專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片和具有其的風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)用葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。風(fēng)能的蘊(yùn)量巨大， 據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(kāi)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(guò)風(fēng)車來(lái)抽水、磨面等，逐漸地，人們開(kāi)始關(guān)注如何利用風(fēng)能來(lái)發(fā)電。二十世紀(jì)三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯(lián)和美國(guó)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(jī)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(jī)的發(fā)電成本低得多。不過(guò)，這些小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)當(dāng)時(shí)的發(fā)電量較低，大都在5千瓦以下。到了 1978年1月，美國(guó)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(jī)，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(yùn)行的風(fēng)力發(fā)電裝置，其發(fā)電量則達(dá)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(guó)在北卡羅來(lái)納州的藍(lán)嶺山，又建成了一座世界上最大的發(fā)電用的風(fēng)車。這個(gè)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(gè)塔型建筑物上，因此風(fēng)車可自由轉(zhuǎn)動(dòng)并從任何一個(gè)方向獲得電力，風(fēng)力時(shí)速在38公里以上時(shí)，發(fā)電能力也可達(dá)2000千瓦。我國(guó)在風(fēng)力發(fā)電事業(yè)上也一直沒(méi)有停下腳步，并且已經(jīng)取得了一定的成績(jī)，特別是在“十五”期間，我國(guó)的并網(wǎng)風(fēng)電得到迅速發(fā)展。2006年，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到260萬(wàn)千瓦，成為繼歐洲、美國(guó)和印度之后發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的主要市場(chǎng)之一。2007年我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模延續(xù)暴發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，截至2007年底全國(guó)累計(jì)裝機(jī)約600萬(wàn)千瓦。2008年 8月，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)總量已經(jīng)達(dá)到700萬(wàn)千瓦，占我國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量的1%，位居世界第五。然而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)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(guó)風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的起步階段，當(dāng)時(shí)我國(guó)的高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)資源比較豐富，各種設(shè)備的研制大多都是針對(duì)高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)的，其中最具代表性的就是風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用的葉片。針對(duì)高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)的葉片長(zhǎng)度不需要很長(zhǎng)，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(guó)的高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)資源已經(jīng)逐漸變得稀少，低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)資源日益豐富， 于是風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的技術(shù)人員開(kāi)始將工作重心轉(zhuǎn)向低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)發(fā)電，之前用于高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)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(chǎng)，但是由于低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)與高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)存在著較大的差異，這樣做之后實(shí)際取得的效果并不能令人滿意。還是以風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用的葉片為例，用于高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)的葉片長(zhǎng)度有限，在低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)中使用無(wú)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(kāi)始對(duì)葉片的形狀和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以使其適應(yīng)低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)，主要的作法就是加長(zhǎng)葉片的長(zhǎng)度，使得用于低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)的葉片相比用于高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)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(zhǎng)度需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)確定，針對(duì)不同的葉片在制造時(shí)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(huì)給運(yùn)輸造成不便。為了解決大體積葉片運(yùn)輸不便的問(wèn)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(jìn)，例如申請(qǐng)?zhí)枮?00920150976. 1的實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(yùn)輸時(shí)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(yùn)輸；到達(dá)工作現(xiàn)場(chǎng)后，二者通過(guò)連接體3連接為一體裝配到風(fēng)力發(fā)電機(jī)上。但是這種分段葉片每一種規(guī)格只適用于一種場(chǎng)合，需要根據(jù)不同的情況設(shè)計(jì)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(jì)相應(yīng)的模具，而設(shè)計(jì)制作一套新的模具花費(fèi)非常高，將會(huì)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(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)具有更好的適配性，生產(chǎn)成本更低的風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jī)用葉片，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片在方便運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)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(jī)用葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(duì)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(jī)用葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(chǎng)時(shí)可以只使用主葉片段，在用于低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)時(shí)可以將附加葉片段連接在主葉片段上，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片在高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)和低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)的應(yīng)用，擴(kuò)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(zhǎng)度時(shí)，只需對(duì)附加葉片段進(jìn)行設(shè)計(jì)，重新設(shè)計(jì)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(wú)需單獨(dú)設(shè)計(jì)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(yùn)輸互不干涉，可以分別制造分別運(yùn)輸，即使同時(shí)運(yùn)輸也不會(huì)占用過(guò)多的面積，而且在裝車和卸車的搬運(yùn)工程中也不會(huì)耗費(fèi)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(jī)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(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片在方便運(yùn)輸?shù)耐瑫r(shí)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(jī)用葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。