一种自适应开合风电叶片及窗扇结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种风电叶片，特别是一种自适应开合风电叶片及窗扇结构。


背景技术：

2.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。
3.传统的风力发电机叶片通常是密封带蒙皮的玻璃钢结构，当遇到强风时，叶片会受到很大的冲击力，很容易折断，因此强风下发电机会自动断电，禁止风力发电；而在风速较小的情况下风力发电机相对难以启动，导致发电效率大大降低。
4.cn201120352480x公开了一种垂直轴风力发电机用窗扇形叶片组合式风轮，其内容中记载了“叶片一侧设置叶片轴杆，另一侧朝向风轮主轴，叶片轴杆通过叶片轴座固定在上、下水平主横梁之间，叶片以叶片轴杆为转轴在叶片轴座内自动转动”。由此可见，该现有技术虽然也采用了窗扇形叶片进行开合，但该专利的窗扇仅是叶片通过叶片轴杆绕着水平主横梁转动，即叶片是单个的板体，四周并未设置窗框，只在一侧设置了叶片轴杆，如果遇到强风，叶片受到冲击力后很容易弯折甚至折断，因此叶片的抗弯抗扭性差，窗扇整体强度低。


技术实现要素：

5.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高，结构性能好，安装速度快的自适应开合风电叶片及窗扇结构。
6.本实用新型的技术方案是：
7.本实用新型之一种自适应开合风电叶片的窗扇结构，包括窗扇本体，所述窗扇本体包括窗框和连接于窗框上的页板，所述窗框由多根空心管相互连接形成。
8.进一步，所述窗框由多根空心管相互连接形成格栅结构。
9.进一步，所述页板为平面或瓦楞结构。
10.进一步，所述页板为透明材质，相邻页板之间以及页板与空心管之间粘接固定。
11.进一步，所述窗框的至少一根空心管上设有转动节点，所述转动节点包括第一座体和设于第一座体上且间隔排列的多个第一套筒。
12.进一步，所述窗框由多根横向空心管和纵向空心管焊接形成格栅结构。
13.本实用新型之一种自适应开合风电叶片，包括叶茎部、叶骨架和设于叶骨架上的如前述任一项所述的窗扇结构；所述叶骨架上设有多个窗扇本体，窗扇本体能够绕叶骨架上的杆体转动连接。
14.进一步，所述叶骨架的杆体在与窗口转动节点连接的位置处设有第二座体，第二座体上设有间隔排列的多个第二套筒；所述窗框上的第一套筒与所述第二套筒错位对接后，在套筒内插入轴体，使得窗扇本体能够绕叶骨架的杆体转动。
15.进一步，所述轴体的一端设有用于限位轴体的折弯部。
16.进一步，所述窗扇本体绕杆体偏心设置。
17.本实用新型的有益效果：一方面，所设计的窗框能够在用料最少、重量最轻的情况下获得最大的强度，所设计的页板既能够保证强度，又能够提高美观性；所以整个窗扇本体即使在强风中，也不易折断；另一方面，风电叶片设计成可开合的多个窗扇本体，在微风状态下即可发电，且在强风状态下，窗扇本体被吹开卸压，降低叶片的整体承受强度；另外，窗扇本体的转动结构简单，能够实现快拆快装，只需将第一套筒与第二套筒对接插入轴体即可，大大提高安装速度。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例1窗扇本体的正面结构示意图；
19.图2是本实用新型实施例1窗扇本体的背面结构示意图；
20.图3是图2所示实施例1的i部放大示意图；
21.图4是本实用新型实施例2风电叶片的正面结构示意图；
22.图5是本实用新型实施例2风电叶片的背面结构示意图；
23.图6是图4所示实施例2的第二座体和第二套筒的放大示意图。
24.附图标识说明：
25.1.窗扇本体；2.空心管；3.叶茎部；4.叶骨架；5. 第一座体；6. 第一套筒；7. 第二座体；8.第二套筒；11.窗框；12.页板；21.横向空心管；22.纵向空心管；41.横杆；42.斜杆；43.支撑杆。
具体实施方式
26.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。
27.实施例1
