專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機用葉片和具有其的風(fēng)力發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)力發(fā)電機用葉片。此外，本發(fā)明還涉及一種具有上述風(fēng)力發(fā)電機用葉片的風(fēng)力發(fā)電機。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源越來越受到世界各國的重視。風(fēng)能的蘊量巨大， 據(jù)統(tǒng)計，全球的風(fēng)能約為2. 74X109MW，其中可利用的風(fēng)能約為2X107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。風(fēng)能很早就被人們所利用，例如通過風(fēng)車來抽水、磨面等，逐漸地，人們開始關(guān)注如何利用風(fēng)能來發(fā)電。二十世紀三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯(lián)和美國應(yīng)用航空工業(yè)的旋翼技術(shù)，成功地研制出了一些小型風(fēng)力發(fā)電裝置。這些小型風(fēng)力發(fā)電機廣泛地被應(yīng)用在多風(fēng)的海島和偏僻的鄉(xiāng)村，它們的發(fā)電成本比小型內(nèi)燃機的發(fā)電成本低得多。不過，這些小型風(fēng)力發(fā)電機當(dāng)時的發(fā)電量較低，大都在5千瓦以下。到了 1978年1月，美國在新墨西哥州的克萊頓鎮(zhèn)建成了 200千瓦風(fēng)力發(fā)電機，其葉片直徑為38米，發(fā)電量足夠60戶居民用電。而1978年初夏，在丹麥日德蘭半島西海岸投入運行的風(fēng)力發(fā)電裝置，其發(fā)電量則達2000千瓦，風(fēng)車高57米， 所發(fā)電量的75%送入電網(wǎng)，其余供給附近的一所學(xué)校用。1979年上半年，美國在北卡羅來納州的藍嶺山，又建成了一座世界上最大的發(fā)電用的風(fēng)車。這個風(fēng)車有十層樓高，風(fēng)車鋼葉片的直徑60米，葉片安裝在一個塔型建筑物上，因此風(fēng)車可自由轉(zhuǎn)動并從任何一個方向獲得電力，風(fēng)力時速在38公里以上時，發(fā)電能力也可達2000千瓦。我國在風(fēng)力發(fā)電事業(yè)上也一直沒有停下腳步，并且已經(jīng)取得了一定的成績，特別是在“十五”期間，我國的并網(wǎng)風(fēng)電得到迅速發(fā)展。2006年，中國風(fēng)電累計裝機容量已經(jīng)達到260萬千瓦，成為繼歐洲、美國和印度之后發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的主要市場之一。2007年我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模延續(xù)暴發(fā)式增長態(tài)勢，截至2007年底全國累計裝機約600萬千瓦。2008年 8月，我國風(fēng)電裝機總量已經(jīng)達到700萬千瓦，占我國發(fā)電總裝機容量的1%，位居世界第五。然而隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，我國的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)也面臨著一些新的挑戰(zhàn)。例如在我國風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的起步階段，當(dāng)時我國的高風(fēng)速風(fēng)場資源比較豐富，各種設(shè)備的研制大多都是針對高風(fēng)速風(fēng)場的，其中最具代表性的就是風(fēng)力發(fā)電機使用的葉片。針對高風(fēng)速風(fēng)場設(shè)計的葉片長度不需要很長，配合高風(fēng)速的風(fēng)就能夠獲得較高的發(fā)電效率。但是如今我國的高風(fēng)速風(fēng)場資源已經(jīng)逐漸變得稀少，低風(fēng)速風(fēng)場資源日益豐富， 于是風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)人員開始將工作重心轉(zhuǎn)向低風(fēng)速風(fēng)場發(fā)電，之前用于高風(fēng)速風(fēng)場的設(shè)備也已經(jīng)有相當(dāng)一部分被轉(zhuǎn)用在低風(fēng)速風(fēng)場，但是由于低風(fēng)速風(fēng)場與高風(fēng)速風(fēng)場存在著較大的差異，這樣做之后實際取得的效果并不能令人滿意。