CN111577528B - 一种风力发电装置和风力发电叶片的安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力发电装置，包括塔座、通过主轴转动安装于塔座上的多个风力发电叶片、安装于塔座上且与主轴相连接的风力发电机；风力发电叶片包括中空第一子叶片、中空第二子叶片、粘接组件和加热组件，粘接组件包括弹性钢板、设于弹性钢板表面的未固化的预浸料层，中空第一子叶片与中空第二子叶片可拆卸连接，中空第一子叶片和中空第二子叶片内部的相接处设有粘接组件，未固化的预浸料层贴合中空第一子叶片和中空第二子叶片内壁，加热组件对中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处加热，未固化的预浸料层受热固化而将中空第一子叶片和中空第二子叶片粘合在一起。本发明风力发电叶片采用拼接结构，方便风力发电叶片的运输，有效降低运输成本。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电设备技术领域，尤其是涉及一种风力发电装置和风力发电叶片的安装方法。
背景技术
风能因为其环境友好性而受到越来越多的关注，目前世界各国都在大力发展风能。风力发电就是把风能转变成机械能，再把机械能转变成电能的过程。现有风力发电叶片长度一般都有几十米，如600KW风力发电机上，每个风力发电叶片叶片的长度大约为20米，有些达到30米，甚至50米以上，而现有风力发电叶片采用整体式结构，给风力发电叶片的运输带来了极大的不便，大大增加了运输成本。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种风力发电装置，本发明风力发电叶片采用拼接结构，大大降低了整体的运输长度，方便风力发电叶片的运输，有效降低了风力发电叶片的运输成本。
为了实现上述目的，本发明提供了一种风力发电装置，包括塔座、通过主轴转动安装于所述塔座上的多个风力发电叶片、安装于所述塔座上且与所述主轴相连接的风力发电机；所述风力发电叶片包括中空第一子叶片、中空第二子叶片、粘接组件和加热组件，所述粘接组件包括弹性钢板、设于所述弹性钢板表面的未固化的预浸料层，所述中空第一子叶片与所述中空第二子叶片可拆卸连接，所述中空第一子叶片和中空第二子叶片内部的相接处设有所述粘接组件，所述未固化的预浸料层贴合所述中空第一子叶片和中空第二子叶片内壁，所述加热组件对所述中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处加热，所述未固化的预浸料层受热固化而将所述中空第一子叶片和中空第二子叶片粘合在一起。
进一步地，所述中空第一子叶片内壁上设有第一限位块，所述中空第二子叶片内壁设有第二限位块，所述中空第一子叶片和中空第二子叶片端面相贴合，且所述粘接组件位于所述第一限位块和第二限位块之间。
进一步地，所述风力发电叶片还包括卡扣组件，所述卡扣组件包括卡扣、弹簧片，所述卡扣的一端与所述中空第二子叶片转动连接，所述弹簧片的一端与所述中空第二子叶片相连接，另一端与所述卡扣相连接，所述中空第一子叶片上设有与所述卡扣相配合的卡槽。
进一步地，所述风力发电叶片还包括定位组件，所述定位组件包括设于所述中空第一子叶片上的定位插销、设于所述中空第二子叶片上且与所述定位插销相配合的销孔。
进一步地，所述加热组件包括包裹所述中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处外表面的加热片。
进一步地，所述风力发电叶片还包括辅助安装器，所述辅助安装器包括壳体、活塞、螺母，所述壳体包括依次相连接的中空圆柱体、圆管和圆盘；所述中空圆柱体的一端呈开口结构，且另一端与所述圆管相连通；所述圆盘中心设有与所述圆管内孔相连通的中心孔，所述活塞包括活塞环、与所述活塞环相连接的活塞杆，所述活塞杆的端部设有外螺纹，所述活塞杆依次穿过所述中空圆柱体、圆管和圆盘，所述活塞环的外径大于所述圆管内孔的内径，且所述活塞环的外径小于所述中空圆柱体的内径，所述活塞环位于所述中空圆柱体内，所述螺母安装于所述活塞杆的外螺纹处。
进一步地，所述辅助安装器还包括螺母套，所述螺母套与所述圆盘相连接，所述螺母包括螺母本体和与所述螺母本体相连接的圆形定位台，所述螺母呈T型结构，所述螺母套内设有横截面呈T型结构的安装孔，所述螺母安装于所述螺母套上。
本发明还提供了一种所述风力发电叶片的安装方法，包括如下步骤：
步骤S1：所述中空第一子叶片与所述中空第一子叶片先可拆卸连接；
