CN202157898U - 风电机组桨叶及风电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风电机组桨叶，包括叶根段(6)、叶尖段(5)和连接所述叶根段(6)和叶尖段(5)，且强度小于两者的连接件。当风电机组桨叶受到台风等强风的吹动时，载荷超出连接件的承受能力时，连接件断裂进而使得叶尖段脱落。叶尖段的脱落使得整个风电机组桨叶的直径减小，风轮扫掠面积减小，进而使得整个桨叶对塔架和基础施加的弯曲载荷减小。上述风电机组桨叶在台风等强风的环境中使得塔架和基础得以保存，减小了整个风电机组的损失。本实用新型还提供了一种风电机组。

Description

风电机组桨叶及风电机组

技术领域

本实用新型涉及风电设备技术领域，更具体地说，涉及一种风电机组桨叶，本实用新型还涉及一种具有上述桨叶的风电机组。 

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。我国的风能资源储量大、分布广，发展前景十分广阔。近年来我国的风电发展十分迅速，特别是我国的东南沿海地区风能资源丰富，且距离用电负荷的中心近，所以大力发展海上风电成为必需。 

但是上述沿海地区台风频繁，对风电机组的正常运行提出了新的要求。在风电机组设计的过程中，如果考虑不当，当台风等强风袭击风电场时，风电机组就可能受到严重的破坏。 

台风等强风对风电机组的主要破坏形式包括以下几种：桨叶折断、桨叶开裂、塔架折断和安装整个风电机组的基础倾覆。在风电机组的制造过程中，三支桨叶占风电机组总成本的15％作用，单支桨叶占总风机成本的5％，所以上述的几种破坏形式中，桨叶的损坏造成的损失较小，而塔架的折断和基础的倾覆对整个风电机组的损坏是最大的。 

在台风经过风电场时，风电机组的桨叶由于所处的位置高，扫风面积大，三支桨叶对塔架和基础的弯矩载荷占到总载荷的70％甚至更高，其中最高的单支桨叶对塔底的弯矩载荷可达到总载荷的35％左右。所以风电机组中的桨叶对塔架的折断和基础的倾覆起到了非常大的作用。 

因此，如何对风电机组的桨叶进行改进，以减小台风等强风吹扫桨叶时，桨叶对整个塔架和基础产生的弯矩载荷，进而减小风电机组的损失，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种风电机组桨叶，以减小台风等强风吹扫桨叶时，桨叶对整个塔架和基础产生的弯矩载荷，进而减小对整个风电机组的损坏。 

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案： 

一种风电机组桨叶，包括叶根段、叶尖段和连接所述叶根段和叶尖段，且强度小于两者的连接件。 

优选的，上述风电机组桨叶中，所述连接件包括设置在所述叶根段和叶尖段上的法兰和与所述法兰配合的螺栓。 

优选的，上述风电机组桨叶中，所述叶根段的长度长于所述叶尖段的长度。 

优选的，上述风电机组桨叶中，所述叶根段的长度为整个风电机组桨叶长度的2/3，所述叶尖段的长度为所述风电机组桨叶长度的1/3。 

优选的，上述风电机组桨叶中，所述叶根段与所述叶尖段相连接的部位开设有桨叶维修窗。 

优选的，上述风电机组桨叶中，所述叶尖段和叶根段的连接处设置有表面光滑，用于补强所述连接处的玻纤布。 

基于上述提供的风电机组桨叶，本实用新型还提供了一种风电机组，其具有上述任意一项所述的风电机组桨叶。 

本实用新型提供的风电机组桨叶分为叶根段、叶尖段和连接件，连接件将叶根段和叶尖段连接组成整个桨叶，连接件的强度低于叶根段和叶尖段，当桨叶受到台风等强风的吹动时，载荷超出连接件的承受能力时，连接件断裂进而使得叶尖段脱落。叶尖段的脱落使得整个风电机组桨叶的直径减小，风轮扫掠面积减小，进而使得整个桨叶对塔架和基础施加的弯曲载荷减小。上述风电机组桨叶在台风等强风的环境中使得塔架和基础得以保存，减小了整个风电机组的损失。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本实用新型实施例提供的风电机组的结构示意图； 