還是以風(fēng)力發(fā)電機使用的葉片為例，用于高風(fēng)速風(fēng)場的葉片長度有限，在低風(fēng)速風(fēng)場中使用無法保證風(fēng)能的充分利用， 發(fā)電效率較低。于是風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)人員開始對葉片的形狀和結(jié)構(gòu)進行改進，以使其適應(yīng)低風(fēng)速風(fēng)場，主要的作法就是加長葉片的長度，使得用于低風(fēng)速風(fēng)場的葉片相比用于高風(fēng)速風(fēng)場的葉片在掃風(fēng)面積上有了很大程度的增加，而且由于葉片的長度需要根據(jù)實際情況來設(shè)計確定，針對不同的葉片在制造時都要重新制備模具加大了生產(chǎn)成本，而且大體積的葉片也會給運輸造成不便。為了解決大體積葉片運輸不便的問題，風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)人員已經(jīng)做出了一定的改進，例如申請?zhí)枮?00920150976. 1的實用新型專利公開了一種用于風(fēng)力發(fā)電機的分段葉片，該分段葉片如圖1所示，包括兩部分葉片主體1和2，在運輸時主體1和2不連接， 這樣能夠減少分段葉片的占地面積，只需使用較短的車輛即可運輸；到達工作現(xiàn)場后，二者通過連接體3連接為一體裝配到風(fēng)力發(fā)電機上。但是這種分段葉片每一種規(guī)格只適用于一種場合，需要根據(jù)不同的情況設(shè)計不同的尺寸規(guī)格，適配性較差，并且每改變一次尺寸規(guī)格都要重新設(shè)計相應(yīng)的模具，而設(shè)計制作一套新的模具花費非常高，將會較大幅度地增加分段葉片的生產(chǎn)成本。目前的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域需要一種在能夠滿足方便運輸?shù)耐瑫r具有更好的適配性，生產(chǎn)成本更低的風(fēng)力發(fā)電機用葉片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)力發(fā)電機用葉片，該風(fēng)力發(fā)電機用葉片在方便運輸?shù)耐瑫r具有更好的適配性和更低的生產(chǎn)成本。本發(fā)明的另一目的是提供一種具有上述風(fēng)力發(fā)電機用葉片的風(fēng)力發(fā)電機。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機用葉片，具有主葉片段，還包括附加葉片段，所述附加葉片段可拆卸地連接在所述主葉片段的第一葉根部。優(yōu)選地，在所述第一葉根部設(shè)置有第一螺栓套，在所述附加葉片段的葉尖部設(shè)置有與所述第一螺栓套配合的螺栓。優(yōu)選地，在所述第一葉根部和所述附加葉片段的葉尖部設(shè)置有用于可拆卸連接所述主葉片段和所述附加葉片段的法蘭盤。優(yōu)選地，所述附加葉片段上與所述葉尖部相對的一端為第二葉根部，所述第二葉
根部設(shè)置有第二螺栓套或者連接孔。優(yōu)選地，所述主葉片段的材質(zhì)為玻璃鋼、碳纖維或者鋁合金。優(yōu)選地，所述附加葉片段的材質(zhì)為玻璃鋼、鋁合金或者碳纖維。本發(fā)明還提供了一種具有上述風(fēng)力發(fā)電機用葉片的風(fēng)力發(fā)電機。本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機用葉片在現(xiàn)有主葉片段的基礎(chǔ)上增加了可拆卸安裝在主葉片段的第一葉根部上的附加葉片段，在用于高風(fēng)速風(fēng)場時可以只使用主葉片段，在用于低風(fēng)速風(fēng)場時可以將附加葉片段連接在主葉片段上，以實現(xiàn)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機用葉片在高風(fēng)速風(fēng)場和低風(fēng)速風(fēng)場的應(yīng)用，擴大了葉片使用風(fēng)區(qū)的范圍；并且，當(dāng)需要改變?nèi)~片整體的長度時，只需對附加葉片段進行設(shè)計，重新設(shè)計和制作用于生產(chǎn)附加葉片段的模具，主葉片段的模具可以延續(xù)使用現(xiàn)有的模具，無需單獨設(shè)計制造用于生產(chǎn)主葉片段的模具，這樣就節(jié)省了生產(chǎn)成本；此外，由于主葉片段與附加葉片段的連接是可拆卸的，二者的制造和運輸互不干涉，可以分別制造分別運輸，即使同時運輸也不會占用過多的面積，而且在裝車和卸車的搬運工程中也不會耗費太多的人力。