專利名稱：帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片的制作方法
技術領域：
本研究涉及的是帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片。
背景技術：
風力發(fā)電機按風輪軸與地面的相對位置，分為水平軸式風力發(fā)電機和垂直軸風力發(fā)電機。通常，直線翼垂直軸風力發(fā)電機的葉片是直線型的，沒有扭曲也沒有變截面，較水平軸風力發(fā)電機的葉片形狀更簡單，加工更容易，成本更低。因此，在偏遠山區(qū)、居民住宅、 商業(yè)區(qū)被廣泛使用。目前，常用的葉片與支架的連接方式有輪箍式、螺釘式和中軸式。輪箍式連接方式是利用與翼型近似形狀的輪箍嵌套在葉片上，在通過螺栓和螺母穿透葉片與輪轂連接固定于支架上。其結構連接緊固，輪轂可靠地支撐了葉片，減小了切向偏移。螺釘式連接方式是直接利用多個螺釘，或螺栓和螺母將葉片與支架相連，省略了輪轂。此結構簡單方便，制作簡單。中軸式連接方式是利用一根豎軸貫穿葉片內部或上下兩端，支架與豎軸相連。該結構多用于變槳距結構，使葉片繞著中軸在離心力下轉動。上述三種連接方式都有各自的優(yōu)點，但是又對葉片的表面結構進行了一定的破壞。在鉆孔和連接的地方會產生應力集中，削弱了葉片的強度。尤其是在風速過大或者運行時間過長之后，螺母松動會導致兩者連接不可靠，尤其是對螺釘式的連接方式影響很大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對已有技術存在的缺陷，提供一種帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片，改善風力發(fā)電機葉片與支架連接的穩(wěn)定性和強度。為達到上述目的，本發(fā)明的構思是本發(fā)明的帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片，包括了錐形葉片、錐形輪箍、支架、螺栓和螺母，為了改善風力發(fā)電機葉片與支架連接的穩(wěn)定性及強度。本葉片的結構特征如下風力發(fā)電機的葉片表面有2 5°的錐度，在垂直方向上的橫截面成線性縮放變化，保持翼型不變；風力發(fā)電機的輪箍部分有2 8°的錐度；葉片與輪箍的連接采用了過盈配合連接方式；輪箍為半開口結構，風力發(fā)電機的支架置于輪箍開口處，并通過螺栓螺母連接輪轂和支架。根據(jù)上述發(fā)明構思，本發(fā)明采用下述技術方案
一種帶錐度的垂直軸，包括橫截面翼型相同的錐形葉片、錐形輪箍、支架、螺栓和螺母。 其結構特征在于所述錐形葉片通過錐形輪箍的支撐，與固定于主軸的支架相連；支架插置于輪箍的開口處，通過螺栓螺母相連。所述錐形葉片表面有2 5°的錐度。所述錐形葉片在垂直方向上的橫截面成線性縮放變化，保持翼型不變。所述錐形輪箍有疒8°的錐度。所述錐形輪箍為半開口式結構。 所述錐形葉片與所述錐形輪箍的連接采用了過盈配合方式。所述支架置于所述錐形輪箍開口處，并通過螺栓和螺母連接錐形輪轂和支架。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著進步(I) 葉片與輪箍以過盈配合方式連接，在風速過大或長時間運行的情況下，由于離心力和重力的緣故，對葉片與輪箍之間可能產生的松動可自動進行微小的修正，保證了風輪在運行過程中的穩(wěn)定性要求。(2)由于葉片表面的整體結構沒有受到應力集中的影響，使其整機在運行時強度更高，保證了其安全性。


圖I是風力發(fā)電機的有錐度的葉片；
圖2是風力發(fā)電機風輪部分的簡單結構圖3是圖2中風力發(fā)電機的葉片、輪箍和支架的局部放大圖4為風力發(fā)電機的葉片、輪箍和支架的安裝圖的仰視圖5為圖3的A處的剖面視圖的局部放大圖。
具體實施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實施例結合附圖詳述如下
實施例一
參見圖I、圖2和圖3，本帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片，包括橫截面翼型相同的錐形葉片I、錐形輪箍2、支架3、螺栓4和螺母5。其結構特征在于所述錐形葉片I通過錐形輪箍2的支撐，與固定于主軸6的支架3相連；支架3插置于輪箍2的開口處，通過螺栓4螺母5相連。實施例二
