叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电的制造方法

叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电的制造方法
【专利摘要】本发明是一种叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，所述水平轴风力发电机的每个叶片上具有一个母叶片和一个可转折叶片，每个所述可转折叶片能够相对母叶片的远端发生折转，并且每个折转后的可转折叶片搭接在相邻叶片的母叶片上，并固定之，或者每个折转后的可转折叶片搭接在所述水平轴风力发电机的轮毂上加以固定，以构成格构式连接结构。本发明的可转折叶片相互搭接之后以相互支撑，使叶片遭受到的力矩、颤振等显着降低，而结构强度又获得极大提高。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水平轴风力发电机，特别涉及一种水平轴风力发电机的叶片结 构。 叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机

【背景技术】
[0002] 随着技术的发展，风力发电机呈大型化（1MW及以上）发展趋势。大型化水平轴风 力发电机的叶片，需要抵御巨大的力矩。为了使叶片的结构强度满足设计要求，普遍的做法 是加大叶片的截面尺寸，以使其能够抵抗巨大的力矩。
[0003] 可伸缩或可折叠的叶片同样存在上述问题，例如，现有的水平轴风力发电机 的叶片中（专利文献1 :CN102187093A，专利文献2 :US2006/0045743A1，专利文献3 : US4468169A，专利文献 4 :US2009/0208337A1，专利文献 5 :201180002668. 4,专利文献 6 : 201010192072. 2,专利文献7 :201210225362. 1)，专利文献2、5、6、7中的叶片，无论何时，都 呈单悬臂梁受力状态，且大风时其受力长度，无论是可伸缩的叶片或是可折叠的叶片，均不 小于叶片总长度的50%，在超过切出风速时仍呈单悬臂梁受力状态，因此叶片仍需抵御巨 大的力矩。由于单悬臂梁结构的刚性差，抵御颤振的能力差，因而发生颤振的概率高、烈度 大。专利文献1、4中，利用拉紧索将相邻的叶片捆绑在一起，以期降低叶片、特别是叶根处 的力矩，然而，其如何保证不引起可怕的共振，是一大难题；如果该技术应用于大型风力发 电机中最流行的2叶、3叶轮毂时，由于叶片与拉紧索之间的夹角小，防止叶片振动的效果 显着降低，还影响叶片的空气动力学性能；该技术若应用于5叶或大于5叶的叶轮，与2、3、 4叶片的叶轮相比，5叶片或多于5叶片的叶轮，具有最大风能利用系数的尖速比的范围较 小的缺点，也不符合提高发电效果的初衷；此外，其前拉紧索离叶片非常近，处于叶轮的前 缘，即叶轮的来流方向，会扰乱流场，影响叶轮捕获风能的效率。


【发明内容】

[0004] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种叶片能够呈格构式连接的水 平轴风力发电机，在能够降低叶片制作用材料的同时，提高叶轮捕获风能的效率。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0006] -种叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，其特征在于：所述水平轴风力 发电机的每个叶片上具有一个母叶片和一个可转折叶片，每个所述可转折叶片能够在母叶 片的远端发生折转，并且每个折转后的可转折叶片搭接在相邻叶片的母叶片上，并固定之， 或者每个折转后的可转折叶片搭接在所述水平轴风力发电机的轮毂上加以固定，以构成格 构式连接结构。
