CN204805031U - 一种叶片加长型风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种叶片加长型风机，包括塔筒、轮毂、叶片、传动装置、发电装置，所述叶片包括叶片主体部和叶片加长部，所述叶片加长部在所述叶片主体部的端部与所述叶片主体部连接，所述叶片主体部与叶片加长部的连接端设有一开口，所述叶片主体部和/或叶片加长部内的支撑结构通过该开口与另一对应叶片加长部或叶片主体部内的支撑结构连接。

Description

一种叶片加长型风机

技术领域

本实用新型涉及风电领域，尤其是一种叶片加长型风机。

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，且蕴量极其巨大，风力发电作为当今新型能源产业之一，因其环保节能发展规模突飞猛进，目前我国全国范围内已具有风力发电机组数以万计，并仍然具有快速发展势头。风力发电机组的基本工作原理是通过风轮从风中吸收能量并利用空气动力学原理将风能转化成为转动能，然后通过发电机将转动能转化成为电能。其中风轮包含轮毂和叶片，叶片长度越长，则吸收的风能越多，机组发电量越高，但在吸收更多能量的同时产生的载荷也更大。

在大型风力发电机组技术进入中国的早期，由于技术新、风险大，以及受叶片的制造工艺不成熟的限制，风电场开发商普遍采用保守策略，选择长度相对较短的叶片，短叶片虽然发电量小，但给机组带来的载荷也小，因此机组安全得到了最大保障。随着产业的发展，我国企业对风力发电机组的运行载荷有了越来越深刻的认识，逐渐能够更加精确地计算载荷，因而在同级别风速的风电场逐渐开始选择更长的叶片，以吸收更多风能从而提高投资发电收益。

然而，已经采取保守策略而选择短叶片的风电场如果希望使用更长的叶片则需要重新采购叶片。这使得技术升级的成本过高，通常由于不具备技术升级的经济效益而无法进行。

鉴于此提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的为克服现有技术的不足，提供一种叶片加长型风机，叶片长度加长，扫风面积增大，提高风力发电机组输出的功率从而提高发电量。

为了实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：一种叶片加长型风机，包括塔筒、轮毂、叶片、传动装置、发电装置，所述叶片包括叶片主体部和叶片加长部，所述叶片加长部在所述叶片主体部的端部与所述叶片主体部连接。

所述叶片主体部与叶片加长部的连接端设有一开口，所述叶片主体部和/或叶片加长部内的支撑结构通过该开口与另一对应叶片加长部或叶片主体部内的支撑结构连接。

所述叶片主体部包括设置在内部的主体主梁和设置在外部的主体壳体，所述主体壳体的端部设有第一开口，所述主体主梁伸出所述第一开口与所述叶片加长部连接。

所述叶片主体部包括设置在内部的主体主梁和设置在外部的主体壳体，所述主体壳体的端部设有第一开口，所述主体主梁位于所述第一开口内，所述叶片加长部至少部分伸入所述第一开口与所述主体主梁连接。

所述叶片加长部包括设置在内部的加长主梁和设置在外部的加长壳体，所述加长壳体的端部设有第二开口，第二开口与第一开口相对，所述加长主梁和所述主体主梁连接，所述加长壳体与所述主体壳体连接。

所述主体主梁和所述加长主梁之间通过扣槽连接。

所述主体主梁的侧部设有凹槽/凸起，所述加长主梁的侧部设有与之配合的凸起/凹槽，二者配合连接，优选二者配合后粘接连接。

所述主体主梁与主体壳体之间设有主体肋板，所述主体肋板一端和所述主体主梁卡接或粘接，所述主体肋板另一端和所述主体壳体卡接或粘接，所述加长主梁和加长壳体之间设有加长肋板，所述加长肋板一端和所述加长主梁卡接或粘接，所述加长肋板另一端和所述加长壳体卡接或粘接。

所述加长壳体的第二开口处与所述主体壳体的第一开口处至少部分重叠，重叠部分粘接，优选所述连接处的外表面缠绕设置缠绕带，优选所述缠绕带为玻璃纤维布，所述玻璃纤维布经过手糊环氧树脂浸泡。

