气囊风力发电机叶片制造技术

技术编号:5210020 阅读:194 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术为气囊风力发电机叶片。本发明专利技术为气囊式轻型风力机叶片,由叶片刚性结构和气囊结构组成,气囊由一个或多个气室构成,同时通过对单个气囊内或者不同气囊内的压强进行调节来实现在不同风速下的风能最大利用率。采用本发明专利技术能减轻风力机叶片的质量,能够减少因质量过大导致对叶片结构材料和风力机机架材料的极高要求,从而降低风力机的成本。对于采用变浆距技术叶片,由于叶片质量的减少而带来的惯性减少,从而能够极大地增加叶片的响应速度,提高对风能的利用率。同时还能减少对变浆距系统的要求,降低风力机成本。这种气囊叶片也可以结合变浆距技术进行在不同风速下的调节,由于质量轻,因此响应快,易控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及的是一种通过气囊展开膨胀而达到预定翼型和通过改变翼型来 适应不同风速下的风力发电机叶片。
技术介绍
随着石化能源的日益枯竭,风力发电作为一种价格低廉、技术成熟的可再生能源 越来越受到重视。随着风力机的发展,风力叶片越做越大,质量越来越重,对叶片的材料和 结构带来很大的挑战,同时在不同风速下,要想使这种传统叶片取得最大风能利用率,目前 普遍采用的是变浆距技术,这种技术成本非常昂贵,结构复杂,同时由于质量大而响应慢, 控制难度大。
技术实现思路
为了克服风力发电机叶片质量大,最大程度的获取风能利用率成本高的缺点,本 专利技术提出一种通过气囊展开膨胀而达到预定翼型和通过改变翼型来获取最大风能利用率 的风力发电机叶片。本专利技术的具体解决技术方案是通过整体的框架结构组成整个叶片的刚性结构, 由于翼型的前缘和后缘压强和压强变化较大,因此前缘和后缘采用刚性结构,为了利于气 囊找型,在翼型最厚处增加一根较小的刚性结构,这样既有利于找型也有利于整体叶片的 刚性稳定。刚性结构可以采用轻质的合金材料或者轻质的复合材料。中部利用气囊的内部气压膨胀得到一定的翼型,同时,气囊可以是由一个整体气 囊构成,也可以是由几个气囊组成。对于整体式气囊叶片,能够通过改变气囊内压强来实现 简易的变形调节;对于由几个气囊组成的叶片,能够通过对不同气囊内压强的条节来产生 不同的变形从而达到不同风速下的最佳翼型匹配。气囊材料可以采用乙烯-四氟乙烯共聚 物或者别的一些弹性模量较大,寿命较长的新型合成材料。气囊内的气压由风力机内的压 气机提供。有益效果1 风力机叶片的质量将会大大的减轻。能够极大的减少因质量过大而导致对叶片 结构材料和风力机机架材料的极高要求,从而降低风力机成本。2 对于采用变浆距技术叶片,由于叶片质量的减少而带来的惯性减少,从而能够 极大地增加叶片的响应速度,提高对风能的利用率。同时还能减少对变浆距系统的要求,降 低风力机成本。3 同时,这种气囊叶片也可以结合变浆距技术进行在不同风速下的调节,由于质 量轻,因此响应快,易控制。附图说明图1为气囊叶片钢架结构立体图;图2为气囊叶片剖视图图中1.翼型前缘钢结构,2.横向连接节板,3.纵向连接肋4.翼型后缘钢结构 5.气囊膜具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明图中,整个钢架结构起到对气囊叶片的支撑和找型作用。其中翼型前缘钢结构1 和翼型后缘钢结构4既起到对整个叶片的刚性支撑作用,同时也作为翼型两个很关键的部 分,因为这两个部分结构比较尖锐、气压和气流突变较大,必须用刚性结构才能取得较高的 风能利用系数。横向连接节板2起到增强气囊叶片的刚性的作用。纵向连接肋3—方面起 到对气囊的找型协助作用,使得气囊膨胀起来后更加接近理想的翼型,从而提高风能利用 系数;另一方面,纵向连接肋3起到增强结构稳定性的作用。叶片气囊膜5如图所示布置在 整个叶片的中部,由翼型前缘刚结构1和翼型后缘钢结构4以及纵向连接肋3构成限制提 供和产生预应力,使得膜在受内部气压膨胀后得到理想的翼型。叶片气囊膜5和翼型前缘 钢结构1以及翼型后缘钢结构4组成气囊内腔,风力机自身提供的压气机对气囊进行充气, 同时,根据不同风速工况下,对气囊内的压强进行调节。图2中所示的是单气囊结构,如果 采用多气囊结构可以通过将气囊按需要分为多个气囊,分别提供不同的压强。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气囊风力发电机叶片,通过整体的框架结构组成整个叶片的刚性结构,其特征在于:前缘和后缘采用翼型刚性结构,翼型最厚处设置有横向连接刚性结构,整体叶片由特殊叶片刚性结构、气囊结构、供气系统和控制系统构成。

【技术特征摘要】
1.一种气囊风力发电机叶片,通过整体的框架结构组成整个叶片的刚性结构,其特征 在于前缘和后缘采用翼型刚性结构,翼型最厚处设置有横向连接刚性结构,整体叶片由特 殊叶片刚性结构、气囊结构、供气系统和控制系统构成。2.根据权利1所述的气囊风力发电机叶片,其特征在于气囊叶片的翼型由刚性结构 和内...

【专利技术属性】
技术研发人员:张仕平高洪民
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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