CN204663759U - 风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构及其叶片和机组 - Google Patents

Abstract

一种风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构，及其叶片和机组。该风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构具有叶片本体和叶尖延长段，该叶尖延长段安装于叶片本体的叶尖端外侧，叶片本体为在役风力发电机组风轮叶片或截除叶尖端的在役风力发电机组叶片；叶尖延长段的蒙皮粘接于叶片本体的蒙皮；叶尖延长段的尖端构成整个风力发电机组叶片的叶片尖端；叶片延长段与叶片本体可为分体式或整体式连接。本实用新型的叶片延长技术，是依据当地的风资源情况、在役风力发电机组及风轮叶片情况，在不影响在役风力发电机组结构强度、刚度、疲劳性能的前提下，可以通过附加叶尖延长段，提高风电机组的发电量，提高风电机组的可利用率，增加风电场的收益。

Description

风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构及其叶片和机组

技术领域

本实用新型涉及一种风力发电机组叶片加长技术，尤其是一种风力发电机组风轮叶片的延长结构，及加长的风力发电机组风轮叶片和应用了该种风力发电机组叶片的风力发电机组。

背景技术

风力发电机组的发电效率是各个风电场考量的重要因素，如何能尽可能的提高各风力发电机组的效率，是本领域技术人员在建立风电场时需要考虑的。其中影响风力发电机组效率的因素有很多，例如风电场的风资源情况（如年平均风速）、风电机组的配置，以及风力发电机组叶片的参数设置（如扫掠面积）与风电机组的匹配程度等等。

然而，在实际应用中，尽管在建立风电场时予以了充分的考虑，然而，仍然有些风电场的风资源情况与风力发电机组不匹配，使得风力发电机组的效率不能有效发挥，特别是，当风电场年平均风速较低时，风力发电机组即不能高效的发挥作用，发电量较少，使风电场经济效益降低；若要使得风力发电机组依然能够保持较高的效率，则需要对其进行重新配置。

欲要达到上述目的，风力发电机组叶片加长，以增加其扫掠面积。通过提高风轮叶片的扫掠面积，可以提高风电机组的发电量，提高风电机组的可利用率，增加风电场的收益。

由于对风力发电机组叶片的结构强度、刚度、疲劳性能等各因素具有较高的要求，因此，目前，对风力发电机组叶片进行加长主要是通过更换新的风力发电机组叶片实现的，而该种整体更换的方式具有如下不足：

由于不同风力发电机组的叶片均是单独设计的，因此，需要重新设计、制作制备风力发电机组叶片的模具，而之前的旧模具、旧叶片基本上只能选择丢弃，因此，其不仅需要较长的设计、制作周期，而且，其设计、制作模具的成本较高，且旧模具、旧叶片的丢弃还会带来一系列额外的工作，不仅费时、费力，而且还可能会带来环境问题；

并且，由于风力发电机组叶片往往具有较大的尺寸，相应的，旧叶片的拆卸和新叶片的安装较为困难，且其成本很高，因此，更换新叶片的方法对于以获得更佳经济效益而进行的更换工作而言，经济性不佳。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型目的在于提供一种风力发电机组风轮叶片叶尖加长段结构，其叶片尖端具有延长的部分，不仅可以增加叶片的扫掠面积，提高风电机组的发电量，而且，其可以在现有的在役风力发电机组的叶片基础上进行延长，具有显著的经济效益。

本实用新型又一目的在于提供一种风力发电机组风轮叶片的叶片延长结构，其可以直接安装于现有的在役风力发电机组的风轮叶片叶尖，尤其是在安装时可以不用将现有的在役风力发电机组风轮叶片卸下，简化了工艺，节约了操作时间和操作成本，进一步提高了经济效益。

本实用新型又一目的在于提供一种风力发电机组，其只需在现有的在役风力发电机组风轮叶片的尖端安装叶片延长段结构，即可以提高其发电量，而不需对风力发电机组的其他参数进行修改。

为了达到上述目的，本实用新型提供的主要技术方案包括：

一种风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构，其具有叶片本体和叶尖延长段，该叶尖延长段安装于叶片本体的叶尖端外侧，叶尖延长段安装前是一个整体或是分体的。