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(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參考圖2所示的本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。從圖2中可以看出，該種實(shí)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(gè)葉片在運(yùn)輸過(guò)程中不占用過(guò)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(jī)用葉片的具體實(shí)施方式
，在將風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片用于高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)時(shí)可以只使用主葉片段10，在用于低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)時(shí)可以將附加葉片段30連接在主葉片段10上，這樣就實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片在高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)和低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)的應(yīng)用，拓寬了風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片的風(fēng)場(chǎng)適用范圍。并且，當(dāng)需要改變?nèi)~片整體的長(zhǎng)度時(shí)，只需對(duì)附加葉片段30 按照實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，重新設(shè)計(jì)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(wú)需單獨(dú)設(shè)計(jì)制造用于生產(chǎn)主葉片段10的模具，從而達(dá)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(yùn)輸互不干涉，可以分別制造分別運(yùn)輸，即使同時(shí)運(yùn)輸也不會(huì)占用過(guò)多的面積，而且在裝車和卸車的搬運(yùn)工程中也不會(huì)耗費(fèi)太多的人力。下面參照?qǐng)D3具體說(shuō)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(guò)第一螺栓套13與螺栓33的配合而可拆卸地連接為一個(gè)整體安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(guò)將兩個(gè)法蘭盤對(duì)齊后用螺栓緊固來(lái)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(duì)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(gè)數(shù)可以不受限制，在實(shí)際生產(chǎn)中只需根據(jù)整機(jī)機(jī)組的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)即可，例如現(xiàn)有的2. 5麗的葉根與整機(jī)機(jī)組的連接，即可以采用圖4所示的64孔的連接設(shè)計(jì)，也可以采用圖5所示的92孔的連接設(shè)計(jì)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片的設(shè)計(jì)除了根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定適宜的長(zhǎng)度外，還要根據(jù)不同的情況對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片進(jìn)行載荷計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)已經(jīng)確定形狀和長(zhǎng)度的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片進(jìn)行鋪層優(yōu)化，以滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片的載荷要求。至于風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(duì)于一些個(gè)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(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合的要求即可。除了上述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jī)用葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。當(dāng)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)被應(yīng)用在低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)環(huán)境中時(shí)，可以僅將主葉片段10和附加葉片段30組裝為一個(gè)整體安裝在該風(fēng)力發(fā)電機(jī)上使用，當(dāng)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)被應(yīng)用在高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)環(huán)境中時(shí)，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(dú)安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)上使用。至于該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(duì)此進(jìn)行贅述。以上對(duì)本發(fā)明所提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片和具有該風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)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(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)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(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(duì)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(jī)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(jī)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(jī)，具有風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片為權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)用葉片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(jī)用葉片能夠適用于高風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)和低風(fēng)速風(fēng)場(chǎng)，擴(kuò)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(gè)數(shù)也不受限制，葉根與整機(jī)連接的適配性更好。并且，當(dāng)需要改變?nèi)~片整體的長(zhǎng)度時(shí)只需重新設(shè)計(jì)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(yùn)輸互不干涉可以分別制造分別運(yùn)輸，即使同時(shí)運(yùn)輸也不會(huì)占用過(guò)多的面積，而且在裝車和卸車的搬運(yùn)工程中也不會(huì)耗費(fèi)太多的人力。
文檔編號(hào)F03D11/00GK102518569SQ20121000807
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)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(qǐng)人:保定華翼風(fēng)電葉片研究開(kāi)發(fā)有限公司