方案是：一种新型风力发电叶片，包括叶片壳体和支撑管，所述叶片壳体包括多块面板；所述叶片壳体的面板与支撑管的外壁连接。

进一步，所述叶片壳体至少一侧的相邻面板在远离支撑管的那一端通过弧形连接板连接成一体。

进一步，所述叶片壳体至少一侧的相邻面板在远离支撑管的那一端错位连接，使得一面板沿连接处向外延伸出一部分。

进一步，所述延伸出的面板尾端设有尖型或弧形结构的凸部。

进一步，所述相邻面板与弧形连接板之间设有折弯连接板。

进一步，所述面板通过安装板与支撑管的外壁连接。

进一步，所述面板为平面夹芯板。

进一步，所述叶片壳体和支撑管均为分段结构，包括叶根段、叶中段和叶尖段；所述叶根段的前端设有连接接头；相邻段的连接处设有分段接头。

进一步，所述支撑管为锥管结构。

进一步，所述面板为不锈钢夹芯材料。

本实用新型的有益效果：一方面能够提高支撑管的整体强度，进而提高叶片的整体强度；另一方面，实现轻量化，且通过对叶片壳体的结构进行设计，大大提高气动效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例的A-A向剖视图；

图3是图1所示实施例的B-B向剖视图；

图4是图1所示实施例的C-C向剖视图；

图5是图1所示实施例的D-D向剖视图；

图6是图1所示实施例的I部放大示意图；

图7是图3所示实施例的Ⅱ部放大示意图；

图8是图3所示实施例的Ⅲ部放大示意图。

附图标识说明：

1.叶片壳体；2.支撑管；3.面板；4.加强筋；5.连接接头；6.封板；7.分段接头；8.弧形连接板；9.凸部；10.折弯连接板；11.叶根段；12.叶中段；13.叶尖段；14.缺口；21.安装板；31.补板。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1~图8所示：一种新型风力发电叶片，包括叶片壳体1和支撑管2，叶片壳体1包括多块面板3；叶片壳体1的面板3与支撑管2的外壁连接。

上述方案具有以下优点：通过将叶片壳体的面板与支撑管的外壁连接，而不是将支撑管连接于叶片壳体的内腔，一方面，因为支撑管被叶片壳体包裹的话，其连接部分会存在受力薄弱点，容易使支撑管产生变形，本发明的设计结构，能够防止支撑管产生形变，提高叶片的整体稳定性；另一方面，由于叶片壳体的厚度通常要比支撑管大，会导致支撑管直径偏小，强度偏低，本发明的设计结构能够提高支撑管的强度。

具体地，带支撑管2的叶片壳体1包括叶根段11、叶中段12和叶尖段13，且叶片壳体1为分段结构，便于运输和拼装。每段叶片壳体1均由由至少四块面板3拼接形成。优选地，面板3为夹芯板，在保证强度的同时，还能实现轻量化；而叶片越轻质，越容易被风吹动旋转发电，即微风可发电，年发电小时数大大增加，而且重量轻，可以将叶片尺寸做的更大。并且面板为平面夹芯板，相比现有的曲面板体而言，不仅便于运输，而且更易制造，成本大大降低，可以说，本实施例采用了轻量化材料来制造叶片，同时又克服了材料本身在形状方面的限制。

本实施例的夹芯板包括板层、夹芯层、板层。其中，夹芯层可以是蜂窝芯、管芯、瓦楞芯等。优选地，夹芯层包括若干个空心管，空心管的上下两端翻边，空心管通过翻边与板层之间焊接，优选为钎焊连接。本实施例的夹芯板优选为不锈钢材质，不锈钢寿命几乎无限长，当用于风力发电机组进行风力发电时，可以设在任何风力不佳的用电需求终端，实现极好的投资回报和巨额减碳，有望成为人类保护气候的终极解决方案。

本实施例中，叶中段12的数量可以是多个，本实施例的拼接段数量可根据需求进行选择，长度越长，拼接段越多。叶根段11的前端设有与支撑管2连接的连接接头5，连接接头5优选为法兰盘，法兰盘与支撑管2之间间隔排布有筋板，以便于加强连接接头5的连接强度。叶根段11在连接接头5的连接侧设有封板6，用于将叶根段11的前端进行完全封闭或者半封闭，防止进入雨水或者其他颗粒物等。叶片壳体1相邻段的连接处设有分段接头7，分段接头7也优选为法兰盘，法兰盘设于支撑管2上，相连段之间的法兰盘对接后，通过螺栓穿过法兰盘上的螺纹孔实现连接固定，且法兰盘被包裹在叶片壳体内。另外，相邻段的法兰盘连接时，为了便于拧螺栓，可在叶片壳体1上开设缺口14，缺口空间要满足法兰盘的螺栓安装，从而实现相邻段叶片壳体1之间的快速安装。安装完毕后，可将缺口封住，以防止进水或者其他颗粒物等。又或者缺口不封住，即使进水，也可从缺口侧流出。可以理解的是，本发明相邻段之间的法兰盘除了设置于叶片壳体内部外，还可设于叶片壳体的外部，这样螺纹孔外露于叶片壳体的外部，就无需开设缺口，即可在外面拧螺栓。又或者法兰盘被包裹在叶片壳体内，无需设置缺口，人可以进入支撑管内拧螺栓，从而不影响外形，这种适用于大型叶片结构。

