一種基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及風電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片。
【背景技術(shù)】
[0002]風力發(fā)電機，簡稱風力機，是一種將風能轉(zhuǎn)換成電能的機械裝置。隨著新能源應(yīng)用的興起，風力機越來越受到人們的關(guān)注；目前市場上主流的風力發(fā)電機型是水平軸風力發(fā)電機，其優(yōu)點是葉尖速比較大，風輪轉(zhuǎn)速快，發(fā)電效率高；其缺點在于，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運輸和安裝成本較高，并且噪音污染大。與此相反的是，垂直軸風力發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，但由于原始的垂直軸風力發(fā)電機的葉尖速比很小，風能利用率偏低，垂直軸風力發(fā)電機一直未被重視，直到20世紀Savonius型風輪和Darrieus型風輪的出現(xiàn)。
[0003]Savonius型風輪為阻力型風輪，優(yōu)點是啟動轉(zhuǎn)矩大，幾乎能在任何風速下自啟動，電能轉(zhuǎn)化設(shè)備簡單，能夠安裝在建筑物的表面;缺點在于葉片不對稱性導(dǎo)致氣流對風輪產(chǎn)生側(cè)向推力，造成過多損耗，影響發(fā)電效率和安全性。
[0004]Darrieus式風輪為升力型風輪，缺點是自啟動性能差，需要外力提供啟動轉(zhuǎn)矩將風輪拖動旋轉(zhuǎn)至一定轉(zhuǎn)速，使葉片表面的升力完全能夠提供轉(zhuǎn)動力矩，在升力作用下，帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電。雖然Darrieus升力型風輪啟動困難，但是一旦運行，轉(zhuǎn)速要遠遠高于Savonius阻力型風輪，整體的風能利用率更高。
[0005]在CN 201963476 U中公開了一種垂直軸風力發(fā)電機風輪，屬于一種風力發(fā)電機的風輪，具體是一種直垂的形式風輪。包括葉片和風輪軸，葉片與風輪軸結(jié)合，葉片圍繞風輪軸呈螺旋狀，葉片為兩片或多片，均勻排布。單件葉片的螺旋角度為90°-180°。葉片和風輪軸均采用高性能纖維復(fù)合材料成型。小型風輪(功率<3kw)葉片和風輪軸采用整體成型工藝，對于大型風輪功率>3kw，則采用可拆裝的成型工藝，但其結(jié)構(gòu)較大不利于運輸。
[0006]綜上:為了更高效的利用有限的風力，開發(fā)出不僅便于運輸而且能夠提高風能利用率的葉片是對風能利用的一個設(shè)計思路，然而目前尚未出現(xiàn)解決該問題的技術(shù)方案。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型所要解決的問題是提供一種基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，不僅質(zhì)量輕便能夠高效利用風力，同時也能夠便于裝箱運輸與裝配。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是:
[0009]—種基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，包括安裝柱，所述安裝柱外表面設(shè)置豎直鍵槽，所述安裝柱上設(shè)置若干與所述豎直鍵槽相匹配的葉片單元，所述葉片單元包括支撐桿、葉片和安裝套管，所述葉片通過支撐桿與所述安裝套管相固定，所述安裝套管內(nèi)側(cè)設(shè)置與所述豎直鍵槽相匹配的豎直鍵。
[0010]所述葉片內(nèi)沿葉片形狀方向設(shè)置若干緊固通道。
[0011]所述緊固通道上端口與下端口處設(shè)置階梯孔，所述階梯孔內(nèi)設(shè)置連接柱。
[0012]所述連接柱中部設(shè)置通孔，所述緊固通道內(nèi)設(shè)置用于緊固的鋼絲繩。
[0013]所述鋼絲繩下端設(shè)置與所述階梯孔相匹配的端子柱，所述鋼絲繩上端設(shè)置螺栓柱，所述螺栓柱與所述葉片上端階梯孔相匹配的螺母。
[0014]所述螺母上部設(shè)置卡槽。
[0015]所述葉片為碳纖維制件。