步骤S2：所述粘接组件呈卷绕结构放置于所述中空圆柱体内，所述辅助安装器从所述中空第一子叶片的端部插入至所述中空第一子叶片的内部，直到所述中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处停止插入；此时旋转所述螺母，使得所述活塞向着所述中空圆柱体的开口端运动，从而将所述中空圆柱体内的所述粘接组件推出，使得所述粘接组件落在所述中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处，所述粘接组件自动展开且所述未固化的预浸料层贴合所述中空第一子叶片和中空第二子叶片的内壁；此时所述加热组件对所述中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处加热，使所述未固化的预浸料层受热固化而将所述中空第一子叶片和中空第二子叶片粘合在一起。
进一步地，所述中空第一子叶片和中空第二子叶片通过卡扣组件可拆卸连接。
进一步地，所述中空第一子叶片内壁上设有第一限位块，所述中空第二子叶片内壁设有第二限位块；所述粘接组件落在所述中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处时，所述粘接组件位于所述第一限位块和第二限位块之间。
本发明风力发电叶片采用中空第一子叶片和中空第二子叶片相拼接的结构。运输时，风力发电叶片拆卸成中空第一子叶片和中空第二子叶片，如此大大降低了整体的运输长度，方便风力发电叶片的运输，有效降低了风力发电叶片的运输成本。当风力发电叶片到达现场安装时，将中空第一子叶片和中空第二子叶片相拼接，再通过加热组件对中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处加热，使未固化的预浸料层受热固化而将中空第一子叶片和中空第二子叶片粘合在一起，保证了风力发电叶片拼装后的结构强度和使用寿命。同时本发明中空第一子叶片和中空第二子叶片在保证结构强度的情况下，采用中空结构，有效降低了风力发电叶片的重量，达到轻便的设计，不仅方便风力发电叶片的运输，同时方便风力发电叶片的安装。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明风力发电叶片的立体图。
图2为本发明中空第一子叶片的局部立体图。
图3为本发明中空第二子叶片和粘接组件相装配的局部立体图。
图4为本发明辅助安装器的立体图。
图5为对应图4中中空圆柱体的立体图。
图6为图4旋转一定角度后对应螺母和活塞相装配处的立体图。
图7为图5的剖面图。
图8为图6旋转一定角度后的剖面图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-8所示，本实施方式提供的一种风力发电装置，包括塔座、通过主轴转动安装于所述塔座上的多个风力发电叶片100、安装于所述塔座上且与所述主轴相连接的风力发电机；所述风力发电叶片100包括中空第一子叶片1、中空第二子叶片2、粘接组件5和加热组件，所述粘接组件5包括弹性钢板50、设于所述弹性钢板50表面的未固化的预浸料层51，所述中空第一子叶片1与所述中空第二子叶片2可拆卸连接，所述中空第一子叶片1和中空第二子叶片2内部的相接处设有所述粘接组件5，所述未固化的预浸料层51贴合所述中空第一子叶片1和中空第二子叶片2内壁，所述加热组件对所述中空第一子叶片1和中空第二子叶片2相接处加热，所述未固化的预浸料层51受热固化而将所述中空第一子叶片1和中空第二子叶片2粘合在一起。其中未固化的预浸料层51的中心线对准中空第一子叶片1和中空第二子叶片2相接触的平面，即未固化的预浸料层51的一半搭在中空第一子叶片1上，另一半搭在中空第二子叶片2上。
本实施方式塔座、主轴及风力发电机，以及风力发电装置还包括的蓄电池等直接采用现有技术即可，本实施方式的重点在于风力发电叶片100的改进。本实施方式风力发电叶片100采用中空第一子叶片1和中空第二子叶片2相拼接的结构。运输时，风力发电叶片拆卸成中空第一子叶片1和中空第二子叶片2，如此大大降低了整体的运输长度，方便风力发电叶片的运输，有效降低了风力发电叶片的运输成本。当风力发电叶片到达现场安装时，将中空第一子叶片1和中空第二子叶片2相拼接，再通过加热组件对中空第一子叶片1和中空第二子叶片2相接处加热，使未固化的预浸料层51受热固化而将中空第一子叶片1和中空第二子叶片2粘合在一起，保证了风力发电叶片拼装后的结构强度和使用寿命。同时本实施方式中空第一子叶片1和中空第二子叶片2在保证结构强度的情况下，采用中空结构，有效降低了风力发电叶片的重量，达到轻便的设计，不仅方便风力发电叶片的运输，同时方便风力发电叶片的安装。
本实施方式进一步优选地，所述中空第一子叶片1内壁上设有第一限位块11，所述中空第二子叶片2内壁设有第二限位块22，所述中空第一子叶片1和中空第二子叶片2端面相贴合，且所述粘接组件5位于所述第一限位块11和第二限位块22之间。通过第一限位块11和第二限位块22的设计，使得粘接组件5限制在第一限位块11和第二限位块22之间，实现粘接组件5限位的同时，保证粘接组件5与第一限位块11和第二限位块22的有效定位。