[0007] 其中：母叶片与可转折叶片相接处设有旋转轴，在所述旋转轴上穿套有三组相互 独立旋转的轴套，所述三组相互独立的轴套分别与母叶片、可转折叶片以及一个传力板相 固接，所述传力板的一侧与所述可转折叶片之间用一组上千斤顶连接，所述传力板的另一 侧与所述母叶片之间用一组下千斤顶连接。
[0008] 其中：当转折角度小于180度时，母叶片与可转折叶片以旋转轴相接，且固结于母 叶片上的千斤顶底座与可转折叶片之间直接以千斤顶相连，以控制母叶片与可转折叶片之 间的相对角度。
[0009] 其中：所述可转折叶片与相邻叶片或轮毂的搭接处利用搭接锁紧装置固定，所述 搭接锁紧装置是用千斤顶驱动的锁紧爪，所述相邻叶片或轮毂上用于与可转折叶片接触的 部位设有与可转折叶片外廓吻合的叶枕，在叶枕上蒙有软质且耐磨的材料。
[0010] 其中：在所述母叶片与所述可转折叶片之间还可连接有至少一个中叶片，所述至 少一个中叶片与所述母叶片（或子叶片）构成可伸缩叶片或可折叠叶片。
[0011] 其中：所述可转折叶片的远端还可延伸有至少一个子叶片，所述至少一个子叶片 构成可伸缩叶片或可折叠叶片。
[0012] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0013] 一种叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，所述风力发电机的叶片数等于 一或二，其特征在于：在轮毂内设有贯通的轮毂通道，两片整体可移动式叶片相互平行并反 向地插设在轮毂通道内，每一片整体可移动式叶片均由叶片移动与锁紧装置驱动，使其能 够相对轮毂通道移动并定位（同时锁紧），所述整体可移动式叶片的叶梢能够缩回，并使叶 根从轮毂通道中伸出，在每一片整体可移动式叶片的叶根与另一整体可移动式叶片之间用 搭接锁紧装置固定在一起，构成格构式连接结构。
[0014] 其中：所述叶片移动与锁紧装置包括与所述子叶片相接触的驱动轮以及使所述驱 动轮与子叶片保持紧贴的千斤顶。
[0015] 其中：所述搭接锁紧装置是用千斤顶驱动的锁紧爪。
[0016] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0017] 一种叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，包括至少一对能够相对伸缩的 母叶片与子叶片，子叶片套装在母叶片中，并通过母叶片与子叶片之间的叶片移动与锁紧 装置实现伸缩运动以及限位；其特征在于：子叶片逐步收缩入母叶片内，停留并作业时，至 少在母叶片的远端有相隔一定距离的两处用叶片移动与锁紧装置锁紧，或者在这两处之外 的部分设置更多的叶片移动与锁紧装置，使子叶片与母叶片之间形成格构式连接结构。
[0018] 与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：可转折叶片、可收缩叶片与母叶片 相互搭接之后呈格构式结构，使叶片受到的力矩显着降低，结构优化，从而降低叶片制作用 料。叶片重量减轻，有多发电、减轻风力发电机其他结构负载等诸多优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0019] 图la是叶片可伸缩的风力发电机的子叶片与母叶片局部结构示意图；
[0020] 图lb是叶片可伸缩的风力发电机的子叶片与母叶片呈格构式结构原理示意图；
[0021] 图2a、图2b、图2c是叶片可伸缩的风力发电机（只有子叶片与母叶片时）的叶片 的各种状态；
[0022] 图3a、图3b、图3c是叶片可伸缩的风力发电机（有中叶片时）的叶片的各种状 态；
[0023] 图4是锁紧装置与锁紧爪示意图；
[0024] 图5是叶枕示意图；
[0025] 图6是叶片（无中叶片时）呈格构式连接的水平轴风力发电机的3叶叶轮示意 图；
[0026] 图7a、7b、7c是叶片（有中叶片时）呈格构式连接的水平轴风力发电机的3叶叶 轮示意图；
[0027] 图8a、8b、8c是叶片（有可伸缩叶片）呈格构式连接的水平轴风力发电机的3叶 叶轮示意图；
