專利名稱：風力發電機用葉片和具有其的風力發電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及風力發電技術領域，特別是涉及一種風力發電機用葉片。此外，本發明還涉及一種具有上述風力發電機用葉片的風力發電機。
背景技術：
風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。風能的蘊量巨大， 據統計，全球的風能約為2. 74X109MW，其中可利用的風能約為2X107MW，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。風能很早就被人們所利用，例如通過風車來抽水、磨面等，逐漸地，人們開始關注如何利用風能來發電。二十世紀三十年代，丹麥、瑞典、蘇聯和美國應用航空工業的旋翼技術，成功地研制出了一些小型風力發電裝置。這些小型風力發電機廣泛地被應用在多風的海島和偏僻的鄉村，它們的發電成本比小型內燃機的發電成本低得多。不過，這些小型風力發電機當時的發電量較低，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建成了 200千瓦風力發電機，其葉片直徑為38米，發電量足夠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力發電裝置，其發電量則達2000千瓦，風車高57米， 所發電量的75%送入電網，其余供給附近的一所學校用。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電用的風車。這個風車有十層樓高，風車鋼葉片的直徑60米，葉片安裝在一個塔型建筑物上，因此風車可自由轉動并從任何一個方向獲得電力，風力時速在38公里以上時，發電能力也可達2000千瓦。我國在風力發電事業上也一直沒有停下腳步，并且已經取得了一定的成績，特別是在“十五”期間，我國的并網風電得到迅速發展。2006年，中國風電累計裝機容量已經達到260萬千瓦，成為繼歐洲、美國和印度之后發展風力發電的主要市場之一。2007年我國風電產業規模延續暴發式增長態勢，截至2007年底全國累計裝機約600萬千瓦。2008年 8月，我國風電裝機總量已經達到700萬千瓦，占我國發電總裝機容量的1%，位居世界第五。然而隨著社會經濟的發展和科學技術的進步，我國的風力發電事業也面臨著一些新的挑戰。例如在我國風力發電事業的起步階段，當時我國的高風速風場資源比較豐富，各種設備的研制大多都是針對高風速風場的，其中最具代表性的就是風力發電機使用的葉片。針對高風速風場設計的葉片長度不需要很長，配合高風速的風就能夠獲得較高的發電效率。但是如今我國的高風速風場資源已經逐漸變得稀少，低風速風場資源日益豐富， 于是風力發電領域的技術人員開始將工作重心轉向低風速風場發電，之前用于高風速風場的設備也已經有相當一部分被轉用在低風速風場，但是由于低風速風場與高風速風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。還是以風力發電機使用的葉片為例，用于高風速風場的葉片長度有限，在低風速風場中使用無法保證風能的充分利用， 發電效率較低。于是風力發電領域的技術人員開始對葉片的形狀和結構進行改進，以使其適應低風速風場，主要的作法就是加長葉片的長度，使得用于低風速風場的葉片相比用于高風速風場的葉片在掃風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實際情況來設計確定，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，風力發電領域的技術人員已經做出了一定的改進，例如申請號為200920150976. 1的實用新型專利公開了一種用于風力發電機的分段葉片，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；到達工作現場后，二者通過連接體3連接為一體裝配到風力發電機上。但是這種分段葉片每一種規格只適用于一種場合，需要根據不同的情況設計不同的尺寸規格，適配性較差，并且每改變一次尺寸規格都要重新設計相應的模具，而設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成本。目前的風力發電技術領域需要一種在能夠滿足方便運輸的同時具有更好的適配性，生產成本更低的風力發電機用葉片。

發明內容
本發明的目的是提供一種風力發電機用葉片，該風力發電機用葉片在方便運輸的同時具有更好的適配性和更低的生產成本。本發明的另一目的是提供一種具有上述風力發電機用葉片的風力發電機。為解決上述技術問題，本發明提供一種風力發電機用葉片，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。優選地，在所述第一葉根部設置有第一螺栓套，在所述附加葉片段的葉尖部設置有與所述第一螺栓套配合的螺栓。優選地，在所述第一葉根部和所述附加葉片段的葉尖部設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
根部設置有第二螺栓套或者連接孔。優選地，所述主葉片段的材質為玻璃鋼、碳纖維或者鋁合金。優選地，所述附加葉片段的材質為玻璃鋼、鋁合金或者碳纖維。本發明還提供了一種具有上述風力發電機用葉片的風力發電機。本發明提供的風力發電機用葉片在現有主葉片段的基礎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，在用于高風速風場時可以只使用主葉片段，在用于低風速風場時可以將附加葉片段連接在主葉片段上，以實現本發明的風力發電機用葉片在高風速風場和低風速風場的應用，擴大了葉片使用風區的范圍；并且，當需要改變葉片整體的長度時，只需對附加葉片段進行設計，重新設計和制作用于生產附加葉片段的模具，主葉片段的模具可以延續使用現有的模具，無需單獨設計制造用于生產主葉片段的模具，這樣就節省了生產成本；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為現有技術中的分段葉片結構示意圖；圖2為本發明的風力發電機用葉片的結構示意圖；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構示意圖；圖5為92孔附件葉片段的第二葉根部的結構示意圖。