[0016]本實用新型針對現(xiàn)有的垂直軸風力發(fā)電機葉片不便于運輸且未能夠高效利用風能的弊端，采用質(zhì)量輕便且強度高的碳纖維制件，不僅能夠保證葉片的強度也能夠保證其能夠在較小風速下也能夠轉(zhuǎn)動，增大了風能的利用率;采用的葉片分為若干葉片單元，而采用的葉片通過支撐桿與安裝套管直接連接，減少了安裝時的技術(shù)難度，通過將葉片單元沿著支撐桿套設(shè)即可，而由于在工廠預(yù)制時，已經(jīng)將將葉片單元的形狀進行編號，使得在安裝時僅需要按照循序即可實現(xiàn)快速安裝，并在階梯孔內(nèi)設(shè)置連接柱，而連接柱能夠起到連接支撐的作用，使得葉片在制作時，能夠減少工序提高生產(chǎn)效率，而在葉片內(nèi)設(shè)置若干緊固通道，并在緊固通道內(nèi)設(shè)置鋼絲繩，而其上部設(shè)置螺栓柱，且螺栓柱與階梯孔內(nèi)的螺母相配合，能夠通過螺母的旋轉(zhuǎn)進行緊固螺栓柱，從而實現(xiàn)鋼絲繩的拉緊，進而實現(xiàn)葉片的緊固。
[0017]另外，采用的螺母與階梯孔相匹配，能夠?qū)崿F(xiàn)通過螺母旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)螺紋柱上升，進而實現(xiàn)拉緊;而在安裝柱上設(shè)置豎直鍵槽與安裝套管內(nèi)的豎直鍵相配合，從而限制了葉片單元在安裝柱上的自由度，確保葉片的正常旋轉(zhuǎn);本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便，且能夠?qū)崿F(xiàn)快速裝配與低風速旋轉(zhuǎn)，值得應(yīng)用與推廣。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述:
[0019]圖1是本實用新型正面結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖2是本實用新型安裝柱的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖3是本實用新型葉片單元的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本實用新型鋼絲繩的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是本實用新型螺母的局部結(jié)構(gòu)俯視圖。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖1-5對本實用新型進行進一步的說明:
[0025]實施例一:一種基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，包括安裝柱2，所述安裝柱2外表面設(shè)置豎直鍵槽4，所述安裝柱2上設(shè)置若干與所述豎直鍵槽4相匹配的葉片單元，所述葉片單元包括支撐桿3、葉片1和安裝套管7，所述葉片1通過支撐桿3與所述安裝套管7相固定，所述安裝套管7內(nèi)側(cè)設(shè)置與所述豎直鍵槽4相匹配的豎直鍵8。
[0026]所述葉片1內(nèi)沿葉片形狀方向設(shè)置若干緊固通道。
[0027]所述緊固通道1上端口與下端口處設(shè)置階梯孔5，所述階梯孔5內(nèi)設(shè)置連接柱6。
[0028]所述連接柱6中部設(shè)置通孔，所述緊固通道內(nèi)設(shè)置用于緊固的鋼絲繩10。
[0029]所述鋼絲繩10下端設(shè)置與所述階梯孔5相匹配的端子柱12，所述鋼絲繩上端設(shè)置螺栓柱11，所述螺栓柱11與所述葉片1上端階梯孔5相匹配的螺母9。
[0030]所述螺母9上部設(shè)置卡槽。
[0031]所述葉片1為碳纖維制件。
[0032]實施例二:一種基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，包括安裝柱2，所述安裝柱2外表面設(shè)置豎直鍵槽4，所述安裝柱2上設(shè)置若干與所述豎直鍵槽4相匹配的葉片單元，所述葉片單元包括支撐桿3、葉片1和安裝套管7，所述葉片1通過支撐桿3與所述安裝套管7相固定，所述安裝套管7內(nèi)側(cè)設(shè)置與所述豎直鍵槽4相匹配的豎直鍵8。
[0033]所述葉片1內(nèi)沿葉片形狀方向設(shè)置若干緊固通道。
[0034]所述緊固通道1上端口與下端口處設(shè)置階梯孔5，所述階梯孔5內(nèi)設(shè)置連接柱6。
[0035]所述連接柱6中部設(shè)置通孔，所述緊固通道內(nèi)設(shè)置用于緊固的鋼絲繩10。
[0036]所述鋼絲繩10下端設(shè)置與所述階梯孔5相匹配的端子柱12，所述鋼絲繩上端設(shè)置螺栓柱11，所述螺栓柱11與所述葉片1上端階梯孔5相匹配的螺母9。
[0037]所述葉片1為碳纖維制件。