[0028] 图8d是叶片（有可伸缩叶片）呈格构式连接的水平轴风力发电机的3叶叶轮示 意图；
[0029] 图9a、9b、9c是单叶片叶轮（包容可伸缩叶片）呈格构式连接的水平轴风力发电 机的叶轮示意图；
[0030] 图10a、10b、10c是双叶片叶轮（包容可伸缩叶片）呈格构式连接的水平轴风力发 电机的叶轮示意图；
[0031] 图11是叶片整体可移，呈格构式连接的水平轴风力发电机双叶片叶轮示意图；
[0032] 图12是叶片转折结构的示意图。
[0033] 附图标记说明：子叶片100 ;可转折叶片100'、200' ；可折叠叶片100'' ；旋转轴 150 ;轴套151、152、153 ;中叶片200 ;母叶片300 ;整体可移动式叶片301 ;轮毂400 ;轮毂通 道501 ;叶片移动与锁紧装置600 ;支架700 ;支点701 ;搭接锁紧装置800 ;锁紧爪801 ;叶枕 900 ;传力板1000 ;支座1101 ;上千斤顶1102 ;下千斤顶1103。

【具体实施方式】
[0034] 为了使本发明的目的、技术方案及其有益效果更易被理解，举出以下实施例。本发 明的权利要求并不局限于下述实施例中的方式方法。
[0035] 首先，本发明提供一种水平轴风力发电机，具有可伸缩叶片，至少包括一对能够相 对伸缩的母叶片300 (-般称与轮毂固定的部分为母叶片300)与子叶片100,实际上，所 述可伸缩叶片可以包括2节、3节或者更多节叶片，以形成多节的可伸缩结构。见图la、 图lb所示的实施例，子叶片100套装在母叶片300中，并通过母叶片300与子叶片100之 间的叶片移动与锁紧装置600实现伸缩运动以及限位。所述叶片移动与锁紧装置600包 括与所述子叶片100相接触的驱动轮以及使所述母叶片300、驱动轮与子叶片100保持紧 贴的千斤顶；实际上，所述叶片移动与锁紧装置600的移动方式也可以是如中国专利号为 201010192072. 2所公开的螺纹结构，只是需配上本发明主张的锁紧功能。
[0036] 所述水平轴风力发电机使用的时候，如图2a所示，子叶片100伸出到最长状态，在 母叶片300的远端（远离轮毂一端）处与子叶片100的近端（靠近轮毂一端）处至少这两 处设置所述叶片移动与锁紧装置600 (均设置于母叶片300上），并锁紧，（还可在这两处之 外的部分设置更多的叶片移动与（或）锁紧装置，以为其它状态下使用。）当风速由无风 逐渐升高，达到切入风速，升至额定风速，并渐渐增高，子叶片100由叶片移动与锁紧装置 600自超出额定风速之后，如图2b所示，按需要逐步收缩进母叶片300中，直至达到切出风 速时，如图2c所示，子叶片100全部收缩入母叶片300内，在前述任一叶片停留以作业（包 括停机避大风）时刻，叶片移动与（或）锁紧装置均锁紧，使子叶片100与母叶片300之间 形成格构式连接结构，凭借此格构式结构使其不会发生晃动，以此来抵御各种风速特别包 括切出风速直至最大风速。本实施例并不局限于具有母叶片300与1节子叶片的风力发电 机，如图3a、图3b、图3c所示，即为具有子叶片100、中叶片200以及母叶片300的3节式可 伸缩叶片在不同伸缩状态下的原理示意图。
[0037] 接下来，如图6所示，是本发明提供的一种叶片能够呈格构式连接的水平轴风力 发电机的示意图，在本实施例中，所述水平轴风力发电机的每个叶片上具有一个母叶片300 和一个能够相对母叶片300折转的可转折叶片100'。在风速低于切出风速时，所述可转折 叶片100'如图6中实线所示，处于完全伸出状态（此时母叶片300与可转折叶片100'间 当然需加以固定，其他例亦然），以获取风能；而当风速高于切出风速时，所述可转折叶片 100'如图6中虚线所示，每个所述可转折叶片100'相对母叶片300的远端发生折转，并使 每个折转后的可转折叶片1〇〇'搭接在相邻可伸缩叶片的母叶片300上并固定，构成格构式 连接结构。
[0038] 在图8所不的实施例中，子叶片100先收缩进中叶片200中，后折转彳合接，由于其 是3叶叶轮，三个可转折叶片100'与三支母叶片300搭接成三个三角形结构，可以相互支 撑，使叶片受到的力矩显着降低，结构强度增强。
