[实用新型]非对称两片中空加梁组合结构的风电桨叶

说明书

技术领域

本实用新型涉及旋桨桨叶，尤其是涉及一种非对称两片中空加梁组合结构的风电桨叶。

背景技术

风电设备桨叶结构设计的目的是通过对空气动力学分析，设计出先进的旋桨翼型流线，并充分利用材料的性能，使桨叶以最小的质量捕获最大的风能。前者是如何优化翼型流线问题，而后者如何降低桨叶的质量至关重要，桨叶的断面构造形式最为重要。目前中小型风力发电设备的桨叶断面形式一般均是实心断面(如图3所示)，虽然实心断面加工工艺简单，但此类桨叶质量大，不仅需消耗大量原材料，而且转动惯量大，在高速旋转过程中，巨大的离心力与惯性将对桨叶、轮毂、电机轴、制动系统带来很大的载荷和震动，造成制造难度增加和成本的提高。曾有人为了降低桨叶的质量在改变断面形状上下过功夫，如减薄断面厚度，但带来的后果是牺牲桨叶的强度、刚度，和空气动力性能，桨叶在承受较大的风载时，可能出现局部失稳，扭曲变形，性能参数大大下降。也有人设计出中空断面，但均为整体结构，在生产工艺上要么采用挤出工艺，无法实现按翼型流线变断面的要求；另外采用纯手糊或手工加浇注工艺，其生产效率低，产品质量均匀性不好，整体动、静平衡性比差，互换性困难度、废品率高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种非对称两片中空加梁组合结构的风电桨叶。

本实用新型风力发电设备桨叶采用的技术方案是：

包括任何外形曲面相同的风电桨叶。将整体的风电桨叶分解成迎风面与背风面两片，整个迎风面内设有沿叶片径向分布有榫的空腔，整个背风面内也设有沿叶片径向分布与榫相同个数榫槽的空腔，榫槽与榫位置相对应配合，两片组合后形成风电桨叶。

所述组合后的风电桨叶的两分型面位于迎风面一侧。所述两分型面接缝分别贴有第一贴膜和第二贴膜。所述榫槽和榫的个数为1～5个。

与背景技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

1)由于采用了分片结构，不仅解决了中空腔的成型问题，而且可以保证对整体桨叶按设计要求进行质量分布，并有效控制。整体转动惯量得以优化。

2)由于是采用模压成型，外形形状及尺寸精度均控制准确，完全满足风电桨叶翼型流线设计参数，保证桨叶对风的捕获能力和空气动力性能。同时因为是加压成型，质量均匀。整体动、静平衡性都能很好保证。

3)采用非对称布置结合面，在风阻大的面及应力集中处没有接缝，使曲面连续，有利于风能捕获。

4)配上合适的筋条形成榫槽梁，提高了桨叶整体刚性和承载能力，同时解决了在桨叶加工过程中的薄壁件的变形问题。

5)采用在结合面上贴膜，保证桨叶长期在野外恶劣气候条件及变载荷疲劳作用下不开裂。

6)机械化加工，质量稳定，互换性好。有利于规模化、批量生产。

由于此组合结构的特点，在完全保证性能的前提下，采用了合理的中空腔使桨叶的重量大大降低，优化整体转动惯量。经测算一般小型风力发电机桨叶重量可以减少约40～50％，而中型风力发电设备桨叶重量可以减少约60～70％，不仅大大减少了原材料的消耗，生产容易，质量稳定。而且使风电设备整体的运转性能指标参数得以大大提高。本实用新型尤其适用于高转速，轴向载荷大的任何翼型流线设计参数的中小型风电设备桨叶。

附图说明

图1是风电桨叶的外形简图。

图2是风电桨叶翼型流线变化图。

图3是背景技术中的风电桨叶A-A断面结构图。

图4是本实用新型的风电桨叶A-A断面结构图。

图中：1、贴膜，2、迎风面片，3、背风面片，4、贴膜，5、榫槽，6、榫。

具体实施方式

如图1所示是风电桨叶的外形简图。如图2所示是风电桨叶翼型流线变化图。如图3所示是背景技术中的风电桨叶A-A断面结构图。

如图4所示是本实用新型的风电桨叶A-A断面结构图。包括背景技术中任何外形曲面相同的风电桨叶。它将整体的风电桨叶分解成迎风面2与背风面3两片，

整个迎风面2内设有沿叶片径向分布有榫6的空腔，整个背风面3内也设有沿叶片径向分布与榫6相同个数榫槽5的空腔，所述榫槽和榫的个数为1～5个(图4中为一个)，榫槽6与榫5的个数根据风电桨叶的大小与其需要的结构而定。榫槽5与榫6位置相对应配合，两片组合后形成风电桨叶。

所述组合后的风电桨叶的两分型面位于迎风面2一侧。

所述两分型面接缝分别贴有第一贴膜1和第二贴膜4。