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1、10申请公布号CN102069363A43申请公布日20110525CN102069363ACN102069363A21申请号201110036423522申请日20110207B23P15/00200601F03D11/0020060171申请人朱永发地址030001山西省太原市青年路新南一条26号72发明人朱永发54发明名称风力发电机风轮及叶片的制造方法57摘要一种风力发电机风轮及叶片的制造方法，风轮由叶片、撑杆、轮毂、钢丝绳组成；风轮叶片的外端用钢丝绳拴接成环形体，运转中可大幅度地减少叶片的弯曲变形、扭摆变形和震动，从而提高风轮的转矩、转速和风能转换率；叶片是用三种不同直径的金属锥形管作。
2、纵梁，用金属矩形管支架把它们焊接成叶片骨架，用薄板包焊在骨架上做成机翼状叶片，并带有扭角，成本低重量轻，报废后能回收再利用；可和各种大、中型发电机配套。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页CN102069365A1/1页21一种风力发电机风轮及叶片的制造方法，其特征是该风轮由叶片、撑杆、轴头套、轮毂、钢丝绳和钢丝绳卡组成；叶片均匀排列，或者叶片和撑杆间隔均匀排列，里端安装在轮毂上，外端用钢丝绳拴接成环形体后成为风轮。2根据权利要求1所述的风力发电机风轮及叶片的制造方法，其特征是叶片是按下面的方法制造，用三根不同直径的锥形金属管作纵梁，排。
3、放在一台架面上，最大直径的在中间，最小直径的在后面，中等的在前面，用金属矩形管作支架，把三根锥形管焊接成一体；在大口径一端焊接法兰盘，法兰盘的圆心和最大直径管的圆心重合，并用一截有外沿的、外径和最大直径管内经相同的加强管，穿过法兰盘插入最大直径管里焊接在一起；小口径端焊接轴头，轴头的轴心线和最大直径锥形管中心线重合；此部件为叶片骨架。把薄板放在骨架下面，焊接或铆接在骨架下部；再把薄板贴着前管，包上来弯回去，把上面的薄板焊接或铆接在骨架上部；确定最大弦和最小弦位置，在后缘画线切割，并把上、下薄板的贴合缝焊接起来；最后做好防锈和抛光处理。排放锥形管的台架面，从叶片根部到尖部，是以中间最大锥形管的中。
4、心线为轴线逐渐扭转的，在此台架面上加工出的叶片骨架和叶片总成，也有一个同样的扭角。权利要求书CN102069363ACN102069365A1/3页3风力发电机风轮及叶片的制造方法技术领域0001本发明属于风力发电设备范围，具体涉及一种风力发电机风轮及叶片的制造方法。技术背景0002风力发电机的风轮主要有两种，一种是水平轴风轮，一种是垂直轴风轮。目前大型风力发电机主要使用的是水平轴风轮，常用的有两叶片的和三叶片的风轮。由于水平轴风轮的叶片是以悬臂梁方式安装在轮毂上，对于长度在40米左右的大型叶片，叶片根部一端承载着整个叶片的重量，需要制作的非常坚固，这就加大了叶片的重量和成本；以悬臂梁形式安装。
5、的风轮，运转中叶片外端部分变形和震动比较严重，不利于获得更大转矩和提高转速；还有在用叶片主要是采用碳纤维和树脂为原材料加工成玻璃钢产品，在生产过程中有异味排放，在叶片报废后难以再利用，成为固体垃圾，留下白色污染。风轮在风力发电中直接关系着风能的转换率，成本在风电设备总成本中占的比例最大，所以风轮部件应向高效率低成本、重量轻且环保的目标不断创新。发明内容0003本发明的目的是提供一种风能转换率高，成本低，重量轻，报废后可以回收再利用的风力发电机风轮及叶片的制造方法。0004本发明的技术解决方案是风力发电机风轮包括叶片、叶片轴头套、撑杆、轮毂、钢丝绳和钢丝绳卡。叶片里端是法兰盘，安装在轮毂上；叶片。
6、外端有一轴头，轴头套通过轴承安装在轴头上。撑杆是圆锥形金属管，里端有法兰盘，也安装在轮毂上。当风轮采用四张叶片时，叶片均匀排列，互相成直角安装在轮毂上，外端用钢丝绳通过轴头套把叶片拴接成环形体。当风轮采用两张叶片时，再用两根撑杆，把叶片和撑杆间隔排列，成直角安装在轮毂上，外端用钢丝绳把叶片、撑杆拴接成环形体。当风轮采用三张叶片时，可以是各叶片之间间隔120度排列安装在轮毂上，用钢丝绳把三张叶片的外端拴接成环形体；也可以是三张叶片和三根撑杆间隔均匀排列，里端安装在轮毂上，外端用钢丝绳拴接成环形体。0005这种结构的风轮，运转时可以大幅度减少叶片外端部分长度方向的弯曲变形和宽度方向的扭摆变形，同时。
7、可以大幅度减少风轮的震动，这对增加转矩和提高转速是有利的，特别是叶片的外端部分，是获得大转矩的关键部位，在提高了叶片外端部分的整体刚性后，叶片将能产生更大的转矩。这种结构的风轮，把悬臂梁安装的叶片变成了简支梁安装的叶片，所以叶片根部和叶片全长都可以制作的轻巧些，而且全部都是机翼形状，也减轻了重量降低了成本。这种结构的风轮，钢丝绳拴在轴头套上，轴头套和轴头之间装有轴承，叶片在变桨距时可以灵活自如地进行，比悬臂梁叶片变桨距更容易。0006本叶片的制造方法是用三根不同直径的金属锥形管作纵梁，排放在一台架面上，最大直径的在中间，中等的在前面，最细的在后面；用金属矩形管作支架，有序地排列在三根管之间，并。