參見圖f圖5，本實施例與實施例一基本相同，特例之處如下
所述錐形葉片表面有疒5°的錐度。所述錐形葉片在垂直方向上的橫截面成線性縮放變化，保持翼型不變。所述錐形輪箍有疒8°的錐度。所述錐形輪箍為半開口式結構。所述錐形葉片與所述錐形輪箍的連接采用了過盈配合方式。所述支架置于所述錐形輪箍開口處，并通過螺栓和螺母連接錐形輪轂和支架。實施例三
本帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片，其結構特征在于1、風力發(fā)電機的葉片和輪轂部分都有錐度，葉片的橫截面在垂直方向上成線性縮放變化(如圖I所示)，2、葉片與支架的連接采用了過盈配合連接方式，并通過螺栓螺母連接輪轂和支架(如圖2所示)。在垂直方向上，此設計保持了橫截面的形狀線性變化，使其整體的翼型不變，葉片從上至下弦長相應地由大變小，成錐形結構。葉片與支架的連接采用了過盈配合連接方式，并通過螺栓連接輪轂和支架，保證了葉片與轉軸穩(wěn)定地形成一個整體。葉片與輪轂都有錐度，依靠兩者之間的錐角所產生的支撐力和摩擦力來克服葉片重力的影響(如圖3所示)。在安裝輪箍和葉片時，可以將輪箍先套于正確安裝位置下端(弦長較小處)f 3mm處，緊固好螺栓，必要時添加墊圈；然后再對其施加外力，使其在正確安裝位置與葉片產生過盈配合，進一步增大了摩擦力。
權利要求
1.一種帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片，包括橫截面翼型相同的錐形葉片(I)、錐形輪箍(2)、支架(3)、螺栓(4)和螺母(5)，其結構特征在于所述錐形葉片(I)通過錐形輪箍(2)的支撐，與固定于主軸(6)的支架(3)相連；支架(3)插置于輪箍(2)的開口處，通過螺栓⑷螺母(5)相連。
2.根據(jù)權利要求書I所述的帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片，其特征在于所述錐形葉片(I)表面有2 5°的錐度。
3.根據(jù)權利要求書I所述的帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片，其特征在于所述錐形葉片(I)在垂直方向上的橫截面成線性縮放變化，保持翼型不變。
4.根據(jù)權利要求書I所述的帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片，其特征在于所述錐形輪箍(2)有疒8°的錐度。
5.根據(jù)權利要求書I所述的帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片，其特征在于所述錐形輪箍(2)為半開口式結構。
6.根據(jù)權利要求書I所述的帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片，其特征在于所述錐形葉片(I)與所述錐形輪箍(2)的連接采用了過盈配合方式。
7.根據(jù)權利要求書I所述的帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片，其特征在于所述支架(3)置于所述錐形輪箍(2)開口處，并通過螺栓(4)和螺母(5)連接錐形輪轂(2)和支架 ⑶。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶錐度的垂直軸風力發(fā)電機葉片。它包括錐形葉片、錐形輪箍、支架、螺栓和螺母，本發(fā)明所述錐形葉片通過錐形輪箍的支撐，與固定于主軸的支架相連，支架插置于輪箍的開口處，通過螺栓螺母相連。本發(fā)明目的是改善風力發(fā)電機葉片與支架連接方式中所面臨到的穩(wěn)定性及強度問題。
文檔編號F03D3/06GK102588208SQ20111043425
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權日2011年12月22日
發(fā)明者周宇, 張宇鋒, 曾德才, 李宇, 翟宇毅, 陸文潔 申請人:上海大學