專利名稱：蜂窩板殼箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪葉片，特別是大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪葉片。
背景技術(shù)：
相比傳統(tǒng)發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電是無污染發(fā)電方式。近年來，風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展
迅速，世界各國風(fēng)電裝機(jī)容量與日倶增。據(jù)世界風(fēng)能協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截止2005年12 月31日，世界裝機(jī)容量已達(dá)58982MW,比2004年多113IOMW。目前風(fēng)力發(fā) 電電量占全球發(fā)電電量的1%,部分國家及地區(qū)已達(dá)20%甚至更多。
現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片絕大多數(shù)為玻璃鋼纖維/碳纖維與樹脂的混合 物。玻璃鋼制葉片不僅存在重量重、脆性大、制造成本高、運(yùn)輸困難等缺陷， 更嚴(yán)重的是生產(chǎn)過程中有大量有害氣體排放；廢棄后無法回收再利用，其生產(chǎn) 制造及報(bào)廢后的處置仍會(huì)嚴(yán)重污染我們的生存環(huán)境。
葉片重量的減輕可以提高風(fēng)力發(fā)電的效力，降低成本。提高葉片的斷面尺 寸及增加長度將促使風(fēng)力發(fā)電向著更大功率發(fā)展，發(fā)展比重輕且具有最佳的疲 勞強(qiáng)度和機(jī)械性能的葉片成為大勢所需。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種蜂窩板殼箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī) 風(fēng)輪葉片，制備的產(chǎn)品重量輕、風(fēng)電轉(zhuǎn)換率高、生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟(jì)效益好、葉 片報(bào)廢后可回收再利用。
解決本實(shí)用新型的技術(shù)問題所釆用的技術(shù)方案是釆用蜂窩板殼體構(gòu)成葉 片的中空主體輪廓,使葉片既可獲得高強(qiáng)度和高剛度，同時(shí)又將重量減小到最輕。 對(duì)于較大葉片，為了進(jìn)一步增強(qiáng)蜂窩薄殼的剛性，可將預(yù)先成形好的型材支撐體 連接在蜂窩板殼的內(nèi)腔中。為了在葉片上獲得更好的動(dòng)力效果，將上、下蜂窩 薄殼間的邊緣用流線弧形的分流頭和三角形的撓流尾翼連接成全封閉箱梁結(jié)構(gòu) 的葉片。
本實(shí)用新型的有益效果是(1)在相同尺寸規(guī)格下，蜂窩板殼箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng) 力機(jī)葉輪葉片的重量不到玻璃鋼葉片的1/3，且制造工藝簡單，制造成本約為玻 璃鋼葉片的1/2; (2)通過減輕風(fēng)力機(jī)葉輪葉片重量，可實(shí)現(xiàn)微風(fēng)啟動(dòng)，提高風(fēng) 電轉(zhuǎn)換效率，適應(yīng)性更強(qiáng)；(3)蜂窩板殼箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng)力機(jī)葉輪葉片重量的減輕， 可使葉片支撐懸臂、葉輪轉(zhuǎn)盤、風(fēng)力機(jī)組支撐塔簡等一系列部件的承受的載荷及自身重量大大減輕，使整個(gè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制造成本大幅降低；(4)釆用箱梁 結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片設(shè)計(jì)，使生產(chǎn)過程無有毒溶劑揮發(fā)，同時(shí)釆用全金屬制 造，箱梁式風(fēng)力機(jī)葉輪葉片方便循環(huán)回收再利用，實(shí)現(xiàn)真正意義上的綠色環(huán)保。
圖l為蜂窩板殼箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為蜂窩板殼葉片的示意圖； 圖3為上、下蜂窩板殼待組裝示意圖； 圖4為上、下蜂窩板殼組裝后示意圖。
圖中各標(biāo)號(hào)依次表示蜂窩板l、型材支撐體2、上蜂窩板殼3、下蜂窩板 殼4、流線形分流頭5、三角撓流尾翼6。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
單體蜂窩板殼箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片的制備方法。首先將厚度為3 4mm, 12m長的蜂窩板l根據(jù)設(shè)計(jì)需要彎曲成葉片的主體輪廓，形成蜂窩板殼 3、 4。利用專門設(shè)計(jì)的擠壓鋁型材(工字梁，工字梁的翼緣厚度為3mm，腹板 厚度為4mm)。將其彎曲成葉片斷面輪廓所需的形狀形成型材支撐體2，將支撐 體2分別固定在蜂窩板殼上，進(jìn)一步增強(qiáng)蜂窩板殼的剛性。最后利用流線型分 流頭5與三角撓流尾翼6將上下兩片相同的蜂窩板殼連接起來，施焊制備成對(duì) 稱性等截面單體葉片。此方案制備的風(fēng)輪葉片流線型良好，風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率高， 在滿足250千瓦設(shè)計(jì)所需力學(xué)性能前提條件下,重量不足300Kg，僅為相同尺寸 規(guī)格玻璃鋼葉片重量的1/4。