[0039] 至于可转折叶片100'如何进行转折，则需参阅图12所示，母叶片100与可转折叶 片100'相接处设有旋转轴150,在所述旋转轴150上穿套有三个相互独立旋转的轴套151、 152、153,所述三个相互独立的轴套151、152、153分别与母叶片300、可转折叶片100'以及 一个传力板1〇〇〇相固接（其中，与母叶片300间固结的轴套151也可同时与轴固结，但会增 加装卸可转折叶片100'以及传力板1000时的困难），所述传力板1000的一侧与所述可转 折叶片100'之间用一组上千斤顶1102连接，所述传力板1000的另一侧与所述母叶片300 之间用一组下千斤顶1103连接。这样的话，通过上千斤顶1102与下千斤顶1103的协同作 用，通过传力板1000居中传递动力，可使母叶片300与可转折叶片100'的相对角度发生改 变。在母叶片300与可转折叶片100'之间的相对旋转角度范围小于180度的情况下，也可 以不设置中间板，而是固结于母叶片300上的千斤顶底座与可转折叶片100'之间直接以千 斤顶相接，也能够控制相对旋转角度。
[0040] 在图7a、图7b、图7c所示的实施例中，所述叶片具有母叶片300、能够相对母叶片 300折转的可转折叶片200'、以及能够相对可转折叶片200'完成180度翻折的可折叠叶片 100"。如图7a所示，所述叶片处于完全伸出状态；如图7b所示，所述可折叠叶片100"相 对可转折叶片200'发生180度折转；如图7c所示，所述可转折叶片200'相对母叶片300 的远端发生折转，并使每个折转后的可转折叶片200'搭接在相邻可伸缩叶片的母叶片300 上并固定，构成格构式连接结构。（注：所述可折叠叶片，属于现有技术，是指相连两个叶片 部分最大能够翻折180度然后并拢叠合在一起的结构。）在此特别强调，本发明与现有技术 的一大区别是折转、伸缩停止以作业、停机时，本发明中的各个中叶片、子叶片的未被约束 的自由端（或其附近）悉被固定。
[0041] 在图8a、图8b、图8c所示的实施例中，所述叶片是具有母叶片300、能够相对母叶 片300折转的可转折叶片200'、以及能够在可转折中叶片200'中伸缩的子叶片100。如图 8a所示，所述叶片处于完全伸出状态；如图8b所示，所述子叶片100缩入可转折叶片200' 内；如图8c所示，所述可转折叶片200'相对母叶片300的远端发生折转，并使每个折转后 的可转折叶片200'搭接在相邻可伸缩叶片的母叶片300上固定，构成格构式连接结构。
[0042] 在图8a、图8d所示的实施例中，其与前一实施例的区别在于，所述叶片具有母叶 片300、能够在母叶片300中伸缩的中叶片200、以及能够相对中叶片200折转的可转折叶 片100'。如图8d所示，所述中叶片200先缩入母叶片300内，然后，所述可转折叶片100' 相对中叶片200的远端发生折转，并使每个折转后的可转折叶片100'搭接在相邻可伸缩叶 片的母叶片300 (或中叶片200)上固定，构成格构式连接结构。
[0043] 上述实施例中，通过将叶片搭接在相邻叶片上，构成格构式连接结构，可使叶片不 再是单悬臂梁式受力状态，而变成外伸梁受力状态，能够明显地改变叶根处应力集中状况， 减少叶片制作用料，提高叶片寿命。当然，图6、图7c、图8c、图8d中所示的实施例中，可转 折叶片虽然均以外伸梁受力状态为例，实际上这些实施例中可转折叶片均可改为简支梁。
[0044] 上述实施例中，可转折叶片100'、200'与另一叶片（以母叶片300示意）的搭接 处，如图4所示，是利用搭接锁紧装置800 (如用液压缸驱动的锁紧爪801)固定，并且，所述 另一叶片用于与可转折叶片接触的部位设有与可转折叶片外廓吻合的叶枕900 (如图4、图 5所示），在叶枕900上蒙以软质且耐磨的材料（如橡胶），以增大接触面积，防止损坏叶片。