所述加长壳体为两片壳体相对扣合形成，两片壳体扣合连接后粘接，两片壳体扣合连接处设有定位结构，优选所述定位结构为凸起、凹槽定位。

采用本实用新型所述的技术方案后，带来以下有益效果：

1、本实用新型所述改造方法不用将风机叶片拆下后对叶片改造，操作人员通过提升机或吊篮升至叶片的末端直接在风机的叶片的末端进行改造，简化了操作工序，省时省力，节约成本。

2、本实用新型所述风机叶片改造后，长度加长，扫风面积增大，提高风力发电机组输出的功率从而提高发电量。

3、本实用新型所述叶片连接处主梁之间采用扣槽连接和粘接的方式双重固定，连接可靠，所述壳体的连接处采用粘接和缠绕固定的方式双重固定，连接可靠。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

图1：本实用新型风机结构示意图

图2：本实用新型现有风机叶片末端图

图3：本实用新型现有风机叶片改进后的末端图

图4：本实用新型叶片加长部结构示意图

图5：本实用新型改进后的风机叶片结构示意图

图6：本实用新型一个实施例中主体主梁和加长主梁的连接结构示意图

图7：本实用新型又一个实施例中主体主梁和加长主梁的连接结构示意图

图8：本实用新型又一个实施例中主体主梁和加长主梁的连接结构示意图

图9：本实用新型又一个实施例中主体主梁和加长主梁的连接结构示意图

图10：图5的A-A剖视图

其中：1、塔筒，2、轮毂，3、叶片主体部，4、叶片加长部，5、第一开口，6、第二开口，7、主体主梁，8、加长主梁，9、主体壳体，10、加长壳体，11、凹槽，12、凸起，15、缠绕带，16、接闪器，17、接闪器支架。

具体实施方式

如图1-10所示，本实用新型所述一种风机，具体为一种叶片加长型风机，所述风机包括塔筒1、轮毂2、叶片、传动装置、发电装置，所述叶片包括叶片主体部3和叶片加长部4，所述叶片加长部4在所述叶片主体部3的端部与所述叶片主体部3连接。所述叶片主体部3为现有风机的叶片，所述叶片加长部4为一做好的叶尖部，将所述叶片加长部4安装到所述叶片主体3上能够增加叶片的长度，增大扫风面积，增大吸收风能的能力，提高发电量。

为提高叶片加长部4和叶片主体部3之间的连接强度，所述叶片主体部3与叶片加长部4的连接端设有一开口，所述叶片主体部3和/或叶片加长部4内的支撑结构通过该开口与另一对应叶片加长部或叶片主体部内的支撑结构连接。所述叶片主体部3和/或叶片加长部4内的支撑结构直接连接，可提高连接强度。

所述叶片主体部3包括设置在内部的主体主梁7和设置在外部的主体壳体9，所述主体壳体9的端部设有第一开口5，所述主体主梁7伸出所述第一开口5与所述叶片加长部4连接。切除叶片主体部3的主体壳体9的叶尖部分，在主体壳体9的该端部形成第一开口5，所述主体主梁7伸出所述第一开口5，主体主梁7的末端位于第一开口5的外部，将叶片加长部4的加长主梁8与主体主梁7的末端固定连接，由于所述主体主梁7伸出所述第一开口5，主体主梁7的末端位于第一开口5的外部，将叶片加长部4的加长主梁8与主体主梁7的末端固定连接时，在主体壳体9的外部操作，使操作方便，提高操作效率，加快叶片的延长时的操作速度，更快的让风机进入工作状态。

所述叶片主体部3包括设置在内部的主体主梁7和设置在外部的主体壳体9，所述主体壳体9的端部设有第一开口5，所述主体主梁7位于所述第一开口5内，所述叶片加长部4至少部分伸入所述第一开口5与所述主体主梁7连接。切除叶片主体部3的主体壳体9叶尖部分，在主体壳体9的端部形成第一开口5，切除的主体壳体9叶尖部分较少，所述主体主梁7没有伸出第一开口5，这样所述主体壳体9与叶片加长部4的重合部分更多，使主体壳体9与叶片加长部4的连接更牢固，避免风速过大和叶片转动时产生的离心力使对叶片加长部4与主体壳体9的连接处松动。