實(shí)施例2:
拼裝式蜂窩板殼箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片的制備方法。首先將厚度為 3~6mm, 12m長的蜂窩板1根據(jù)設(shè)計(jì)需要彎曲成葉片主體輪廓，形成蜂窩板殼 3、 4。利用專門設(shè)計(jì)的擠壓鋁型材UI字梁，n字梁的翼緣厚度為2.8mm，腹 板厚度為2.3mm)。將其根據(jù)需要彎曲成葉片斷面外廓所需的形狀形成型材支撐 體2，將支撐體2分別固定在蜂窩板殼上，進(jìn)一步增強(qiáng)蜂窩板殼的剛性。最后利 用設(shè)計(jì)好的流線型分流頭5與三角撓流尾翼6將上下兩片不同蜂窩板殼3、 4連 接起來，在蜂窩板殼兩端插入連接法蘭，施焊制備成非對(duì)稱性單體葉片。最后 將單體風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片拼裝成50m或更長尺寸的葉片，此方案制備的風(fēng)輪
葉片流線型良好，風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率高，在滿足1.5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)所需力學(xué)性能 前提條件下,重量不足1600Kg,僅為相同尺寸規(guī)格玻璃鋼葉片重量的1/5。實(shí)施例3:
單體式蜂窩板殼式箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片的制備方法。首先將厚度 為3~4mm, 10m長的蜂窩板1根據(jù)設(shè)計(jì)需要彎曲成葉片的主體輪廓，形成蜂 窩板殼3、 4。然后根據(jù)設(shè)計(jì)需要將3mm鋁板經(jīng)塑性變形沖壓成葉片斷面外廓 所需的形狀，形成型材支撐體2，將支撐體2分別固定在蜂窩板殼上，進(jìn)一步增 強(qiáng)蜂窩板殼的剛性。最后利用流線型分流頭5與三角撓流尾翼6將上下兩片相 同的蜂窩板殼連接起來，施焊制備成對(duì)稱性等截面單體葉片(見圖4)。此方案 制備的風(fēng)輪葉片流線型良好，風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率高，在滿足200千瓦設(shè)計(jì)所需力學(xué) 性能前提條件下,重量不足260Kg,僅為相同尺寸規(guī)格玻璃鋼葉片重量的1/3。
實(shí)施例4:
變截面蜂窩殼式箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片的制備方法。首先將厚度為 3~4mm, 20m長的蜂窩板1根據(jù)設(shè)計(jì)需要彎曲成葉片骨架外輪廓(以1: 5梯
度遞減)，形成蜂窩板殼3、 4。利用專門設(shè)計(jì)的擠壓鋁型材(n形梁，n形梁的
翼緣厚度為3.6mm,腹板厚度為4.8mm)。將其彎曲成葉片斷面外廓所需的形狀 (以l: 5梯度遞減)，形成型材支撐體2，將型材支撐體2等距固定在蜂窩板殼 3、 4上，進(jìn)一步增強(qiáng)蜂窩板殼的剛性。最后利用設(shè)計(jì)好的流線型分流頭5與三 角撓流尾翼6將上下兩片蜂窩板殼3、 4連接起來，施焊制備成變截面風(fēng)輪葉片。 此方案制備的風(fēng)輪葉片流線型良好，風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率高，在滿足750千瓦設(shè)計(jì)所 需力學(xué)性能前提條件下,重量不足500Kg，僅為相同尺寸規(guī)格玻璃鋼葉片重量的 1/3 1/4。
權(quán)利要求1、蜂窩板殼箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片，其特征是采用蜂窩板殼體構(gòu)成葉片的中空主體輪廓。
2、 按權(quán)利要求1所述的蜂窩板殼箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片，其特征 是在蜂窩板殼體中空腔內(nèi)連接有型材支撐體。
3、 按權(quán)利要求1或2所述的蜂窩板殼箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片，其 特征是上、下蜂窩板殼間的邊緣用流線弧形的分流頭和三角形的撓流尾翼連 接成全封閉箱梁結(jié)構(gòu)的葉片。
專利摘要蜂窩板殼箱梁結(jié)構(gòu)風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片。本實(shí)用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪葉片，特別是兆瓦級(jí)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪葉片。在本風(fēng)輪葉片中，由高強(qiáng)度高剛度蜂窩板殼構(gòu)成葉片的主體輪廓，預(yù)先成形好的型材支撐體連接在蜂窩板殼上，進(jìn)一步增強(qiáng)蜂窩薄殼的剛性，利用流線型分流頭與三角撓流尾翼將上下蜂窩薄殼連接，構(gòu)成全封閉箱梁結(jié)構(gòu)的葉片。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，重量輕，綠色環(huán)保，生產(chǎn)成本低，強(qiáng)度及剛度更高。
文檔編號(hào)F03D9/00GK201372904SQ20092011086
公開日2009年12月30日 申請日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者勇 孫, 彭明軍 申請人:昆明理工峰潮科技有限公司