[实用新型]蜂窝板壳箱梁结构风力发电机风轮叶片

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机的风轮叶片，特别是大型风力发电机的风轮叶片。

背景技术

相比传统发电，风力发电是无污染发电方式。近年来，风力发电产业发展迅速，世界各国风电装机容量与日俱增。据世界风能协会统计，截止2005年12月31日，世界装机容量已达58982MW，比2004年多11310MW。目前风力发电电量占全球发电电量的1％，部分国家及地区已达20％甚至更多。

现有的风力发电机风轮叶片绝大多数为玻璃钢纤维/碳纤维与树脂的混合物。玻璃钢制叶片不仅存在重量重、脆性大、制造成本高、运输困难等缺陷，更严重的是生产过程中有大量有害气体排放；废弃后无法回收再利用，其生产制造及报废后的处置仍会严重污染我们的生存环境。

叶片重量的减轻可以提高风力发电的效力，降低成本。提高叶片的断面尺寸及增加长度将促使风力发电向着更大功率发展，发展比重轻且具有最佳的疲劳强度和机械性能的叶片成为大势所需。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种蜂窝板壳箱梁结构风力发电机风轮叶片，制备的产品重量轻、风电转换率高、生产成本低、经济效益好、叶片报废后可回收再利用。

解决本实用新型的技术问题所采用的技术方案是：采用蜂窝板壳体构成叶片的中空主体轮廓，使叶片既可获得高强度和高刚度，同时又将重量减小到最轻。对于较大叶片，为了进一步增强蜂窝薄壳的刚性，可将预先成形好的型材支撑体连接在蜂窝板壳的内腔中。为了在叶片上获得更好的动力效果，将上、下蜂窝薄壳间的边缘用流线弧形的分流头和三角形的挠流尾翼连接成全封闭箱梁结构的叶片。

本实用新型的有益效果是：(1)在相同尺寸规格下，蜂窝板壳箱梁结构风力机叶轮叶片的重量不到玻璃钢叶片的1/3，且制造工艺简单，制造成本约为玻璃钢叶片的1/2；(2)通过减轻风力机叶轮叶片重量，可实现微风启动，提高风电转换效率，适应性更强；(3)蜂窝板壳箱梁结构风力机叶轮叶片重量的减轻，可使叶片支撑悬臂、叶轮转盘、风力机组支撑塔筒等一系列部件的承受的载荷及自身重量大大减轻，使整个风力发电系统的制造成本大幅降低；(4)采用箱梁结构风力发电机风轮叶片设计，使生产过程无有毒溶剂挥发，同时采用全金属制造，箱梁式风力机叶轮叶片方便循环回收再利用，实现真正意义上的绿色环保。

附图说明

图1为蜂窝板壳箱梁结构风力发电机风轮叶片结构示意图；

图2为蜂窝板壳叶片的示意图；

图3为上、下蜂窝板壳待组装示意图；

图4为上、下蜂窝板壳组装后示意图。

图中各标号依次表示：蜂窝板1、型材支撑体2、上蜂窝板壳3、下蜂窝板壳4、流线形分流头5、三角挠流尾翼6。

具体实施方式

实施例1：

单体蜂窝板壳箱梁结构风力发电机风轮叶片的制备方法。首先将厚度为3～4mm，12m长的蜂窝板1根据设计需要弯曲成叶片的主体轮廓，形成蜂窝板壳3、4。利用专门设计的挤压铝型材(工字梁，工字梁的翼缘厚度为3mm，腹板厚度为4mm)。将其弯曲成叶片断面轮廓所需的形状形成型材支撑体2，将支撑体2分别固定在蜂窝板壳上，进一步增强蜂窝板壳的刚性。最后利用流线型分流头5与三角挠流尾翼6将上下两片相同的蜂窝板壳连接起来，施焊制备成对称性等截面单体叶片。此方案制备的风轮叶片流线型良好，风能转换效率高，在满足250千瓦设计所需力学性能前提条件下，重量不足300Kg，仅为相同尺寸规格玻璃钢叶片重量的1/4。

实施例2：

拼装式蜂窝板壳箱梁结构风力发电机风轮叶片的制备方法。首先将厚度为3～6mm，12m长的蜂窝板1根据设计需要弯曲成叶片主体轮廓，形成蜂窝板壳3、4。利用专门设计的挤压铝型材(II字梁，II字梁的翼缘厚度为2.8mm，腹板厚度为2.3mm)。将其根据需要弯曲成叶片断面外廓所需的形状形成型材支撑体2，将支撑体2分别固定在蜂窝板壳上，进一步增强蜂窝板壳的刚性。最后利用设计好的流线型分流头5与三角挠流尾翼6将上下两片不同蜂窝板壳3、4连接起来，在蜂窝板壳两端插入连接法兰，施焊制备成非对称性单体叶片。最后将单体风力发电机风轮叶片拼装成50m或更长尺寸的叶片，此方案制备的风轮叶片流线型良好，风能转换效率高，在满足1.5兆瓦风机叶片设计所需力学性能前提条件下，重量不足1600Kg，仅为相同尺寸规格玻璃钢叶片重量的1/5。

实施例3：