风力发电机及其组合叶片的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种组合叶片，包括中心骨架和多个蒙皮，中心骨架包括主梁和多个间隔设置的肋环，主梁穿过肋环的中心孔并与肋环固定连接；肋环的形状与组合叶片的截面形状匹配，蒙皮固定在中心骨架的表面，进而围成组合叶片的外形轮廓。与现有技术相比，该组合叶片具有以下优点：在制造过程中，主梁、肋环、蒙皮可以分开制造，降低了对模具的要求，并且，在运输过程中，组合叶片可以拆分成多个部分进行独立运输。因此，通过采用该结构的组合叶片，可以降低风力发电机的制造成本和运输成本。在此基础上，本发明还提出一种具有该组合叶片的风力发电机。
【专利说明】
风力发电机及其组合叶片
技术领域
[0001]本发明涉及风力发电机制造技术，具体涉及一种风力发电机及其组合叶片。
【背景技术】
[0002]随着传统石化能源的日益枯竭及环保的日渐严苛，风力发电成为了能源来源的重要途径之一。
[0003]风力发电机是风力发电的主要设备，它通常包括塔筒、机舱(也称塔头)及叶片三个重要部分，机舱设置于塔筒顶部，机舱内设置有传动部件、发电机及控制元件等部件，叶片与传动部件连接，传动部件与发电机的输入轴连接;作业时，风力驱使叶片转动，传动部件将叶片输入的旋转运动进行增速降扭后传递给发电机，发电机将动能转化为电能并通过电路输出至电网。
[0004]为了提高发电效率，单台风力发电机的功率越来越高，对应的，为了能够捕获足够的风能来驱动发电机，叶片的长度和重量也越来越大；比如5兆瓦的风力发电机，其叶片长度超过50米;在风力发电机的生产及安装过程中，不可避免需要将叶片转移至不同场地;然而，迄今为止，大型风力发电机的生产和安装过程中，叶片的运输仍然是艰难并风险巨大的一个环节。另外，制造叶片需要特制的模具，而制造出大尺寸、高精度的模具，成本比较大，导致大型风力发电机的生产成本过高。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提出一种新结构的组合叶片，与现有技术相比，该组合叶片制造和运输难度更低，可以有效降低风力发电机的生产成本和运输成本。在此基础上，本发明还提出一种具有该组合叶片的风力发电机。
[0006]作为第一方面，本发明提出一种组合叶片，它包括中心骨架和多个蒙皮，所述中心骨架包括主梁和多个间隔设置的肋环，所述主梁穿过肋环的中心孔并与肋环固定连接;所述肋环的形状与组合叶片的截面形状匹配，所述多个蒙皮固定在所述中心骨架的表面，进而围成组合叶片的外形轮廓。
[0007]优选地，所述中心骨架还包括桁条，所述桁条的延伸方向与主梁的延伸方向一致，所述桁条与肋环固定连接。
[0008]优选地，所述中心骨架包括多个骨架分段，所述多个骨架分段依次序固定连接。
[0009]优选地，相邻所述骨架分段之间通过第一螺栓连接，所述第一螺栓的中心轴线处于竖直平面内。
[0010]优选地，相邻所述骨架分段之间通过多根销轴连接，所述销轴的中心轴线处于竖直平面内，多根所述销轴相互平行。
[0011]优选地，所述肋环的外周壁上开设有与桁条配合的凹槽，所述桁条插入肋环的凹槽内。
[0012]优选地，所述主梁包括两根平行设置的工字梁，两根所述工字梁间隔预定距离并相对固定。
[0013]优选地，所述主梁由钢材制成，和/或，所述蒙皮由复合材料制成。
[0014]优选地，所述主梁的高度沿延伸方向递减。
[0015]作为第二方面，本发明提出一种风力发电机，它包括塔筒、机舱及上述任意一项的组合叶片，所述机舱设置于塔筒顶端，所述叶片活动设置于机舱上。
[0016]本发明提出的组合叶片包括中心骨架和多个蒙皮，中心骨架包括主梁和多个间隔设置的肋环，主梁穿过肋环的中心孔并与肋环固定连接;肋环的形状与组合叶片的截面形状匹配，蒙皮固定在中心骨架的表面，进而围成组合叶片的外形轮廓。与现有技术相比，该组合叶片具有以下优点:在制造过程中，主梁、肋环、蒙皮可以分开制造，降低了对模具的要求，并且，在运输过程中，组合叶片可以拆分成多个部分进行独立运输。因此，通过采用该结构的组合叶片，可以降低风力发电机的制造成本和运输成本。
【附图说明】
[0017]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0018]图1为本发明具体实施例提供的中心骨架的结构示意图；
[0019]图2为本发明具体实施例提供的组合叶片的结构示意图；
[0020]图3为图1所示中心骨架的局部放大图；
[0021 ]图4为本发明具体实施例提供的组合叶片的局部放大图。
[0022]附图标记说明:
[0023]丨一中心骨架2—蒙皮11一第一骨架分段12—第二骨架分段