图2为图1的侧视图； 

图3为图1中的风电机组桨叶的结构示意图； 

图4为图3的俯视结构示意图； 

图5为图3中A-A向剖视图； 

图6为图5中B-B向剖视图。 

上图1-图6中： 

轮毂总成1、机舱2、塔架3、基础4、叶尖段5、叶根段6、桨叶维修窗7、螺栓8、法兰9、法兰10。 

具体实施方式

本实用新型提供了一种风电机组桨叶，减小了台风等强风吹扫桨叶时，桨叶对整个塔架和基础产生的弯矩载荷，进而减小对整个风电机组的损坏。 

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 

请参考附图1-图4，图1为本实用新型实施例提供的风电机组的结构示意图；图2为图1的侧视图；图3为图1中的风电机组桨叶的结构示意图；图4为图3的俯视结构示意图。 

本实用新型实施例中提供的风电机组桨叶包括叶根段6、叶尖段5和连接叶根段6和叶尖段5，且强度小于叶根段6和叶尖段5的连接件。 

本实用新型提供的风电机组桨叶分为叶根段6、叶尖段5和连接件，当整个风电机组桨叶受到台风等强风的吹动时，载荷超过连接件的承受能力时，由于连接件的强度小于叶根段6和叶尖段5，所以连接件断裂进而使得叶尖段5脱落。叶尖段5的脱落使得整个风电机组桨叶的直径减小，整个风电机组桨叶的扫掠面积减小，进而使得整个风电机组桨叶对塔架3和基础4造成的弯曲载荷减小。上述桨叶在台风等强风的环境中使得塔架3和基础4的得以保存，减小了整个风电机组的损失。 

本实施例中提供的风电机组桨叶中，连接件的作用是连接叶根段6和叶尖段5，且在强度低于上述两者的强度，在强风的作用下断裂从而将叶根段6和叶尖段5分开。只要能够满足连接，且强度低于上述叶根段6和叶尖段5的连接部件都在本专利的保护范围之内，具体的可以为螺纹连接件，连接销等。本实施例提供了一种连接件，请参考图5-6，该连接件包括设置在叶根段6上的法兰10、叶尖段5上的法兰9和连接法兰9和法兰10的螺栓8。 

上述的实施例中提供的风电机组桨叶中，还可以在叶尖段5和叶根段6的连接处设置弯矩载荷传感器，用于采集叶尖段5和叶根段6之间的弯矩信号，并将弯矩信号传输给控制器，控制器接受到弯矩载荷传感器传输的信号后控制螺栓爆裂，从而实现螺栓的失效。 

具体的，上述风电机组桨叶中，叶根段6的长度长于叶尖段5的长度，优选的，上述叶根段6的长度为整个风电机组桨叶长度的2/3，叶尖段5的长度为风电机组桨叶长度的1/3。当然上述叶根段6和叶尖段5之间的长度比例可以根据实际工作环境进行适当的调整，并不限于上述列举的情况。以运达1.5MW台风型风电机组为例，风轮直径77m，塔架高度65m。IEC61400-1标准最高安全等级(50年一遇持续3s的70m/s)，在V_e50＝70m/s时，风电机组桨叶断裂前后，对塔架3底部弯矩载荷做一比较。桨叶没有断裂时，塔架底部弯矩Mxy＝46650.9KNM。当叶尖段断裂后，塔架底部弯矩Mxy降为 40762.9KNM，下降幅度为14.4％，从上述比较可以得出，叶尖段断裂后很明显地降低了风电机组桨叶对塔架3施加的弯矩载荷。 

为了更加方便地对风电机组桨叶的维修，上述叶根段6与叶尖段5相连接的部位开设有桨叶维修窗7。 

上述实施例中提供的风电机组桨叶中，为了保证整个风电机组桨叶表面的平滑度，在叶尖段5和叶根段6相连处铺设有用于补强连接处的玻纤布。优选的，上述玻纤布的表面为光滑表面，方便最后对整个风电机组桨叶的喷涂。 

基于上述实施例中提供的风电机组桨叶，本实用新型还提供了一种风电机组，请参考附图1或者2，该风电机组包括基础4、塔架3、轮毂总成1、机舱2和风电机组桨叶，其中，风电机组桨叶为上述实施例中提供的风电机组桨叶。 

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (7)

1.一种风电机组桨叶，其特征在于，包括叶根段(6)、叶尖段(5)和连接所述叶根段(6)和叶尖段(5)，且强度小于两者的连接件。

2.根据权利要求1所述的风电机组桨叶，其特征在于，所述连接件包括设置在所述叶根段(6)和叶尖段(5)上的法兰和与所述法兰配合的螺栓(8)。

3.根据权利要求2所述的风电机组桨叶，其特征在于，所述叶根段(6)的长度长于所述叶尖段(5)的长度。

4.根据权利要求3所述的风电机组桨叶，其特征在于，所述叶根段(6)的长度为整个风电机组桨叶长度的2/3，所述叶尖段(5)的长度为所述风电机组桨叶长度的1/3。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的风电机组桨叶，其特征在于，所述叶根段(6)与所述叶尖段(5)相连接的部位开设有桨叶维修窗(7)。

6.根据权利要求5所述的风电机组桨叶，其特征在于，所述叶尖段(5)和叶根段(6)的连接处设置有表面光滑，用于补强所述连接处的玻纤布。

7.一种风电机组，其特征在于，其具有上述权利要求1-6中任意一项所述的风电机组桨叶。

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