[发明专利]一种大型风力发电机及其分段式叶片

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电领域，具体地，涉及一种大型风力发电机及其分段式叶片。

背景技术

风力发电是风能利用的重要形式，风能是可再生、无污染、能量大、前景广的能源，大力发展清洁能源是世界各国的战略选择。风电技术装备是风电产业的重要组成部分，也是风电产业发展的基础和保障，世界各国纷纷采取激励措施推动本国风电技术装备行业发展，目前，我国风电技术装备行业已经取得较大成绩，据统计2010年末我国风电装机容量跃居世界第一。

随着风电装备朝着大型化发展，风机叶片作为风能捕获的关键部件，其设计制造面临着越来越多的困难，目前世界上最长的叶片达到66.5米，安装在6MW风机上，随着未来7MW，甚至10MW以上的风机研发出来，对应的叶片长度也将达到80米，甚至100米以上。如果继续采用现有技术的叶片，会带来包括制造工艺，材料成本及运输方面的问题。

同时，中国南方地区风资源在进行深入开发，这些地区经济发达，用电负荷大，风能密度大且电网坚强，不存在制约风电发展的并网与消纳等问题。风电将改变为“集中+分散”的发展模式，转向开发低风速风场，并鼓励分散接入电网。这意味着，需开发更长的叶片应用在低风速地区。而这些地区交通往往不方便，大叶片运输成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制造、运输方便且成本低的风力发电机的分段式叶片。

本发明的另一目的在于提供一种安装有上述分段式叶片的风力发电机。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大型风力发电机的分段式叶片，包括叶根及与叶根连接的叶尖，所述叶根包括筒体、叶形骨架及蒙皮，所述叶形骨架置于筒体外圆周侧且与筒体连接，所述蒙皮蒙覆于叶形骨架外且与筒体连接。

进一步地，所述叶形骨架为多个，在筒体外圆周上沿筒体轴向依次设置，且所述多个叶形骨架的叶顶端的连线形成流畅的叶片后缘。

进一步地，所述筒体及蒙皮均采用金属材质。

进一步地，所述叶形骨架与筒体通过焊接方式连接，所述蒙皮通过铆钉、点焊或者螺栓与筒体及叶形骨架连接。

进一步地，与所述叶形骨架内侧对应的筒体上开有维护孔。

进一步地，包括叶尖变桨系统，所述叶尖变桨系统包括叶尖变桨驱动机构及叶尖变桨轴承；所述叶尖变桨驱动机构设置在叶根的筒体内且与叶尖变桨轴承连接。所述叶根与叶尖通过叶尖变桨轴承可转动连接。

进一步地，所述叶根的筒体通过螺丝与叶尖变桨轴承连接。

进一步地，所述叶尖上与叶根连接的部位预埋有螺纹头，叶尖通过双头螺栓与叶尖变桨轴承连接。

一种大型风力发电机，包括风机轮毂，所述风机轮毂上安装有上述的分段式叶片。

进一步地，包括叶根变桨系统，所述叶根变桨系统包括叶根变桨驱动机构及叶根变桨轴承；所述叶根变桨驱动机构设置在风机轮毂内且与叶根变桨轴承连接，所述风机轮毂与叶根通过叶根变桨轴承可转动连接。

本发明通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1、本发明的风力发电机采用分段式叶片形式，分段叶片容易制造，方便运输，现场装配简单；叶根部分采用筒体、叶形骨架及蒙皮结构，其中筒体为支撑主体，叶形骨架也在起到支撑作用的同时可以减少支撑骨架材料用量，外加蒙皮，尤其是金属蒙皮的设计，在叶片整体结构稳固的同时可减轻叶片重量，降低制造、运输成本。

2、通过对叶形骨架的排列结构进行设计，符合叶片的气动性能要求。

3、通过在与叶形骨架内侧对应的筒体上开有维护孔，可方便叶片蒙皮的维护，同时也可以减轻叶片重量，方便运输减少成本。

4、由于叶尖部位短小且结构轻便，通过设置叶尖变桨系统，可对叶尖进行分段变桨，更容易实现快速功率调节、气动刹车及停机维护等操作。

5、本发明的大型风力发电机由于含有上述分段式叶片，也具有上述的有益效果，同时，通过在大型风力发电机中设置叶尖变桨系统及叶根变桨系统，双独立的变桨系统可实现冗余设计，大大提高风力发电机的运行可靠性及安全性。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为分段式叶片的整体结构示意图；

图2为分段式叶片的叶根结构示意图；

图3为分段式叶片的叶尖结构示意图；

图4为分段式叶片的叶尖变桨系统结构示意图；

图5为分段式叶片的叶尖变桨效果图。

具体实施方式