抗彎型立軸風力發電機組槳葉的制作方法
【技術領域】
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[0001]本發明專利涉及的是立軸風力發電機領域，是一種提高立軸風力發電機立式安裝翼型槳葉抗彎強度的實用技術。
【背景技術】
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[0002]目前我國現有的立軸風力發電機組槳葉通常采用對稱翼型或不對稱翼型；制作方法通常采用金屬結構骨架外加蒙皮，或者采用玻璃鋼一次擠拉成型。玻璃鋼擠拉成型的翼型槳葉，具有密度高、質量輕、機械強度高、翼型槳葉均勻、外形光潔美觀等特點，現在被廣泛使用。但是無論是玻璃鋼擠拉成型的翼型槳葉，還是金屬結構成型的翼型槳葉，在H型風機上使用時，都存在離心力過大時，槳葉彎曲變形量過大及槳葉損壞的技術缺陷。
【發明內容】
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[0003]本發明專利的目的是要提供一種新型的鋁合金結構槳葉。現有立軸風力發電機組使用的槳葉有兩種，一種是玻璃鋼槳葉，是采用擠拉技術一次擠拉成型，擠拉成型的玻璃鋼翼型槳葉是空心的，槳葉的斷面結構有:壁厚、支撐、及多個空腔，翼型槳葉的壁厚與支撐是均勻的；一種是金屬結構焊接槳葉，一般采用鋁合金工字型材焊接成結構框架，加鋁合金板外蒙皮組成。立軸風力機槳葉是立式安裝，槳葉一般較長，風輪如果選擇單橫臂，槳葉于風輪橫臂的結構連接是單支點，支點位置是槳葉展長的中部。槳葉在風輪橫臂結構連接處，分上半部槳葉和下半部槳葉，這兩部分槳葉長度是相同的，質量分布是均勻的而且質量是相同的。上半部槳葉的質量中心點和下半部槳葉的質量重心點均在上半部槳葉于下半部槳葉展長的1/2處，在風力機高速旋轉時，無論是玻璃鋼擠拉翼型槳葉或者是鋁合金槳葉變形量都很大容易損壞。為了提高立式安裝的立軸風力發電機組翼型槳葉的抗彎能力，本發明專利采用的技術是，不等截面結構設計技術，用來降低風輪的上半部槳葉的質量中心點，提高風輪的下半部槳葉的質量中心點，使槳葉上下兩部分的質量中心向槳葉總體展長方向的中心點偏移，也就是向槳葉于橫臂的聯接處靠攏。這樣做的目的是實現槳葉尖部結構部件的斷面截面積小質量輕，槳葉根部結構部件的斷面截面積大質量也大，能夠有效提高槳葉的抗彎能力。
[0004]實現方法:
[0005]立軸風力發電機組風輪立式安裝的翼型結構槳葉，采用不等截面結構設計，由鋁合金結構焊接或鉚接成型技術，在鋁合金翼型結構槳葉的主支撐板和橫向支撐板上打孔減重，并將與主支撐板相連的側板加工成菱形。具體方法是將鋁板剪切成多邊形，也就是多邊形的中部是一個長方形、長方形的長邊兩側是對稱的梯形。通過折彎的方法將兩個梯形與長方形折成90度的直角，形成[型材。該[型材的主視圖是長方形、俯視圖是梯形、側視圖是[型，如圖1。再將兩根加工好的[型材，背靠背鉚接或焊接組成工字型材。該工字型材的主視圖是長方形，稱為鋁合金結構槳葉的主支撐板；俯視圖是菱形，稱為鋁合金結構槳葉的側板；側視圖是工字型如圖2。然后在工字型材的主支撐板上打孔減重，減重方法是在主支撐板展長的中部向兩端的減重面積逐漸增大，也就是主支撐板展長方向的斷面面積由中部向兩端逐漸減小如圖3。將兩個或者三個工字型材通過與橫向連接板如圖4、圖5、圖6焊接，構成風力發電機組的鋁合金結構槳葉骨架如圖7。將鋁合金結構槳葉骨架用焊接或鉚接的方法蒙上鋁合金板，構成完整的抗彎型立軸風力發電機組槳葉圖8。從鋁合金結構槳葉骨架圖7可以看出，鋁合金結構槳葉展長方向，結構骨架的側板斷面面積在展長方向由中心向兩端逐漸減小，主支撐板斷面面積在展長方向由中心向兩端逐漸減小，實現了鋁合金槳葉結構骨架的不等截面設計，鋁合金結構槳葉的質量由中心向兩端呈現遞減、越向外越輕。鋁合金結構槳葉的質量分布在展長方向是集中在槳葉的中部，特點是立式安裝的上下兩段鋁合金結構槳葉的質量中心向槳葉的中心偏移，鋁合金結構槳葉的抗彎能力明顯增加。