所述叶片加长部4包括设置在内部的加长主梁和8设置在外部的加长壳体10，所述加长壳体10的端部设有第二开口6，第二开口6与第一开口5相对，所述加长主梁8和所述主体主梁7连接，所述加长壳体10与所述主体壳体9连接。各个结构之间均对应连接使连接更牢固，避免风速过大和叶片转动时产生的离心力使对叶片加长部4与叶片主体部3的连接处松动。

所述主体主梁7和所述加长主梁8之间通过扣槽连接。风机的叶片转动时产生离心力，所述离心力沿叶片延伸方向向外，所述主体主梁7和所述加长主梁8之间通过扣槽连接后，至少能产生部分沿叶片延伸方向向内的力，可抵消部分离心力，避免叶片转动时产生的离心力使对叶片加长部4与叶片主体部3的连接处松动。优选二者通过扣槽配合后再粘接连接。所述扣槽与所述主体主梁7的延伸方向呈一定角度，优选所述扣槽与所述主体主梁7和加长主梁8垂直。

具体为所述主体主梁7的侧部设有凹槽11/凸起12，所述加长主梁8的侧部设有与之配合的凸起12/凹槽11，二者配合连接，所述凸起12与所述主体主梁7的侧部或加长主梁8的侧部呈一定角度，优选所述主体主梁7的侧部的凸起12与所述主体主梁12的向外延伸方向呈的角度为钝角或直角，所述主体主梁7的向外延伸方向为由轮毂沿扫风圆径向向外的方向。所述加长主梁8的侧部设置的凸起12与所述加长主梁8的侧部呈一定角度，优选所述加长主梁8的侧部设置的凸起12与所述加长主梁8的向外延伸方向呈的角度为钝角或直角，所述加长主梁8的向外延伸方向为由轮毂2沿扫风圆径向向外的方向。侧部设置的凹槽11/凸起12相互配合后，抵消部分离心力，避免叶片转动时产生的离心力使对叶片加长部4与叶片主体部3的连接处松动。优选二者配合后粘接连接，进一步提高连接可靠性。

所述主体主梁7与主体壳体9之间设有主体肋板，所述主体肋板一端和所述主体主梁7卡接或粘接，所述主体肋板另一端和所述主体壳体9卡接或粘接，所述加长主梁8和加长壳体10之间设有加长肋板，所述加长肋板一端和所述加长主梁8卡接或粘接，所述加长肋板另一端和所述加长壳体10卡接或粘接。设置主体肋板和加长肋板可提高主体主梁与主体壳体之间、加长主梁和加长壳体之间的连接强度，延长风机叶片的使用寿命。

所述加长壳体10的第二开口6处与所述主体壳体9的第一开口5处至少部分重叠，重叠部分粘接，优选所述连接处的外表面缠绕设置缠绕带，所述缠绕带为玻璃纤维布进一步起到固定作用。所述玻璃纤维布经过手糊环氧树脂浸泡。

所述加长壳体10为两片壳体相对扣合形成，两片壳体扣合连接后粘接，两片壳体扣合连接处设有定位结构，优选所述定位结构为凸起、凹槽定位。两片壳体通过定位结构定位后扣合在一起，连接处通过粘接连接。

现有风机有的是受当时叶片生产工艺的限制，不能加工较长的风机叶片，有的是考虑了较大的安全系数，导致使用的风机叶片还有很大的长度提升空间，有的是当时风速较大，选择相对较短的风机叶片即可实现发电量，如今，风机叶片的生产工艺越来越成熟，叶片的长度已经不受限制，所以新安装的风机叶片的长度相对前几年都增加了长度，但是前几年安装的风机如果更换较长的风机叶片，成本太高，如果将现有风机叶片拆下后改造，又很浪费时间，而且叶片的拆装也很复杂，导致改造过程繁琐，费时费力，本实用新型提供一种风机的改造方法，针对现有风机叶片较短的问题，将现有风机的叶片长度加长，确定风机叶片的合适长度L，风机停止工作后，在不拆下现有风机叶片的情况下将现有风机叶片的长度加长至所述合适长度L。改造方便，节省改造时间，简化改造工序，省时省力，节约成本。