[0045] 请继续参阅图9a、图％、图9c所示，本发明应用于叶片数小于或等于3的叶轮时， 可转折叶片1〇〇'可以折转，然后搭接到轮毂400上，也构成格构式连接结构。此时，在轮毂 400或与之相连的结构物上与可转折叶片相接触的位置设置支点701或支架700,然后在 支点701或支架700上设置叶枕900 (与整流罩齐平或略高出整流罩），并用搭接锁紧装置 800固定。在图9a、图9b所示的实施例中，可转折叶片100'呈外伸梁受力状态，而图9c所 示的实施例中，可转折叶片100'呈简支梁受力状态。
[0046] 再参阅图10a、图10b、图10c所示，是本发明应用于叶片数等于2的叶轮时，所构 成的格构式连接结构，其结构与图9a、图％、图9c类似，在此不予赘述。
[0047] 上述图9a、图％、图9c、图10a、图10b、图10c所示实施例中的方法，并不局限于 叶片数小于等于3的风力发电机，多叶片的风力发电机一样可用。如果被折转的中叶片、子 叶片与母叶片相交叉，可使子叶片（或中叶片）的前缘（或后缘）置于相邻母叶片的后缘 (或前缘）处。
[0048] 接下来请参阅图11所示，是本发明应用于叶片数等于2的整体可移动式叶片的结 构示意图，是在轮毂500内设有贯通的轮毂通道501，两片整体可移动式叶片301相互平行 并反向地插设在轮毂通道501内，每一片整体可移动式叶片301均由所述叶片移动与锁紧 装置600驱动，使其能够相对轮毂通道501移动并定位。在风速低于额定风速时，每一片整 体可移动式叶片301的叶梢均伸出到最长状态，以获取最大的风能；而当风速高于额定风 速时，整体可移动式叶片301的叶梢则逐步缩回，并使叶根从轮毂通道501中伸出，然后，在 每一片整体可移动式叶片301的叶根与另一整体可移动式叶片301之间用所述搭接锁紧装 置800固定在一起，也能构成格构式连接结构。
[0049] 采用本发明提供的格构式连接结构，比现有技术减小了叶片的受力（主要是力矩 大幅减小）、增大了叶片的抗弯截面系数、抗扭截面系数以及结构的刚度，能有效减轻振动， 有利于减轻叶片的重量，因而减少了初投资，有利于提前进入切入风速、额定风速，延迟退 出切出风速，有利于发出较多的电力。
[0050] 为避免叶片因颤振而产生损坏，本发明所定义的格构式结构，每一个主要构件，如 叶片、支架，均可视为大截面刚体，兼有锁紧装置，能有效地承载拉压弯扭，且其材质多为纤 维增强塑料，有优越的吸振性能，能有效地防止颤振。而专利文献1、4的拉紧索，特别是横 向拉紧索，当需要传递压力、弯曲力、扭力时，它就无能为力了，而且其强度，也远逊于本发 明所主张的构件的强度。其防止颤振的效能将被大打折扣。在使用中，专利文献1、4中的 拉紧索如果张紧度不合理，就会导致叶片位置偏离理论位置，偏离若达一定值，则会导致叶 轮的静不平衡、动不平衡，有需要经常调整拉紧索的张紧度的麻烦。特别是仅一架叶轮，就 有拉紧索不少于20段之多。拉紧索的张紧度不一、长度不一，就像能发出各种不同的音的 20根琴弦，在各种不同风速的吹袭下，每一根都有不同的自振频率，风力发电机上的部件众 多，如何保证其不发生可怕的共振，没有看到提出解决方案。
[0051] 叶轮的优劣还需看其在相同直径下能否发出更多的电能。如果加大叶轮直径，叶 轮的重量是与叶片长度的3次方成正比的，显然不能轻易加大叶轮的直径。专利文献1、4， 那么多的拉紧索，对叶片的空气动力学性能会有影响，特别是前拉紧索，离叶片非常近，处 于叶轮的前缘，叶轮的来流方向，扰乱了流场，影响叶轮捕获风能。再则，与2、3、4叶片的叶 轮相比，5叶片或多于5叶片的叶轮，具有最大风能利用系数的尖速比的范围较小的缺点， 所以大型风力发电机，多用三叶、二叶叶片叶轮，专利文献1、4,主要适用五叶片、六叶片等 多叶片叶轮，就丧失了获高范围风能利用系数的机会。本发明的某些方案有特设支架，但均 在轮毂处，靠近旋转中心，有流线型外形，对叶轮的空气动力学性能，不会有明显的影响。