28.如图1~图3所示：一种自适应开合风电叶片的窗扇结构，包括窗扇本体1，窗扇本体1包括窗框11和连接于窗框上的页板12，窗框由多根空心管2相互连接形成。
29.上述方案具有以下优点：窗框采用空心管连接形成，一方面重量轻，节约材料；另一方面，由于本实施例的窗扇本体是用于风电叶片上，而且需要在风力作用下能够开合，因此需要一定的抗弯和抗扭强度，本实施例采用空心管，更优选地采用截面为圆形的空心管，是为了能够在用料最少、重量最轻的情况下获得最大的强度。发明人的设计理念是：结合大自然中的芦苇，由于芦苇杆是空心的，而且芦苇在自然界中要经历风霜雨雪，特别是风，最考验芦苇杆的强度，如果被风吹倒，芦苇就不能继续生存，而在芦苇的进化过程中，空心的芦苇由于生存能力强，逐渐成为芦苇中的优势物种，因此，发明人想到采用同样的原理，将窗框设计成空心管结构，即使在强风中，也能够保持一定的抗弯和抗扭强度。
30.具体地，本实施例的窗框11是由横向空心管21和纵向空心管22焊接形成格栅结构，例如在本实用新型的一个实施例中，设置三根纵向空心管22和多根横向空心管21，其中两根纵向空心管22与两根横向空心管21形成边框，边框内设置一根纵向空心管以及相邻纵向空心管之间设置多根横向空心管形成格栅结构。各空心管在连接处相适配焊接成一体。
31.本实施例的页板12为瓦楞页板，其折弯结构能够提高页板的强度。页板12优选为非金属的透明材质，能够提高美观性。相邻页板12之间以及页板12与空心管2之间粘接固
定。相邻页板12粘接时，将相邻页板12的瓦楞边沿进行粘接，从而提高接触面积，进而提高连接强度；整个页板的两侧边沿则与空心管2粘接固定。
32.可以说，本实施例的窗扇结构，所设计的窗框能够在用料最少、重量最轻的情况下获得最大的强度，所设计的页板既能够保证强度，又能够提高美观性。所以整个窗扇本体即使在强风中，也不易折断。
33.实施例2
34.如图4~图6所示：一种自适应开合风电叶片，包括叶茎部3、叶骨架4和设于叶骨架上的多个窗扇本体1，窗扇本体采用实施例1中的结构，且窗扇本体1能够绕叶骨架4上的杆体转动连接。
35.本技术的风电叶片之所以能够自适应开合，是因为设置了弹簧，能够带动窗扇本体绕叶骨架在风力作用下自适应打开或关闭。而自适应结构并不会本实用新型的保护重点，因此此处不对弹簧的连接结构进行具体赘述。
36.本实施例中的叶茎部3和叶骨架4均优选设计成桁架结构，既能够降低重量，又能够提高强度。叶茎部3设于中心位置，叶骨架4沿叶茎部3的两侧延伸出，包括延伸出的横杆41、连接于横杆41与叶茎部3之间的斜杆42以及设于斜杆42与横杆41之间的多个支撑杆43，且各杆体均为空心管结构。
37.叶骨架延伸出的横杆41上设置多个间隔设置的第二座体7，可与至少两个窗扇本体1进行转动连接。本实施例窗扇本体的转动结构具体为：在位于窗框中部的那根纵向空心管上间隔设置多个转动节点，转动节点包括第一座体5和设于第一座体上且间隔排列的多个第一套筒6，如在第一座体上焊接三个第一套筒。每个窗扇本体所要连接的第二座体7的数量与第一座体5相对应，且第二座体7上也焊接有三个第二套筒8，且第一套筒6与第二套筒8之间错位设置。当将窗框上的第一套筒与叶骨架上的第二套筒错位对接后，在所有套筒内贯穿插入一根轴体，且轴体的一端折弯，形成折弯部，类似于插销的结构，以防止轴体从套筒中抽出。本实施例的该转动结构能够实现快速连接和拆卸，且轴体不易脱落。当风力较大将窗扇本体吹开时，窗扇本体的第一套筒就会绕轴转动，实现打开和关闭。
38.本实施例中，窗扇本体1的长度方向与叶骨架的横杆41平行，且窗扇本体1绕叶骨架的横杆41偏心设置，通过偏心设置，能够让窗扇本体两侧受力不均；当受到风压时，窗扇本体大的一侧受力更大，使得页板较轻易地自行打开，释放多余的风压，从而使整个风电叶片受力减小，保护风电塔架及叶片不会受损。优选地，窗扇本体绕叶骨架的横杆偏心1/3位置。
39.可以说，本实施例的风电叶片设计成可开合的多个窗扇本体，在微风状态下即可发电，且在强风状态下，窗扇本体被吹开卸压，降低叶片的整体承受强度；另外，窗扇本体的转动结构简单，能够实现快拆快装，只需将第一套筒与第二套筒对接插入轴体即可，大大提高安装速度。