步骤如下：

步骤一：将风机停转，

步骤二：将风机的一个叶片旋转到一定角度，并锁死，对该叶片进行加长，

步骤三：旋转风机的另一叶片至该角度，对该叶片进行加长，

步骤四：直至将风机的所有叶片完成加长。

确定所述合适长度L时，可根据现有风机叶片的载荷和现有风机所在地的风速确定风机叶片的合适长度L，所述合适长度L在不超过风机叶片在当地风速情况下所承受的最大长度即可。一般的风机叶片长度有34m、37.5m、40m、42.5m等几个常用的长度，可以适当提升叶片的长度阶段，再确定该长度未超过风机叶片在当地风速情况下所承受最大载荷。或者适当降低所述风机叶片的设计时的安全系数，增加长度，只要能确定一比现在叶片长度长的合适长度，并不限于上述方法。

风力发电机组输出的功率为：式中Cp——风机的功率系数；A—风机的扫风面积；ρ—空气密度；v—风速；所以加长叶片的长度，能增加扫风面积，提高风力发电机组输出的功率从而提高发电量。

如果将风机叶片拆下后延长，费时费力，拆装需要很长时间，还需要大型吊装设备，而本实用新型中无需对叶片进行拆装操作，简化了改造工序，能够节省大量改造时间。

将风机停转，将风机的一个叶片旋转到一定角度，将操作人员用升降机或吊篮提升到所述叶片位置，对该叶片进行加长，完成后旋转风机的另一叶片至该角度，对该叶片进行加长，直至将风机的所有叶片完成加长。

将现有风机叶片加长的方法为：在现有风机所有叶片的末端分别安装一叶片加长部4至所述合适长度L。所述叶片加长部4包括设置在内部的加长主梁8和设置在外部的加长壳体10，所述加长壳体10和所述加长主梁8分别与现有风机的末端连接。所述现有风机叶片包括主体主梁7和主体壳体9，将现有风机叶片的叶尖处的主体壳体9切除形成一第一开口5，所述叶片加长部4包括设置在内部的加长主梁8和设置在外部的加长壳体10，所述加长壳体10的端部设有第二开口6，第二开口6与第一开口5相对，所述加长主梁8和所述主体主梁7连接，所述加长壳体10与所述主体壳体9连接。各个结构之间均对应连接使连接更牢固，避免风速过大和叶片转动时产生的离心力使对叶片加长部4与叶片主体部3的连接处松动。

将现有风机叶片旋转到一定角度，锁死后，使用至少一个夹具将现有风机叶片夹持住，将叶尖切除，在现有风机叶片的壳体的末端形成第一开口，

将所述叶片加长部放置在一开口向上的吊篮内，使用至少一个夹具将所述叶片加长部夹持，并将所述叶片夹持部固定在开口上，

移动所述吊篮，使叶片加长部对准现有风机叶片末端的第一开口，

将叶片加长部与现有风机叶片连接。

将所述吊篮通过一连杆连接到一支架上，所述连杆和支架上分别设置可旋转的螺杆机构，通过所述螺杆机构调节连杆的长度和支架的高度，从而调节所述吊篮的位置。

所述夹具包括相互配合的夹持部和固定夹持部的固定部，所述夹持部的形状与所述叶片的形状相配合，所述固定部位于夹持部的外部，所述固定部上还设有多个可旋转的螺杆，螺杆的一端顶在所述夹持部的外侧，旋转各个螺杆可调节夹持部与叶片的配合程度，从而调节夹持作用力。

本实用新型的又一个实施例中，将现有风机叶片加长的方法为：在现有风机所有叶片的末端分别延长一定长度至所述合适长度L。所述现有叶片包括主体主梁7和主体壳体9，将现有叶片的叶尖的主体壳体9切除形成一第一开口5，将叶片内部的主体主梁7延伸出第一开口5，形成一加长主梁8，在延伸出的加长主梁8外部设置加长壳体10，将加长壳体10和现有叶片主体壳体9之间连接。将一加长主梁8固定在所述现有叶片的主体主梁7位于第一开口5的端部，在加长主梁8的外部设置加长壳体10，所述加长壳体10为两片壳体相对扣合形成，两片壳体扣合连接后粘接，两片壳体扣合连接处设有定位结构，优选所述定位结构为凸起、凹槽定位。两片壳体分别位于加长主梁8的两侧通过定位结构定位后扣合在一起，连接处通过粘接连接，再将加长壳体10和现有叶片主体壳体9之间连接。