其中，所述叶尖延长段的尖端构成整个风力发电机组风轮叶片的叶片尖端。

其中，所述叶尖延长段的蒙皮粘接于所述叶片本体的蒙皮。以使叶尖延长段与叶片本体之间具有良好的气动过渡。粘接形式为搭接或对接。

其中，所述叶尖延长段的蒙皮与所述叶片本体的蒙皮的连接位置设有外补强。

所述外补强可以为包裹于外侧的复合材料。以使在获得预期加强效果的同时，保证风力发电机组叶片整体具有良好的气动性能。

其中，所述叶尖延长段安装于叶片本体的叶尖端外侧之前为一整体时：其中，所述叶尖延长段的腹板固定连接于所述叶片本体的腹板。以使二者间具有较佳的结构强度。

其中，所述叶尖延长段的腹板与所述叶片本体的腹板对接或搭接，对接位置的单侧或双侧设置补强件。

其中，所述叶尖延长段安装于叶片本体的叶尖端外侧之前为分体式的时，所述叶尖延长段由一个上壳体和一个下壳体构成。

其中，所述上壳体和/或下壳体的蒙皮内侧设有腹板或若干翼肋。

优选为，所述翼肋为垂直于风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构的展向轴的一个、两个或三个以上。

其中，所述叶尖延长段通过腹板或翼肋固定于所述叶片本体。

其中，所述叶尖延长段设有排水孔。

上述任一种风力发电机组叶片叶尖延长段，其中，所述叶片本体为在役风力发电机组风轮叶片或截除尖端的在役风力发电机组风轮叶片。

其中，所述叶尖延长段外端连接有接闪器，所述接闪器连接到所述在役风力发电机组风轮叶片的防雷保护系统。

一种风力发电机组风轮叶片，其具有上述任一种风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构。

一种风力发电机组，其具有上述任一种风力发电机组风轮叶片。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构，其通过在叶片尖端设置延长的部分，不仅可以增加叶片的扫掠面积，提高风力发电机组的发电量，而且，其可以在现有的在役风力发电机组的风轮叶片基础上进行延长，具有显著的经济效益；现有的在役风力发电机组风轮叶片的叶片本体与叶尖延长段之间具有良好的气动过渡，使增加的叶尖延长段产生的风载荷可以较好的传递到叶片本体，在保证叶根载荷在允许范围内的情况下，可以提高发电量3~10%。

2、本实用新型的叶片延长结构，其可以直接安装于现有的在役风力发电机组风轮叶片的叶片尖端，尤其是在安装时可以不用将现有的在役风力发电机组风轮叶片卸下，简化了工艺，节约了操作时间和操作成本；该叶片延长结构可以具有与现有的在役风力发电机组风轮叶片的叶片尖端相同或相近的结构、参数，进一步提高了经济效益。

3、本实用新型的风力发电机组，其只需在现有的在役风力发电机组风轮叶片的尖端安装叶片延长结构，即可以提高其发电量，而不需对风力发电机组的其他参数进行修改，即风力发电机组的其他所有部件均可以保持不变，可操作性强，并能取得显著的经济效益。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的风力发电机组风轮叶片的结构示意图（只示出局部）；

图2是本实用新型一个实施例的风力发电机组风轮叶片的叶尖延长段的端面视图（整体式）；

图3是本实用新型一个实施例的风力发电机组风轮叶片的叶尖延长段的整体结构示意图（分体式，分解为上、下壳体）；

图4是本实用新型一个实施例的风力发电机组的整体结构示意图。

【主要元件符号说明】

叶片本体1、叶片尖端10、弦长11、叶尖延长段2、叶尖延长段的尖端20、蒙皮21、腹板22、长度l、长度L、上壳体3、蒙皮31、翼肋32、下壳体4、蒙皮41、翼肋42。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图通过具体实施方式对本实用新型作详细描述。

参见图1，本实用新型一个实施例的风力发电机组风轮叶片，其具有叶片本体1和叶尖延长段2，该叶尖延长段2安装于叶片本体1的尖端侧，所述叶尖延长段的尖端20构成整个风力发电机组风轮叶片的叶片尖端。