[0024]13—销轴14 一主梁15—肋环
【具体实施方式】
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图1至4对本发明的具体实施例进行详细说明。
[0026]本发明具体实施例提供的组合叶片包括中心骨架I和蒙皮2，如图1和图3所示，中心骨架I包括主梁14和肋环15，多个肋环15间隔固定在主梁14上，主梁14穿过肋环15的中心孔，如图2所示，蒙皮2覆盖在中心骨架I的表面，蒙皮2相对肋环15及主梁14固定，蒙皮2的受力由肋环15传递至主梁14;肋环15的形状与叶片的截面形状相匹配，进而保证肋环15给予蒙皮2充分的支撑。
[0027]由于组合叶片的长度较长，为了进一步方便制造和运输，中心骨架I可以划分为多个骨架分段;具体地，中心骨架I包括第一骨架分段U、第二骨架分段12、第三骨架分段(图中未示出)等按次序连接的多个骨架分段，如图3所示，相邻骨架分段之间通过多个销轴13或螺栓连接;在风力发电机工作过程中，组合叶片经常围绕水平轴转动，骨架分段之间的连接部位需要承受较大的作用力，通过将轴线或螺栓的中心轴线布置在竖直平面内，可以降低对连接强度的要求。
[0028]在优选的实施例中，主梁14包括两根平行布置的工字梁，工字梁由工字钢制成，两根工字梁间隔预定距离并相互固定，从叶片的起始端(俗称叶根)至尾端(俗称叶尖)(正视图1，中心骨架I的右端为起始端，左端为尾端)，工字梁的高度逐步减小。需要检修时，工作人员可以从两根工字梁之间进入到叶片内部。
[0029]在优选的实施例中，为了增大中心骨架I的强度，并方便蒙皮2的固定，在中心骨架I上还设置有桁条，多根桁条围绕主梁14布置，桁条的延伸方向与主梁14 一致，桁条固定在肋环15上;桁条上设置有螺纹孔，蒙皮2通过螺栓与桁条固定连接。为了方便桁条的安装及固定，在肋环15的外周壁上设置有凹槽，装配时，桁条插入凹槽内。
[0030]在上述实施例中，蒙皮2可以由薄钢板制成，当然，为了减轻组合叶片的重量，也可以采用较为轻质的复合材料制成。
[0031]与现有技术相比，该组合叶片具有以下优点:在制造过程中，主梁、肋环、蒙皮可以分开制造，由于它们的尺寸较小，降低了对模具的要求，另外，通过将中心骨架分成多个骨架分段，进一步降低了制造难度;在运输过程中，组合叶片可以拆分成多个部分进行独立运输;将不适合装配后运输的零部件，可以先运输至目标地点(比如风力发电场)后再进行装配。
[0032]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种组合叶片，其特征在于，包括中心骨架(I)和多个蒙皮(2)，所述中心骨架(I)包括主梁(14)和多个间隔设置的肋环(15)，所述主梁(14)穿过肋环(15)的中心孔并与肋环(15)固定连接;所述肋环(15)的形状与组合叶片的截面形状匹配，所述多个蒙皮(2)固定在所述中心骨架(I)的表面，进而围成组合叶片的外形轮廓。2.根据权利要求1所述的组合叶片，其特征在于，所述中心骨架(I)还包括桁条，所述桁条的延伸方向与主梁(14)的延伸方向一致，所述桁条与肋环(15)固定连接。3.根据权利要求2所述的组合叶片，其特征在于，所述中心骨架(I)包括多个骨架分段，所述多个骨架分段依次序固定连接。4.根据权利要求3所述的组合叶片，其特征在于，相邻所述骨架分段之间通过第一螺栓连接，所述第一螺栓的中心轴线处于竖直平面内。5.根据权利要求3所述的组合叶片，其特征在于，相邻所述骨架分段之间通过多根销轴(13)连接，所述销轴(13)的中心轴线处于竖直平面内，多根所述销轴(13)相互平行。6.根据权利要求2所述的组合叶片，其特征在于，所述肋环(15)的外周壁上开设有与桁条配合的凹槽，所述桁条插入肋环(15)的凹槽内。7.根据权利要求1至6任意一项所述的组合叶片，其特征在于，所述主梁(14)包括两根平行设置的工字梁，两根所述工字梁间隔预定距离并相对固定。8.根据权利要求1至6任意一项所述的组合叶片，其特征在于，所述主梁(14)由钢材制成，和/或，所述蒙皮由复合材料制成。9.根据权利要求1至6任意一项所述的组合叶片，其特征在于，所述主梁(14)的高度沿延伸方向递减。10.—种风力发电机，其特征在于，包括塔筒、机舱及权利要求1至9任意一项所述的组合叶片，所述机舱设置于塔筒顶端，所述叶片活动设置于机舱上。
【文档编号】F03D1/06GK105909463SQ201610387605
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】刘星, 吴科斌
【申请人】三重型能源装备有限公司, 三一重型能源装备有限公司