或者将现有风机叶片旋转到一定角度，锁死后，使用至少一个夹具将现有风机叶片夹持住，将叶尖切除，在现有风机叶片的末端形成第一开口，

将所述延伸出的主梁和加长壳体放置在一开口向上的吊篮内，并与所述开口固定，

移动所述吊篮，使延伸出的主梁和加长壳体分别对准现有风机叶片的主梁和壳体，

将延伸出的主梁与现有叶片的主梁连接，将加长壳体与现有风机叶片的壳体连接。

本实用新型实施例中将现有风机叶片加长1.5米-3米(但本实用新型不限制加长长度)，现有风机叶片的载荷都留有一定富余，叶片长度加长1.5米-3米不会超过现有叶片的载荷承受范围，因此叶片长度加长1.5米-3米增加了叶片的扫风面积，同时不会超过叶片的最大载荷承受范围。

下表为现有风机叶片长度为37.5，加长至40米，叶片延长前后分别测得的发电量，对于年平均风速6米/秒时，发电量增加约6％，增加140000度电，以度电0.5元计算，增收70000元/年；

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种叶片加长型风机，包括塔筒、轮毂、叶片、传动装置、发电装置，其特征在于：所述叶片包括叶片主体部和叶片加长部，所述叶片加长部在所述叶片主体部的端部与所述叶片主体部连接。

2.根据权利要求1所述的一种叶片加长型风机，其特征在于：所述叶片主体部与叶片加长部的连接端设有一开口，所述叶片主体部和/或叶片加长部内的支撑结构通过该开口与另一对应叶片加长部或叶片主体部内的支撑结构连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种叶片加长型风机，其特征在于：所述叶片主体部包括设置在内部的主体主梁和设置在外部的主体壳体，所述主体壳体的端部设有第一开口，所述主体主梁伸出所述第一开口与所述叶片加长部连接。

4.根据权利要求3所述的一种叶片加长型风机，其特征在于：所述叶片主体部包括设置在内部的主体主梁和设置在外部的主体壳体，所述主体壳体的端部设有第一开口，所述主体主梁位于所述第一开口内，所述叶片加长部至少部分伸入所述第一开口与所述主体主梁连接。

5.根据权利要求4所述的一种叶片加长型风机，其特征在于：所述叶片加长部包括设置在内部的加长主梁和设置在外部的加长壳体，所述加长壳体的端部设有第二开口，第二开口与第一开口相对，所述加长主梁和所述主体主梁连接，所述加长壳体与所述主体壳体连接。

6.根据权利要求5所述的一种叶片加长型风机，其特征在于：所述主体主梁和所述加长主梁之间通过扣槽连接。

7.根据权利要求6所述的一种叶片加长型风机，其特征在于：所述主体主梁的侧部设有凹槽/凸起，所述加长主梁的侧部设有与之配合的凸起/凹槽，二者配合连接，或者二者配合后粘接连接。

8.根据权利要求5所述的一种叶片加长型风机，其特征在于：所述主体主梁与主体壳体之间设有主体肋板，所述主体肋板一端和所述主体主梁卡接或粘接，所述主体肋板另一端和所述主体壳体卡接或粘接，所述加长主梁和加长壳体之间设有加长肋板，所述加长肋板一端和所述加长主梁卡接或粘接，所述加长肋板另一端和所述加长壳体卡接或粘接。

9.根据权利要求5所述的一种叶片加长型风机，其特征在于：所述加长壳体的第二开口处与所述主体壳体的第一开口处至少部分重叠，重叠部分粘接，所述连接处的外表面设置缠绕带，所述缠绕带为玻璃纤维布，所述玻璃纤维布经过手糊环氧树脂浸泡。

10.根据权利要求5所述的一种叶片加长型风机，其特征在于：所述加长壳体为两片壳体相对扣合形成，两片壳体扣合连接后粘接，两片壳体扣合连接处设有定位结构，所述定位结构为凸起、凹槽定位。