8、把它们焊接成一体；接着把锥形管大口径的一端和法兰盘焊接在一起，最大直说明书CN102069363ACN102069365A2/3页4径管的圆心和法兰盘的圆心重合，还有一截带有外沿的、外径和最大直径管内径相同的加强管，穿过法兰盘插入最大直径管内，并焊接在一起；锥形管小口径的一端焊接轴头，轴头的轴心线要和最大直径锥形管中心线重合，这个总成为叶片骨架。然后把薄板贴在叶片骨架下面，焊接或者铆接在骨架下部；再把薄板贴着前面的管，包上来弯回去，把上面的薄板焊接或者铆接在骨架上部；接着确定最大弦和最小弦位置，在后缘画线切割，并把切割后上、下薄板的贴合缝焊接起来；最后做好防锈和表面抛光处理就完成了。由于叶片骨。
9、架上面是中间高、前面低、后面更低的波浪面，薄板包在骨架上就自然形成了机翼形状。0007风轮在运转时，当叶片各段直径处都有相同的迎风角又叫攻角，叶片各段才能获得最佳的升力；叶片各段来风的风速是相同的，但叶片不同直径处的叶尖速是不同的；所以要让叶片各段都能有相同的迎风角，叶片从叶根到叶尖，自身就要有一个扭角，即从叶根部的弦到叶尖部的弦，和旋转平面的夹角是变化的，这个夹角在逐渐减小。本方法制造叶片的扭角，是靠有扭角的台架面来实现的。组焊叶片骨架和包焊薄板的台架面，是个以中间锥形管中心线为轴线，从叶根到叶尖逐渐扭转的台架面，三根锥形管排放好并用矩形管支架把它们焊接成一体后，叶片骨架就形成扭角，包上薄板。
10、后的叶片同样有了扭角，叶根部弦和叶尖部弦之间也就有了夹角，叶片运转时各直径处就有了基本一致的迎风角，这样叶片各段基本都能获得最佳升力。0008本风轮具有风能转换率高，抗最大风力强，成本低重量轻等优点，值得推广。附图说明0009下面结合附图进一步详细说明本发明0010图1是风力发电机风轮的主视图；0011图2是风力发电机风轮叶片的俯视图；0012图3是风力发电机风轮叶片最小弦的剖面图；0013图4是风力发电机风轮叶片最大弦的剖面图。0014其中1、叶片，2、撑杆，3、钢丝绳，4、钢丝绳卡，5、轴头套，6、轮毂。具体实施方式0015如图所示，叶片1和撑杆2里端通过法兰盘用螺栓安装在轮毂6上，外端用。
11、钢丝绳3通过轴头套5拴接成环形体，并用钢丝绳卡4扎紧。当风轮采用两叶片时，两张叶片1和两根撑杆2，间隔均匀排列，里端安装在轮毂6上，外端用钢丝绳3把四个端头拴接成环形体。当风轮采用四张叶片时，叶片1均匀排列，里端安装在轮毂6上，外端用钢丝绳3拴接成环形体。当风轮采用三张叶片时，可以是把三张叶片1和三根撑杆2间隔均匀排列，里端安装在轮毂6上，外端用钢丝绳3把六个端头拴接成环形体；也可以是把三张叶片1均匀排列，里端安装在轮毂6上，外端用钢丝绳3把三个端头拴接成环形体。0016把叶片外端用钢丝绳不锈钢材质拴接成环形体的风轮，改变了叶片悬臂梁安装的方式，叶片之间，或者叶片和撑杆之间，相互间牵拉成一个环。
12、形整体，这样就可以大幅度减少叶片外端部分的弯曲变形和扭摆变形，而叶片外端部分正是获得大转矩的关键部位；牵拉成一个整体后，还可以大幅度减少风轮运转时产生的震动，这对提高风轮转速和延长使用寿命都有利。说明书CN102069363ACN102069365A3/3页50017叶片1的制造方法是，用三根不同直径的锥形金属管作纵梁，排在一台架面上，最粗的在中间，最细的在后面，中等的在前面，用金属矩形管作支架，把三根管焊接成一体；在大口径一端焊接法兰盘，法兰盘的圆心和最大直径管的圆心重合，并用一截有外沿的、外径和最大直径管内经相同的加强管，穿过法兰盘插入最大直径管后焊接在一起；在小口径端焊接轴头，轴头的轴心。
13、线和最大直径锥形管的中心线重合；这就加工出了叶片骨架。为了获得叶片扭角，三根锥形管排放的台架面，从大口径端到小口径端，是绕着最大直径管中心线逐渐扭转的，这样，排放的三根管随着长度的延伸也跟着扭转，加工出的叶片骨架就有了扭转角。接着把厚度约2毫米的薄板贴在骨架的下面，焊接或铆接在骨架下部，再把薄板贴着前面的管，包上来弯回去，并焊接或铆接在骨架上部；确定最大弦和最小弦位置，在后缘画线切割，再把上、下薄板的贴合缝焊接起来；最后做好防锈和抛光即完成。0018叶片的长度、弦长等数据，是结合发电机的功率和风电场的平均风速等参数来计算确定的。本风轮适用于大、中型风力发电机，可以和直驱的、半直驱的、通过增速器驱动的各种类型发电机配套使用。0019本风轮风能转换率高，成本低，重量轻，叶片易加工，报废后可以回收再利用，将成为风力发电机的换代配套产品。说明书CN102069363ACN102069365A1/2页6图1说明书附图CN102069363ACN102069365A2/2页7图2图3图4说明书附图CN102069363A。