其中，所述叶片本体1为截除尖端的在役风力发电机组风轮叶片（可以只截除蒙皮或部分的保留腹板或部分的保留蒙皮）。

结合参见图2，本实施例中，所述叶尖延长段2为整体式的结构，即预先制成一个整体，然后再安装于叶片本体1的尖端侧。

所述叶尖延长段2具有蒙皮21和腹板22，腹板22设于蒙皮21内部，形成对蒙皮21的支撑。

其中，所述叶尖延长段2的腹板22固定连接于所述叶片本体1的腹板。以使二者间具有较佳的结构强度，使风力发电机组风轮叶片的整体达到预期的强度，从而保证风载荷的有效传递。

本实施例中，所述叶尖延长段2的腹板22与所述叶片本体1的腹板采用对接的方式，对接位置的单侧或双侧设置补强件。本领域技术人员可以理解的是，也可以采用其他方式连接，如搭接等。

其中，为了使叶尖延长段2与叶片本体1之间具有良好的气动过渡，所述叶尖延长段2的蒙皮21粘接（可采用结构胶）于所述叶片本体1的蒙皮。

其中，所述叶尖延长段2的蒙皮21与所述叶片本体1的蒙皮的连接位置设有外补强，以使二者的连接紧密。为了在获得预期加强效果的同时，保证风力发电机组风轮叶片整体具有良好的气动性能，所述外补强可以为包裹于外侧的复合材料。

该连接位置可以选择于叶片本体1的一预定弦长11位置，优选为弦长11变化平缓处，以使二者的蒙皮可以充分粘接。

其中，所述叶尖延长段2可以采用所述在役风力发电机组风轮叶片的模具的尖端部分成型，以节约成本，并使其具有与在役风力发电机组风轮叶片相关的结构、尺寸，以便于二者的连接。

其中，所述叶尖延长段2连接有接闪器，所述接闪器连接到所述在役风力发电机组风轮叶片的防雷保护系统。可以将在役风力发电机组风轮叶片的接闪器移至叶尖延长段2。

所述叶尖延长段2还设有排水孔。

本实施例中的风力发电机组风轮叶片可以采用如下方法形成：

步骤1、根据风电机组的情况及风电场的风资源情况，确定风力发电机组风轮叶片延长后的尺寸（包括延长的长度l）；

步骤2、根据步骤1中确定的风力发电机组风轮叶片的尺寸（包括延长的长度l），设计确定叶尖延长段2的尺寸（包括长度L）；

步骤3、根据步骤2中确定的叶尖延长段2的尺寸，利用在役风力发电机组风轮叶片的模具的尖端形成叶尖延长段2；

步骤4、对在役风力发电机组风轮叶片进行必要的处理（如截除尖端的蒙皮、打磨粘接位置等），对步骤3中形成的叶尖延长段2进行必要的处理（如安装接闪器、打磨粘接位置等）；

步骤5、将经步骤4处理的叶尖延长段2安装于经步骤4处理后的在役风力发电机组风轮叶片的尖端侧的预定位置（叶尖延长段2为一整体时，以在役风力发电机组风轮叶片的蒙皮及腹板对接处做内衬，在内衬上有结构胶，与叶尖延长段2做镶嵌；之后，用复合材料做外补强）；

步骤6、其他必要的处理（如接线、调试），完成。

结合参见图3，本实施例中，所述叶尖延长段2安装于叶片本体1的尖端侧之前为分体式的，例如具有一个上壳体3和一个下壳体4，该上、下壳体3、4互相扣合安装于叶片本体1的尖端侧时即构成该叶尖延长段2。

其中，所述上壳体3或下壳体4设于风力发电机组风轮叶片的迎风面，以使延长后的风力发电机组风轮叶片具有较佳的气动性能。

其中，所述叶片本体1为在役风力发电机组风轮叶片（可以部分的截除蒙皮）。

本实施例中，所述上、下壳体3、4分别具有蒙皮31、41和翼肋32、42，所述翼肋32、42设于蒙皮31、41内侧，形成对蒙皮的支撑。

本实施例中，所述翼肋32、42垂直于风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构的展向轴设置，其具体数量可以根据叶尖延长段2的具体长度尺寸设置为一个、两个或三个以上，以保证叶尖延长段2的结构强度满足要求。

其中，所述叶尖延长段2通过翼肋32、42固定于所述叶片本体1。例如可以将翼肋32、42固定于在役风力发电机组风轮叶片的蒙皮外侧或直接固定于其腹板。

其中，该上、下壳体3、4互相扣合时，所述上、下壳体3、4的蒙皮31、41分别粘接于在役风力发电机组风轮叶片的蒙皮，优选为在粘接于在役风力发电机组风轮叶片的蒙皮时，所述上、下壳体3、4的蒙皮31、41相互粘接形成一个整体。