本实施方式优选地，所述风力发电叶片还包括卡扣组件6，所述卡扣组件6包括卡扣60、弹簧片61，所述卡扣60的一端与所述中空第二子叶片2转动连接，具体地，中空第二子叶片2端部设有铰接座62，卡扣60的一端通过铰轴铰接在铰接座62上，所述弹簧片61的一端与所述中空第二子叶片2相连接，另一端与所述卡扣60相连接，所述中空第一子叶片1上设有与所述卡扣60相配合的卡槽110。本实施方式通过卡扣组件6实现了中空第一子叶片1和中空第二子叶片2的可拆卸连接，在弹簧片61的作用下，保证卡扣60有效卡紧在卡槽110内，保证了中空第一子叶片1和中空第二子叶片2连接的稳定性，同时卡扣组件6安装相当方便，节省安装时间。本实施方式卡扣组件6数量优选为多个，其具体数量的多少，根据风力发电叶片尺寸等因素决定。当然中空第一子叶片1和中空第二子叶片2还可以是采用现有紧固件进行可拆卸连接，此可拆卸连接的方式不限于上述两种，具体不做限定。
本实施方式优选地，所述风力发电叶片还包括定位组件，所述定位组件包括设于所述中空第一子叶片1上的定位插销12、设于所述中空第二子叶片2上且与所述定位插销12相配合的销孔201。在定位插销12和销孔201的作用下，实现中空第一子叶片1和中空第二子叶片2的定位功能，保证中空第一子叶片1和中空第二子叶片2安装的准确性。本实施方式定位插销12和销孔201的数量优选为多个，其具体数量的多少，根据风力发电叶片尺寸等因素决定。
本实施方式优选地，所述加热组件包括包裹所述中空第一子叶片1和中空第二子叶片2相接处外表面的加热片3。当然还包括与加热片3相连接的电源和开关，此为现有常规技术，故不做过多赘述。本实施方式采用包裹式结构的加热片3，以有效快速地实现中空第一子叶片1和中空第二子叶片2相接处外表面的加热，快速使未固化的预浸料层51受热固化，提高安装效率。
本实施方式进一步优选地，所述风力发电叶片还包括辅助安装器4，所述辅助安装器4包括壳体40、活塞41、螺母42，所述壳体40包括依次相连接的中空圆柱体401、圆管402和圆盘403，其中中空圆柱体401、圆管402和圆盘403呈一体结构；所述中空圆柱体401的一端呈开口结构，且另一端与所述圆管402相连通；所述圆盘403中心设有与所述圆管402内孔相连通的中心孔，所述活塞41包括活塞环411、与所述活塞环411相连接的活塞杆410，其中活塞环411和活塞杆410成一体结构，所述活塞杆410的端部设有外螺纹4101，所述活塞杆410依次穿过所述中空圆柱体401、圆管402和圆盘403，所述活塞环411的外径大于所述圆管402内孔的内径，且所述活塞环411的外径小于所述中空圆柱体401的内径，所述活塞环411位于所述中空圆柱体401内，所述螺母42安装于所述活塞杆410的外螺纹4101处。
本实施方式优选地，所述辅助安装器4还包括螺母套43，所述螺母套43与所述圆盘403相连接，所述螺母42包括螺母本体420和与所述螺母本体420相连接的圆形定位台421，所述螺母42呈T型结构，所述螺母套43内设有横截面呈T型结构的安装孔，所述螺母42安装于所述螺母套43上。通过螺母套43实现了螺母42与壳体40的定位功能，以方便旋转螺母42，使活塞41在壳体40内移动。
本实施方式还提供的一种所述风力发电叶片的安装方法，包括如下步骤：
步骤S1：所述中空第一子叶片1与所述中空第一子叶片2先可拆卸连接；
步骤S2：所述粘接组件5呈卷绕结构(如图5所示)放置于所述中空圆柱体401内，所述辅助安装器4从所述中空第一子叶片1的端部插入至所述中空第一子叶片1的内部，直到所述中空第一子叶片1和中空第二子叶片2相接处停止插入；此时旋转所述螺母42，使得所述活塞41向着所述中空圆柱体401的开口端运动，从而将所述中空圆柱体401内的所述粘接组件5推出，使得所述粘接组件5落在所述中空第一子叶片1和中空第二子叶片2相接处，所述粘接组件5自动展开且所述未固化的预浸料层51贴合所述中空第一子叶片1和中空第二子叶片2的内壁；此时所述加热组件对所述中空第一子叶片1和中空第二子叶片2相接处加热，使所述未固化的预浸料层51受热固化而将所述中空第一子叶片1和中空第二子叶片2粘合在一起。其中所述粘接组件5落在所述中空第一子叶片1和中空第二子叶片2相接处时，所述粘接组件5位于所述第一限位块11和第二限位块22之间。
当中空第一子叶片1和中空第二子叶片2安装完成后，中空第一子叶片1端部与主轴通过紧固件相连接，同时通过定位销定位。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (9)