【附圖說明】
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[0006]圖1、鋁合金槳葉[型材
[0007]圖2、鋁合金槳葉工字型材
[0008]圖3、鋁合金槳葉打孔
[0009]圖4、5、6、鋁合金結構槳葉橫向連接板
[0010]圖7、鋁合金結構槳葉骨架
[0011]圖8、抗彎型立軸風力發電機組槳葉
[0012]圖中符號說明:鋁合金槳葉的[型材(I)，鋁合金槳葉的工字型材(2)，鋁合金工字型材打孔(3)，鋁合金結構槳葉橫向連接板(4)、(5)、(6)，鋁合金結構槳葉骨架(7)，抗彎型立軸風力發電機組槳葉(8)。
[0013]具體實施方法:下面結合附圖和附圖標記，對發明專利的形狀、構造進行描述。兩個鋁合金[型材(I)背靠背焊接或者鉚接組成鋁合金工字型材(2)，用兩個或三個鋁合金工字型材(2)與鋁合金結構槳葉骨架橫向連接板(4)、(5)、(6)焊接構成鋁合金結構槳葉骨架
(7)，槳葉的鋁合金蒙板采用焊接或鉚接的方法固定在鋁合金結構槳葉骨架上，組裝成完整的抗彎型立軸風力發電機組槳葉(8)。
【主權項】
1.一種抗彎型立軸風力發電機組槳葉:抗彎型立軸風力發電機組槳葉，是將鋁合金板剪切成多邊形，多邊形的中部是一個長方形、長方形的長邊兩側是對稱的梯形；通過折彎的方法將兩邊梯形與長方形折成90度的直角，構成[型材。該[型材的主視圖是長方形、俯視圖是梯形、側視圖是[型。然后將兩根加工好的[型材背靠背鉚接或焊接組成工字型材，該工字型材的主視圖是長方形，稱為鋁合金結構槳葉的主支撐板；俯視圖是菱形，稱為鋁合金結構槳葉的側板；側視圖是工字型。然后再將主支撐板的中部向兩端打孔減重量，減重方法是主支撐板的展長方向由中部向兩端的減重面積逐漸增大，也就是主支撐板的斷面面積在展長方向由中部向兩端逐漸減小。2.根據權利要求1、所敘述的抗彎型立軸風力發電機組槳葉的權利特征是:鋁合金結構槳葉的主支撐板打孔減重，鋁合金結構槳葉的側板加工呈菱形。構成鋁合金結構槳葉展長方向從中部向兩端，主支撐板、與側板的斷面面積逐漸減小，實現鋁合金結構槳葉的不等截面設計，使得鋁合金結構槳葉的抗彎能力明顯增加。
【專利摘要】抗彎型立軸風力發電機組槳葉，是一種提高立軸風力發電機組立式安裝翼型槳葉抗彎能力的實用技術。立軸風力發電機組鋁合金結構槳葉，采用不等截面結構設計，由鋁合金結構焊接或鉚接成型技術，在鋁合金結構槳葉的主支撐板和橫向連接板上打孔減重，并將與主支撐板相連的側板加工成菱形。在鋁合金結構槳葉展長方向，結構槳葉骨架的側板斷面面積由中心向兩端逐漸減小，主支撐板斷面面積由中心向兩端逐漸減小，鋁合金結構槳葉的質量分布在展長方向是集中在槳葉的中部，實現了立軸風力發電機組單臂結構，鋁合金結構槳葉中間一個支點連接，槳葉的上下兩部分的質量中心向槳葉的中心偏移，鋁合金結構槳葉的抗彎能力明顯增加。
【IPC分類】F03D3/06
【公開號】CN105649870
【申請號】
【發明人】鄒永奎
【申請人】鄒永奎
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年8月25日