所述上、下壳体3、4可以是两个复合材料玻璃钢壳体，并与在役风力发电机组风轮叶片具有相关性，即可以分别保持在役风力发电机组风轮叶片的叶片尖端部分的特点。例如，可以采用在役风力发电机组风轮叶片的模具的尖端部分来成型，以节约成本，并使其具有与在役风力发电机组风轮叶片相关的结构、尺寸，以便于二者与在役风力发电机组风轮叶片的连接。

本实施例中的风力发电机组风轮叶片可以采用如下方法形成：

步骤1、根据风电机组的情况及风电场的风资源情况，确定风力发电机组风轮叶片延长后的尺寸（包括延长的长度l）；

步骤2、根据步骤1中确定的风力发电机组风轮叶片的尺寸（包括延长的长度l），设计确定叶尖延长段2的尺寸（包括长度L）；

步骤3、根据步骤2中确定的叶尖延长段2的尺寸，利用在役风力发电机组风轮叶片的模具的尖端形成叶尖延长段2的上壳体3和下壳体4；

步骤4、对在役风力发电机组风轮叶片进行必要的处理（如截除尖端的蒙皮、打磨粘接位置等），对步骤3中形成的叶尖延长段2的上壳体3和下壳体4进行必要的处理（如打磨粘接位置等）；

步骤5、将经步骤4处理的叶尖延长段2的上壳体3和下壳体4安装于经步骤4处理后的在役风力发电机组风轮叶片的尖端侧的预定位置；

步骤6、利用预浸的玻纤布缠绕包裹于叶尖延长段2的上、下壳体3、4与在役风力发电机组风轮叶片的连接位置的外侧；

步骤7、其他必要的处理（如接线、调试），完成。

参见图4，本实用新型一个实施例的风力发电机组，其具有延长的风力发电机组风轮叶片（结合参见图1），该风力发电机组风轮叶片具有叶片本体1和叶尖延长段2（结合参见图2、图3）。

综合上述可知，本实用新型的叶片延长技术，可以依据当地的风资源情况、在役风力发电机组及风轮叶片情况，在不影响在役风力发电机组结构强度、刚度、疲劳性能的前提下，可以通过在现有在役风力发电机组风轮叶片的叶尖附加叶尖延长段，提高风力发电机组的发电量，提高风力发电机组的可利用率，增加风电场的收益，即可以相对较低成本的方式，扩展现有的在役风电机组的效率，显著增产。

Claims (10)

1.一种风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构，其特征在于：所述风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构具有叶片本体和叶尖延长段，该叶尖延长段安装于叶片本体的叶尖端外侧，叶尖延长段安装前是一个整体或是分体的。

2.如权利要求1所述的风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构，其特征在于：所述叶尖延长段的尖端构成整个风力发电机组风轮叶片的叶片尖端。

3.如权利要求1所述的风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构，其特征在于：所述叶尖延长段的蒙皮粘接于所述叶片本体的蒙皮，粘接形式为搭接或对接，粘接位置设有外补强。

4.如权利要求1所述的风力发电机组叶片叶尖延长段结构，其特征在于：所述叶尖延长段的腹板与所述叶片本体的腹板对接或搭接，对接位置的单侧或双侧设置补强件。

5.如权利要求1所述的风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构，其特征在于：所述叶尖延长段安装于叶片本体的叶尖端外侧之前为分体式的，由一个上壳体和一个下壳体构成，上壳体和/或下壳体的蒙皮内侧设有腹板或若干翼肋。

6.如权利要求5所述的风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构，其特征在于：所述翼肋为垂直于风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构的展向轴的一个、两个或三个以上。

7.如权利要求1所述的风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构，其特征在于：所述叶尖延长段设有排水孔。

8.如权利要求1所述的风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构，其特征在于：所述叶尖延长段外端设有接闪器，所述接闪器连接到在役风力发电机组风轮叶片的防雷保护系统。

9.一种风力发电机组风轮叶片，其特征在于：具有权利要求1至8中任一项所述的风力发电机组风轮叶片叶尖延长段结构。

10.一种风力发电机组，其特征在于：具有权利要求9所述的风力发电机组风轮叶片。