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的分段葉片結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機用葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中I處放大圖；圖4為64孔附件葉片段的第二葉根部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為92孔附件葉片段的第二葉根部的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的核心是提供一種風(fēng)力發(fā)電機用葉片，該風(fēng)力發(fā)電機用葉片在方便運輸?shù)耐瑫r具有更好的適配性和更低的生產(chǎn)成本。本發(fā)明的另一核心是提供一種具有上述風(fēng)力發(fā)電機用葉片的風(fēng)力發(fā)電機。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。請參考圖2所示的本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機用葉片的一種實施方式的結(jié)構(gòu)圖。從圖2中可以看出，該種實施方式以現(xiàn)有的主葉片段10為基礎(chǔ)，將附加葉片段30 連接在主葉片段10的第一葉根部11，為了使整個葉片在運輸過程中不占用過多的面積，主葉片段10和附加葉片段30之間的連接采用可拆卸的連接方式。按照上述風(fēng)力發(fā)電機用葉片的具體實施方式
，在將風(fēng)力發(fā)電機用葉片用于高風(fēng)速風(fēng)場時可以只使用主葉片段10，在用于低風(fēng)速風(fēng)場時可以將附加葉片段30連接在主葉片段10上，這樣就實現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機用葉片在高風(fēng)速風(fēng)場和低風(fēng)速風(fēng)場的應(yīng)用，拓寬了風(fēng)力發(fā)電機用葉片的風(fēng)場適用范圍。并且，當(dāng)需要改變?nèi)~片整體的長度時，只需對附加葉片段30 按照實際需要進行設(shè)計，重新設(shè)計和制作用于生產(chǎn)附加葉片段30的模具，主葉片段10的模具可以延續(xù)使用現(xiàn)有的模具，無需單獨設(shè)計制造用于生產(chǎn)主葉片段10的模具，從而達到節(jié)省生產(chǎn)成本的目的；此外，由于主葉片段10與附加葉片段30的連接是可拆卸的，二者的制造和運輸互不干涉，可以分別制造分別運輸，即使同時運輸也不會占用過多的面積，而且在裝車和卸車的搬運工程中也不會耗費太多的人力。下面參照圖3具體說明主葉片段10和附加葉片段30的連接結(jié)構(gòu)。如圖3所示，在主葉片段10的第一葉根部11采用預(yù)埋的方式設(shè)置有第一螺栓套 13，在附加葉片段30的葉尖部31設(shè)置有與第一螺栓套13配合的螺栓33，主葉片段10與附加葉片段30通過第一螺栓套13與螺栓33的配合而可拆卸地連接為一個整體安裝在風(fēng)力發(fā)電機上。除了圖3示出的連接方式外，主葉片段10與附加葉片段30的連接還可以按照一種未在圖中示出的方式完成，即在主葉片段10的第一葉根部11和附加葉片段30的葉尖部31設(shè)置法蘭盤，通過將兩個法蘭盤對齊后用螺栓緊固來完成主葉片段10與附加葉片段 30的可拆卸連接。除了主葉片段10與附加葉片段30的連接結(jié)構(gòu)，從圖3中還可以看出，在附加葉片段30上與葉尖部31相對的一端形成第二葉根部35，可以在該第二葉根部35上預(yù)埋第二螺栓套37，或者在第二葉根部35上打孔設(shè)置圖4和圖5所示的連接孔39，至于螺栓套37和連接孔39的個數(shù)可以不受限制，在實際生產(chǎn)中只需根據(jù)整機機組的要求進行設(shè)計即可，例如現(xiàn)有的2. 5麗的葉根與整機機組的連接，即可以采用圖4所示的64孔的連接設(shè)計，也可以采用圖5所示的92孔的連接設(shè)計。風(fēng)力發(fā)電機用葉片的設(shè)計除了根據(jù)實際需要設(shè)定適宜的長度外，還要根據(jù)不同的情況對風(fēng)力發(fā)電機用葉片進行載荷計算，并根據(jù)計算結(jié)果對已經(jīng)確定形狀和長度的風(fēng)力發(fā)電機用葉片進行鋪層優(yōu)化，以滿足風(fēng)力發(fā)電機用葉片的載荷要求。至于風(fēng)力發(fā)電機用葉片的材質(zhì)，通常采用玻璃鋼、碳纖維或者鋁合金等其它可用于制造葉片的材料，對于一些個別情況還可以使用航空航天材料。