[0052] 专利文献1、4的技术，若用于大型风力发电机市场上使用最多的二叶片、三叶片 叶轮，则不论前拉紧索、后拉紧索、横拉紧索，与被拉物件的轴线的夹角均很小，横拉紧索与 被拉物件（二叶片、三叶片叶轮叶片）的轴线的夹角，分别为接近〇度、30度，角度小，为使 叶片保持稳定，只能增加拉紧索的直径。前拉紧索、后拉紧索与被拉物件的轴线的夹角更是 接近〇度，拉紧索直径再粗，也难发挥其效能。
[0053] 专利文献1、4的这些弱点，本发明都已一一避免。而且，本发明制作、维护均较简 单、可靠，具有全方位的优势。
[0054] 专利文献2所述是一种可折叠的风力发电机叶片，折叠后，叶片依然是悬臂梁，并 没有如本发明那样主要以叶片、特设支架组成格构式结构；专利文献3所述是一种垂直轴 风力发电机，也没有主要以叶片、特设支架组成格构式结构；它与水平轴风力发电机缺少可 比性。
[0055] 本发明，当叶片数等于1或2时，叶梢端可搭接到在轮毂上特设支柱（上有叶枕） 上，或搭接到轮毂侧面特设支点的叶枕上，并固定之，使本叶片的子叶片与本叶片的母叶 片、以及轮毂上的特设支柱（或轮毂本身）呈三角形格构式结构，使子叶片呈外伸梁或呈 简支梁受力状态，母叶片呈一端简支一端固定受力状态，比现有单悬臂梁受力状态，大为有 利，可大大减小结构截面积；
[0056] 其中，如专利文献7所述叶片的某一种状态（比如折叠位置设置在距叶尖略小于 或等于50 %叶片长度处时），折叠后，子叶片与母叶片靠拢，叶片仍处于单悬臂梁受力状 态，此时悬臂梁的长度为叶片的半长，是该专利叶片最短的状态，也是遭受力矩最小的状 态；按本发明，即使在叶片的50%附近折转，将叶尖固定在特设支点上（如图9a)，或靠近 邻近叶片叶根的特设支架上（如图9b)，构成三角形格构式结构，只不过叶根与叶尖间的距 离（三角形的一边）很小而已。即使最不合理的如图9c的方案，也优于上述专利。当将其 看做是单悬臂梁受力状态，梁的长度为叶片近半长，叶片任一截面的抗弯截面系数、抗扭截 面系数却有了巨大的提高。因为，梁的截面材料（母叶片与子叶片两者相加）的量增加了 (制作耗材并未增加），而且，将材料面积向距离惯性轴远的地方布置（有大的惯性矩），能 保证相同力矩条件下增强构件抗弯、抗扭性能，并且节省材料。本发明只是比对比专利多了 一个将叶片固紧的装置，且没有什么技术难度，其优越性却是显而易见的。
[0057] 当叶片数大于等于3时，子叶片搭接到相邻叶片的折转处，并用锁紧装置固定，使 子叶片呈外伸梁状或呈简支梁状；这样叶轮上的叶片就构筑成了一个个三角形格构式结构 来承受风载荷，以替代原来的单悬臂梁式受力状态。
[0058] 上述诸方法，与专利文献2、5、6、7相比，或截面的抗扭、抗弯能力、抗气流耦合振 动能力均大大提高，或所承受的力矩大大减小，挠度大大减小，或兼而有之，能大幅减少材 料的用量。
[0059] 当叶片数等于2时的A方案，如图9a、图％、图9c、图10a、图10b、图10c，叶轮上 的叶片就构筑成了两个三角形格构式结构来承受风载荷，以替代原来的两个单悬臂梁式受 力状态，其抗弯抗扭抗振性能得以大大提高。
[0060] 当叶片数等于2时，轮毂上设有轮毂通道，轮毂通道中设有整体可移式叶片，通过 数个叶片移动与锁紧装置移动到所需位置并被锁紧装置固定，构筑成格构式结构。由于其 是根据风力的大小，调整叶片的长度，因而会使叶片最大限度地节省叶片的材料用量。
[0061] 本发明不但具有更高的抗弯、抗扭强度和大的刚度，在本发明中还有许多技术方 案可供选择，从图6、图7c、图8c、图9a、图％、图10a、图10b、图11还可看出，上述方案中均 有外伸梁结构，它不但有更高的抗弯、抗扭强度，且其外伸部分的长度是可以自由设计的， 这就为此格构式结构的自振频率不与机舱、齿轮箱、轴承、塔架等结构的自振频率相同或成 倍数关系创造了条件，也为减轻叶片与气流的耦合振动创造了条件。这些均有利于延长叶 片、机舱、齿轮箱、轴承、塔架、基础等的使用寿命，降低上述构件的造价及维修成本，增加结 构的可靠性。
【权利要求】