1.一种风力发电装置，其特征在于，包括塔座、通过主轴转动安装于所述塔座上的多个风力发电叶片、安装于所述塔座上且与所述主轴相连接的风力发电机；所述风力发电叶片包括中空第一子叶片、中空第二子叶片、粘接组件和加热组件，所述粘接组件包括弹性钢板、设于所述弹性钢板表面的未固化的预浸料层，所述中空第一子叶片与所述中空第二子叶片可拆卸连接，所述中空第一子叶片和中空第二子叶片内部的相接处设有所述粘接组件，所述未固化的预浸料层贴合所述中空第一子叶片和中空第二子叶片内壁，所述加热组件对所述中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处加热，所述未固化的预浸料层受热固化而将所述中空第一子叶片和中空第二子叶片粘合在一起；
所述风力发电叶片还包括辅助安装器，所述辅助安装器包括壳体、活塞、螺母，所述壳体包括依次相连接的中空圆柱体、圆管和圆盘；所述中空圆柱体的一端呈开口结构，且另一端与所述圆管相连通；所述圆盘中心设有与所述圆管内孔相连通的中心孔，所述活塞包括活塞环、与所述活塞环相连接的活塞杆，所述活塞杆的端部设有外螺纹，所述活塞杆依次穿过所述中空圆柱体、圆管和圆盘，所述活塞环的外径大于所述圆管内孔的内径，且所述活塞环的外径小于所述中空圆柱体的内径，所述活塞环位于所述中空圆柱体内，所述螺母安装于所述活塞杆的外螺纹处。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述中空第一子叶片内壁上设有第一限位块，所述中空第二子叶片内壁设有第二限位块，所述中空第一子叶片和中空第二子叶片端面相贴合，且所述粘接组件位于所述第一限位块和第二限位块之间。
3.根据权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述风力发电叶片还包括卡扣组件，所述卡扣组件包括卡扣、弹簧片，所述卡扣的一端与所述中空第二子叶片转动连接，所述弹簧片的一端与所述中空第二子叶片相连接，另一端与所述卡扣相连接，所述中空第一子叶片上设有与所述卡扣相配合的卡槽。
4.根据权利要求3所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述风力发电叶片还包括定位组件，所述定位组件包括设于所述中空第一子叶片上的定位插销、设于所述中空第二子叶片上且与所述定位插销相配合的销孔。
5.根据权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述加热组件包括包裹所述中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处外表面的加热片。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电装置，其特征在于，所述辅助安装器还包括螺母套，所述螺母套与所述圆盘相连接，所述螺母包括螺母本体和与所述螺母本体相连接的圆形定位台，所述螺母呈T型结构，所述螺母套内设有横截面呈T型结构的安装孔，所述螺母安装于所述螺母套上。
7.一种如权利要求1或6所述风力发电装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：所述中空第一子叶片与所述中空第一子叶片先可拆卸连接；
步骤S2：所述粘接组件呈卷绕结构放置于所述中空圆柱体内，所述辅助安装器从所述中空第一子叶片的端部插入至所述中空第一子叶片的内部，直到所述中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处停止插入；此时旋转所述螺母，使得所述活塞向着所述中空圆柱体的开口端运动，从而将所述中空圆柱体内的所述粘接组件推出，使得所述粘接组件落在所述中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处，所述粘接组件自动展开且所述未固化的预浸料层贴合所述中空第一子叶片和中空第二子叶片的内壁；此时所述加热组件对所述中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处加热，使所述未固化的预浸料层受热固化而将所述中空第一子叶片和中空第二子叶片粘合在一起。
8.根据权利要求7所述的安装方法，其特征在于，所述中空第一子叶片和中空第二子叶片通过卡扣组件可拆卸连接。
9.根据权利要求7所述的安装方法，其特征在于，所述中空第一子叶片内壁上设有第一限位块，所述中空第二子叶片内壁设有第二限位块；所述粘接组件落在所述中空第一子叶片和中空第二子叶片相接处时，所述粘接组件位于所述第一限位块和第二限位块之间。
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