具體到主葉片段10和附加葉片段30，二者在材質(zhì)的選用上并不存在相互的限制，二者既可以使用相同的材質(zhì)也可以使用不同的材質(zhì)，只要滿足實際應(yīng)用場合的要求即可。除了上述的風(fēng)力發(fā)電機用葉片外，本發(fā)明還提供了一種具有上述風(fēng)力發(fā)電機用葉片的風(fēng)力發(fā)電機。當(dāng)該風(fēng)力發(fā)電機被應(yīng)用在低風(fēng)速風(fēng)場環(huán)境中時，可以僅將主葉片段10和附加葉片段30組裝為一個整體安裝在該風(fēng)力發(fā)電機上使用，當(dāng)該風(fēng)力發(fā)電機被應(yīng)用在高風(fēng)速風(fēng)場環(huán)境中時，就可以將附加葉片段30從主葉片段10上拆下，將主葉片段10單獨安裝在風(fēng)力發(fā)電機上使用。至于該風(fēng)力發(fā)電機的結(jié)構(gòu)以及風(fēng)力發(fā)電機用葉片在其上的安裝結(jié)構(gòu)均可以參考該技術(shù)領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，本文不再對此進行贅述。以上對本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機用葉片和具有該風(fēng)力發(fā)電機用葉片的風(fēng)力發(fā)電機進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機用葉片，具有主葉片段(10)，其特征在于，還包括附加葉片段(30)， 所述附加葉片段(30)可拆卸地連接在所述主葉片段(10)的第一葉根部(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機用葉片，其特征在于，在所述第一葉根部(11)設(shè)置有第一螺栓套(13)，在所述附加葉片段(30)的葉尖部(31)設(shè)置有與所述第一螺栓套(13) 配合的螺栓(33)。
3.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機用葉片，其特征在于，在所述第一葉根部(11)和所述附加葉片段(30)的葉尖部(31)設(shè)置有用于可拆卸連接所述主葉片段(10)和所述附加葉片段(30)的法蘭盤。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的風(fēng)力發(fā)電機用葉片，其特征在于，所述附加葉片段 (30)上與所述葉尖部(31)相對的一端為第二葉根部(35)，所述第二葉根部(3 設(shè)置有第二螺栓套(37)或者連接孔(39)。
5.如權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電機用葉片，其特征在于，所述主葉片段(10)的材質(zhì)為玻璃鋼、碳纖維或者鋁合金。
6.如權(quán)利要求4所述的風(fēng)力發(fā)電機用葉片，其特征在于，所述附加葉片段(30)的材質(zhì)為玻璃鋼、鋁合金或者碳纖維。
7.一種風(fēng)力發(fā)電機，具有風(fēng)力發(fā)電機用葉片，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機用葉片為權(quán)利要求1至6中任一項所述的風(fēng)力發(fā)電機用葉片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電機用葉片，具有主葉片段，還包括附加葉片段，所述附加葉片段可拆卸地連接在所述主葉片段的第一葉根部。本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機用葉片能夠適用于高風(fēng)速風(fēng)場和低風(fēng)速風(fēng)場，擴大了葉片使用風(fēng)區(qū)的范圍，附加葉片段的葉根既可以是打孔葉根也可以是預(yù)埋葉根，連接螺栓的個數(shù)也不受限制，葉根與整機連接的適配性更好。并且，當(dāng)需要改變?nèi)~片整體的長度時只需重新設(shè)計和制作用于生產(chǎn)附加葉片段的模具，主葉片段的模具可以使用現(xiàn)有的模具，節(jié)省了生產(chǎn)成本。此外，主葉片段與附加葉片段的制造和運輸互不干涉可以分別制造分別運輸，即使同時運輸也不會占用過多的面積，而且在裝車和卸車的搬運工程中也不會耗費太多的人力。
文檔編號F03D11/00GK102518569SQ20121000807
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者張文超, 徐宇, 楊穎 , 王秋梅 申請人:保定華翼風(fēng)電葉片研究開發(fā)有限公司