[实用新型]多重C型结构的风力发电机叶片

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机的风轮叶片，特别是适宜低风速启动的大型风力发电机的风轮叶片。

技术背景

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。

现有的风力发电机分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两大类。其风机叶片的横截面多采用树叶状流线形，保证良好的空气动力学要求，利用升力驱动叶轮旋转带动发电机发电。对于大型叶片，为了获得足够的刚度，只能增加结构的厚度或采用高强度纤维，比如碳纤维。造成叶片重量增加，风机所需启动风速变大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多重C型结构的风力发电机叶片，其重量轻、启动风速低、风电转换率高、制造和维护成本低。

解决本实用新型的技术问题所采用的技术方案是：叶片主体轮廓由二个或二个以上C形板壳构成，外C形板壳为空气动力学机翼型曲面，内C形板壳为拱形曲面。

本实用新型所述的内、外C形板壳间的前后边缘分别与弧形分流头和尾翼相连接。

本实用新型所述的内、外C形板壳之间用型材支撑体连接。

本实用新型所述的内C形板壳为迎风面。

本实用新型所述的内C形板壳可采用一件整体结构，也可采用多件首尾相接的结构。在内、外C形板壳之间支撑有型材肋片。

本实用新型内、外C形板壳构成的叶片横截面的几何形状和尺寸，用于垂直轴叶片时是恒定不变的；用于水平轴叶片时沿长度方向是渐变的。

本实用新型的有益效果是：(1)采用多C形板壳组合结构，外C形板壳用于满足空气动力学机翼要求，内C形板壳构成拱形力学支撑，提升叶片整体强度和刚度。使多C形结构的叶片可制成数十米长的大型叶片，满足兆瓦级叶片的使用需求(2)内、外C形结构使得多C形结构叶片同时具备升力和阻力型叶片的优点，可实现低风速启动，提高风电转换效率，适应性更强；(3)采用内C形拱进行叶片结构改变后，减少叶片内部的主梁数目，相同容量规格的多C型结构叶片的重量不到传统结构叶片重量的3/5，制造成本约为传统玻璃钢叶片的2/3，还可以使支撑叶片的塔筒重量减轻，制造成本和整机维护成本降低。

附图说明

图1为双C型结构的风力发电机叶片结构示意图；

图2为多C型结构的风力发电机叶片结构示意图；

图3为双C形结构的风力发电机叶片局部放大图。

图中各标号依次表示：外C型板壳1、内C型板壳2、型材支撑体3、弧形分流头4、尾翼5。

具体实施方式

实施例1：

垂直轴式多重C形结构风力发电机叶片。首先将厚度为3～4mm，12m长的蜂窝铝板根据设计需要制备成叶片的所需的内、外C形板壳，形成外C形板壳1和内C形板壳2。然后根据设计需要将3mm铝板经塑性变形冲压成设计形状，形成型材支撑体3，将内C形板壳2与支撑体3分别固定。最后利用流线型分流头4与挠流尾翼5将外C形板壳1和内C形板壳2连接制备成垂直轴多C形结构风力发电机叶片。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300千瓦设计所需力学性能前提条件下，启动风速仅为6m/s，重量不足260Kg，仅为相同尺寸规格玻璃钢叶片重量的1/3。

实施例2：

水平轴式多重C形结构风力发电机叶片。首先将厚度为3～4mm，12m长的金属不锈钢板根据设计需要制备成叶片的所需的内、外C形板壳(以1∶5梯度递减)，，形成外C形板壳1和内C形板壳2。然后根据设计需要将3mm铝板经塑性变形冲压成设计形状，形成型材支撑体3，将内C形板壳2与支撑体3分别固定。最后利用流线型分流头4与挠流尾翼5将外C形板壳1和内C形板壳2连接制备成单体水平轴多C形结构风力发电机叶片，将3片叶片连接制备成长度为36.5m水平轴多C形结构风力发电机叶片。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1500千瓦设计所需力学性能前提条件下，启动风速仅为6.5m/s，重量不足1550Kg，仅为相同尺寸规格玻璃钢叶片重量的1/3～1/2。