具體實施例方式本發明的核心是提供一種風力發電機用葉片，該風力發電機用葉片在方便運輸的同時具有更好的適配性和更低的生產成本。本發明的另一核心是提供一種具有上述風力發電機用葉片的風力發電機。為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖2所示的本發明風力發電機用葉片的一種實施方式的結構圖。從圖2中可以看出，該種實施方式以現有的主葉片段10為基礎，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。按照上述風力發電機用葉片的具體實施方式
，在將風力發電機用葉片用于高風速風場時可以只使用主葉片段10，在用于低風速風場時可以將附加葉片段30連接在主葉片段10上，這樣就實現了風力發電機用葉片在高風速風場和低風速風場的應用，拓寬了風力發電機用葉片的風場適用范圍。并且，當需要改變葉片整體的長度時，只需對附加葉片段30 按照實際需要進行設計，重新設計和制作用于生產附加葉片段30的模具，主葉片段10的模具可以延續使用現有的模具，無需單獨設計制造用于生產主葉片段10的模具，從而達到節省生產成本的目的；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的連接結構。如圖3所示，在主葉片段10的第一葉根部11采用預埋的方式設置有第一螺栓套 13，在附加葉片段30的葉尖部31設置有與第一螺栓套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力發電機上。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的連接結構，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上預埋第二螺栓套37，或者在第二葉根部35上打孔設置圖4和圖5所示的連接孔39，至于螺栓套37和連接孔39的個數可以不受限制，在實際生產中只需根據整機機組的要求進行設計即可，例如現有的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孔的連接設計，也可以采用圖5所示的92孔的連接設計。風力發電機用葉片的設計除了根據實際需要設定適宜的長度外，還要根據不同的情況對風力發電機用葉片進行載荷計算，并根據計算結果對已經確定形狀和長度的風力發電機用葉片進行鋪層優化，以滿足風力發電機用葉片的載荷要求。至于風力發電機用葉片的材質，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也可以使用不同的材質，只要滿足實際應用場合的要求即可。除了上述的風力發電機用葉片外，本發明還提供了一種具有上述風力發電機用葉片的風力發電機。當該風力發電機被應用在低風速風場環境中時，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力發電機上使用，當該風力發電機被應用在高風速風場環境中時，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單獨安裝在風力發電機上使用。至于該風力發電機的結構以及風力發電機用葉片在其上的安裝結構均可以參考該技術領域的現有技術，本文不再對此進行贅述。以上對本發明所提供的風力發電機用葉片和具有該風力發電機用葉片的風力發電機進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發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明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種風力發電機用葉片，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.如權利要求1所述的風力發電機用葉片，其特征在于，在所述第一葉根部(11)設置有第一螺栓套(13)，在所述附加葉片段(30)的葉尖部(31)設置有與所述第一螺栓套(13) 配合的螺栓(33)。
3.如權利要求1所述的風力發電機用葉片，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.如權利要求1至3中任一項所述的風力發電機用葉片，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 設置有第二螺栓套(37)或者連接孔(39)。
5.如權利要求4所述的風力發電機用葉片，其特征在于，所述主葉片段(10)的材質為玻璃鋼、碳纖維或者鋁合金。
6.如權利要求4所述的風力發電機用葉片，其特征在于，所述附加葉片段(30)的材質為玻璃鋼、鋁合金或者碳纖維。
7.一種風力發電機，具有風力發電機用葉片，其特征在于，所述風力發電機用葉片為權利要求1至6中任一項所述的風力發電機用葉片。
全文摘要
本發明公開了一種風力發電機用葉片，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。本發明提供的風力發電機用葉片能夠適用于高風速風場和低風速風場，擴大了葉片使用風區的范圍，附加葉片段的葉根既可以是打孔葉根也可以是預埋葉根，連接螺栓的個數也不受限制，葉根與整機連接的適配性更好。并且，當需要改變葉片整體的長度時只需重新設計和制作用于生產附加葉片段的模具，主葉片段的模具可以使用現有的模具，節省了生產成本。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 優先權日2012年1月11日
發明者張文超, 徐宇, 楊穎 , 王秋梅 申請人:保定華翼風電葉片研究開發有限公司