1. 一种叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，其特征在于：所述水平轴风力发 电机的每个叶片上具有一个母叶片和一个可转折叶片，每个所述可转折叶片能够在母叶片 的远端发生折转，并且每个折转后的可转折叶片搭接在相邻叶片的母叶片上，并固定之，或 者每个折转后的可转折叶片搭接在所述水平轴风力发电机的轮毂上加以固定，以构成格构 式连接结构。
2. 根据权利要求1所述的叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，其特征在于： 母叶片与可转折叶片相接处设有旋转轴，在所述旋转轴上穿套有三组相互独立的轴套，所 述三组相互独立的轴套分别与母叶片、可转折叶片以及一个传力板相固接，所述传力板的 一侧与所述可转折叶片之间用一组上千斤顶连接，所述传力板的另一侧与所述母叶片之间 用一组下千斤顶连接。
3. 根据权利要求1所述的叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，其特征在于： 当转折角度小于180度时，母叶片与可转折叶片以旋转轴相接，且千斤顶在母叶片上的基 座与可转折叶片之间直接以千斤顶相连，以控制母叶片与可转折叶片之间的相对角度。
4. 根据权利要求1所述的叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，其特征在于： 所述可转折叶片与相邻叶片或轮毂的搭接处利用搭接锁紧装置固定，所述搭接锁紧装置是 用千斤顶驱动的锁紧爪；所述相邻叶片或轮毂上用于与可转折叶片接触的部位设有与可转 折叶片外廓吻合的叶枕，在叶枕上蒙有软质且耐磨的材料。
5. 根据权利要求1所述的叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，其特征在于： 在所述母叶片与所述可转折叶片之间还连接有至少一个中叶片，所述至少一个中叶片与所 述母叶片构成可伸缩叶片或可折叠叶片。
6. 根据权利要求1所述的叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，其特征在于： 所述可转折叶片的远端还延伸有至少一个子叶片，所述至少一个子叶片构成可伸缩叶片或 可折叠叶片。
7. -种叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，所述风力发电机的叶片数等于一 或二，其特征在于：在轮毂内设有贯通的轮毂通道，两片整体可移动式叶片相互平行并反向 地插设在轮毂通道内，每一片整体可移动式叶片均由叶片移动与锁紧装置驱动，使其能够 相对轮毂通道移动并定位并固紧，所述整体可移动式叶片的叶梢能够缩回，并使叶根从轮 毂通道中伸出，在每一片整体可移动式叶片的叶根与另一整体可移动式叶片之间用搭接锁 紧装置固紧在一起，构成格构式连接结构。
8. 根据权利要求7所述的叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，其特征在于： 所述叶片移动与锁紧装置包括与所述子叶片相接触的驱动轮以及使所述轮毂通道及驱动 轮与叶片保持紧贴的千斤顶。
9. 根据权利要求7所述的叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，其特征在于： 所述搭接锁紧装置是用千斤顶驱动的锁紧爪。
10. -种叶片能够呈格构式连接的水平轴风力发电机，包括至少一对能够相对伸缩的 母叶片与子叶片，子叶片套装在母叶片中，并通过母叶片与子叶片之间的叶片移动与锁紧 装置实现伸缩运动以及限位；其特征在于：子叶片逐步收缩入母叶片内，停留并作业时，至 少在母叶片的远端有相隔一定距离的两处用叶片移动与锁紧装置锁紧，或者在这两处之外 的部分设置更多的叶片移动与锁紧装置，使子叶片与母叶片之间形成格构式连接结构。
【文档编号】F03D1/06GK104110349SQ201410276703
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】施宇蕾 申请人:施宇蕾