[0038]實施例三:一種基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，包括安裝柱2，所述安裝柱2外表面設(shè)置豎直鍵槽4，所述安裝柱2上設(shè)置若干與所述豎直鍵槽4相匹配的葉片單元，所述葉片單元包括支撐桿3、葉片1和安裝套管7，所述葉片1通過支撐桿3與所述安裝套管7相固定，所述安裝套管7內(nèi)側(cè)設(shè)置與所述豎直鍵槽4相匹配的豎直鍵8。
[0039]所述葉片1內(nèi)沿葉片形狀方向設(shè)置若干緊固通道。
[0040]所述緊固通道1上端口與下端口處設(shè)置階梯孔5，所述階梯孔5內(nèi)設(shè)置連接柱6。
[0041]所述連接柱6中部設(shè)置通孔，所述通孔的孔徑與緊固通道的孔徑相同；所述緊固通道內(nèi)設(shè)置用于緊固的鋼絲繩10。
[0042]所述鋼絲繩10下端設(shè)置與所述階梯孔5相匹配的端子柱12，所述鋼絲繩上端設(shè)置螺栓柱11，所述螺栓柱11與所述葉片1上端階梯孔5相匹配的螺母9。
[0043]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1.一種基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，包括安裝柱，所述安裝柱外表面設(shè)置豎直鍵槽，所述安裝柱上設(shè)置若干與所述豎直鍵槽相匹配的葉片單元，其特征在于:所述葉片單元包括支撐桿、葉片和安裝套管，所述葉片通過支撐桿與所述安裝套管相固定，所述安裝套管內(nèi)側(cè)設(shè)置與所述豎直鍵槽相匹配的豎直鍵。2.如權(quán)利要求1所述的基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，其特征在于:所述葉片內(nèi)沿葉片形狀方向設(shè)置若干緊固通道。3.如權(quán)利要求2所述的基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，其特征在于:所述緊固通道上端口與下端口處設(shè)置階梯孔，所述階梯孔內(nèi)設(shè)置連接柱。4.如權(quán)利要求3所述的基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，其特征在于:所述連接柱中部設(shè)置通孔，所述緊固通道內(nèi)設(shè)置用于緊固的鋼絲繩。5.如權(quán)利要求4所述的基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，其特征在于:所述鋼絲繩下端設(shè)置與所述階梯孔相匹配的端子柱，所述鋼絲繩上端設(shè)置螺栓柱，所述螺栓柱與所述葉片上端階梯孔相匹配的螺母。6.如權(quán)利要求5所述的基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，其特征在于:所述螺母上部設(shè)置卡槽。7.如權(quán)利要求2所述的基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，其特征在于:所述葉片為碳纖維制件。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于復(fù)合材料的垂直風力發(fā)電機葉片，包括安裝柱，所述安裝柱外表面設(shè)置豎直鍵槽，所述安裝柱上設(shè)置若干與所述豎直鍵槽相匹配的葉片單元，所述葉片單元包括支撐桿、葉片和安裝套管，所述葉片通過支撐桿與所述安裝套管相固定，所述安裝套管內(nèi)側(cè)設(shè)置與所述豎直鍵槽相匹配的豎直鍵；采用的螺母與階梯孔相匹配，能夠?qū)崿F(xiàn)通過螺母旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)螺紋柱上升，進而實現(xiàn)拉緊；而在安裝柱上設(shè)置豎直鍵槽與安裝套管內(nèi)的豎直鍵相配合，從而限制了葉片單元在安裝柱上的自由度，確保葉片的正常旋轉(zhuǎn)；本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便，且能夠?qū)崿F(xiàn)快速裝配與低風速旋轉(zhuǎn)，值得應(yīng)用與推廣。
【IPC分類】F03D3/06
【公開號】CN205135901
【申請?zhí)枴緾N201520992923
【發(fā)明人】黃向尊
【申請人】河南奧藍普新能源科技股份有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月4日