本实施例中，每段叶片壳体1优选包括四块面板3，且面板3为平面夹芯板，四块面板3通过安装板21与支撑管2的外壁连接。其中，安装板21的数量为四个，分别设于支撑管2的顶部两侧和底部两侧，且对称设置。安装板21的顶壁与面板3平行，安装板21的侧壁与面板3连接固定。如果不设安装部，那么支撑管2与面板3之间就不连续和平整，且会降低支撑管的强度，通过设置安装板21，能够增加支撑管2与面板3之间的表面连续性和平整性。

本实施例中，叶中段12的四块面板的连接方式为：叶片壳体1一侧的相邻面板在远离支撑管2的那一端通过弧形连接板8连接成一体，即连接于支撑管2顶部和底部且位于同侧的两块面板3之间连接有弧形连接板8，通过弧形连接板8将两块面板连成一体。通过设置弧形连接板8，一方面是考虑到气动外形因素，即弧形结构的气动性能良好，有利于提高发电效率；另一方面，现有的叶片壳体通常为曲面，加工复杂，而且如果是夹层结构，更不易设置成曲面，加工难度大，成本高；因此，本实施例优选采用平面结构的夹芯板制成叶片壳体；然而，如果平面结构的夹芯板之间连接时，不易对接，且对接后棱边较为尖锐，会影响气动性能，通过设置弧形连接板8，就可解决上述问题，即上述结构既能保证叶中段加工的简易性，又能保证气动效率。进一步地，相邻面板与弧形连接板之间设有折弯连接板10，折弯连接板10与面板3和弧形连接板8之间焊接成一体。通过设置折弯连接板10，一方面能够增加面板的连接面积，如果面板之间与弧形连接板连接，连接面积小，连接强度低，而面板与折弯板连接，就能提高连接强度；另一方面，能够增加弧形连接板的抗弯性能，保证弧形连接板的稳定性。另外，将折弯连接板设计成折弯结构，便于与两块面板之间相匹配连接，降低连接缝隙。

本实施例中，叶片壳体1另一侧的相邻面板在远离支撑管2的那一端错位连接，使得一面板沿连接处向外延伸出一部分。即：一面板的宽度大于另一面板的宽度，如与支撑管顶部连接的那一块面板的宽度较大，两个面板连接时，宽度大的那一块面板会延伸出一部分。本发明在两侧设置不同的结构，即一侧设置弧形连接板，另一侧设置错位连接结构，使得叶片迎风面和背风面不对称，有利于提高叶片升力和发电效率。其中，宽度小的面板的端部设计成一斜面，以便于与宽度大的那一面板无缝对接；又或者宽度小的面板的端部加设有带斜面的补板31，通过补板31与另一面板连接。延伸出的面板尾端设有尖型或弧形结构的凸部9。凸部9的截面形状优先为三角形，三角形的顶角处为一尖端或者弧形端。通过额外设置凸部9，也是考虑到气动外形因素，既能提高气动效率，也能降噪。

本实施例中，叶尖段13的结构也可由至少四块面板拼接形成，可通过平面的夹芯板设计成锥形结构，尾端形成尖部。叶尖段13的作用是收尾过渡，减小阻力和噪音。

本实施例中，叶根段11也由至少四块面板拼接形成，叶片壳体内腔还可设置加强筋4，进一步提高强度。

本实施例中，叶片外壳1的尺寸从叶根段11到叶尖段13逐渐缩小，因此，本实施例的支撑管2的整体结构为锥管结构，可以是圆锥管结构或多边形锥管结构。

本实施例中，叶中段12与叶尖段13的尺寸优选设计成标准尺寸，可更换不同的叶根段（即头部），来实现不同功率的叶片。例如叶中段包括3段，可选用小尺寸的叶根段，拼接形成小尺寸的风力发电叶片；又或者叶中段包括7段，就需要选择大尺寸的叶根段，拼接形成大尺寸的风力发电叶片。因此，这种设计结构组装灵活，可随时变换为不同尺寸大小的叶片，无需另行设计。

综上所述，本实施例一方面能够提高支撑管的整体强度，进而提高叶片的整体强度；另一方面，实现轻量化，且通过对叶片壳体的结构进行设计，大大提高气动效率。

Claims (10)

1.一种新型风力发电叶片，包括叶片壳体和支撑管，所述叶片壳体包括多块面板；其特征在于：所述叶片壳体的面板与支撑管的外壁连接。

2.根据权利要求1所述的新型风力发电叶片，其特征在于：所述叶片壳体至少一侧的相邻面板在远离支撑管的那一端通过弧形连接板连接成一体。

3.根据权利要求1或2所述的新型风力发电叶片，其特征在于：所述叶片壳体至少一侧的相邻面板在远离支撑管的那一端错位连接，使得一面板沿连接处向外延伸出一部分。

4.根据权利要求3所述的新型风力发电叶片，其特征在于：所述延伸出的面板尾端设有尖型或弧形结构的凸部。

5.根据权利要求2所述的新型风力发电叶片，其特征在于：所述相邻面板与弧形连接板之间设有折弯连接板。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的新型风力发电叶片，其特征在于：所述面板通过安装板与支撑管的外壁连接。

7.根据权利要求1或2或4或5所述的新型风力发电叶片，其特征在于：所述面板为平面夹芯板。

8.根据权利要求1或2或4或5所述的新型风力发电叶片，其特征在于：所述叶片壳体和支撑管均为分段结构，包括叶根段、叶中段和叶尖段；所述叶根段的前端设有连接接头；相邻段的连接处设有分段接头。

9.根据权利要求1或2或4或5所述的新型风力发电叶片，其特征在于：所述支撑管为锥管结构。

10.根据权利要求1或2或4或5所述的新型风力发电叶片，其特征在于：所述面板为不锈钢夹芯材料。

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