CN112523934B - 一种分段式叶片、制造工艺及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分段式叶片、制造工艺及风力发电机组，包括第一叶片区段和与第一叶片区段连接的第二叶片区段，第一叶片区段包括第一连接部，第一连接部形成于第一叶片区段的主梁区域且位于第一叶片区段的端部，其包括若干个相邻接合的第一元件，所以第一元件具有一形状使得相邻的两个第一元件接合后在两者之间形成一插孔；第二叶片区段包括第二连接部，第二连接部形成于第二叶片区段的主梁区域且位于第二叶片区段的端部，其包括若干个相邻接合的第一元件，以及若干个第二元件；第二元件的形状与插孔相匹配、长度大于插孔；第二叶片区段的各第二元件插入第一叶片区段的各插孔中使第一叶片区段和第二叶片区段相连接。

Description

一种分段式叶片、制造工艺及风力发电机组

技术领域

本发明涉及制造工艺领域，具体涉及一种分段式叶片、制造工艺及风力发电机组。

背景技术

随着风电叶片长度越来越长，其运输的成本和困难显著增加。为了减小运输的困难，大幅节省运输成本，分段叶片是后续的主要发展趋势。

分段叶片在国内外发展已经有一段历史，但是由于分段叶片在分段位置的重量显著增加，导致叶片本身的重量和成本增加较大，从而导致分段叶片经济性较差，国内也一直没有得到实际风场应用。所以轻质可靠的连接方式是分段叶片最需求的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分段式叶片、制造工艺及风力发电机组，使分段式叶片的连接更加可靠，分段位置附加质量轻，便于工厂生产和风场现场操作。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种分段式叶片，包括第一叶片区段和与所述第一叶片区段连接的第二叶片区段，

所述第一叶片区段包括第一连接部，所述第一连接部形成于所述第一叶片区段的主梁区域且位于所述第一叶片区段的端部，其包括若干个相邻接合的第一元件，所以第一元件具有一形状使得相邻的两个所述第一元件接合后在两者之间形成一插孔；

所述第二叶片区段包括第二连接部，所述第二连接部形成于所述第二叶片区段的主梁区域且位于所述第二叶片区段的端部，其包括若干个相邻接合的所述第一元件，以及若干个第二元件；所述第二元件的形状与所述插孔相匹配、长度大于所述插孔，每一所述第二元件嵌于相邻的两个所述第一元件形成的插孔中；

所述第二叶片区段的各所述第二元件插入所述第一叶片区段的各所述插孔中使所述第一叶片区段和所述第二叶片区段相连接。

进一步地，所述第一连接部预埋于所述第一叶片区段的主梁中，所述第二连接部预埋于所述第二叶片区段的主梁中。

进一步地，所述第一叶片区段的主梁包括第一本体、第一过渡部和第一端部，所述第一连接部预埋于所述第一端部中；所述第二叶片区段的主梁包括第二本体、第二过渡部和第二端部，所述第二连接部预埋于所述第二端部中。

进一步地，所述第一端部在所述分段式叶片的弦向的尺寸大于所述第一本体在所述弦向的尺寸，所述第一过渡部呈喇叭形，连接于所述第一端部和所述第一本体之间；所述第二端部在所述分段式叶片的弦向的尺寸大于所述第二本体在所述弦向的尺寸，所述第二过渡部呈喇叭形，连接于所述第二端部和所述第二本体之间。

进一步地，所述第一元件为截面为马鞍形的拉挤件。

进一步地，所述第二元件为圆柱形拉挤件。

进一步地，所述第二元件具有螺纹或凹凸表面，所述螺纹或凹凸表面上缠绕纤维纱。

另一方面，本发明还提供了一种应用于上述的分段式叶片的制造工艺，该方法包括：

将第一连接部预埋于第一叶片区段的主梁区域，且所述第一连接部位于所述第一叶片区段的端部；

将第二连接部预埋于第二叶片区段的主梁区域，且所述第二连接部位于所述第二叶片区段的端部；

将若干第二元件分别插入所述第一连接部的若干个插孔内并固化，使所述第一叶片区段和第二叶片区段连接成为整体。

另一方面，本发明还提供了一种风力发电机组，安装有如上述的分段式叶片。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点之一：

本发明使分段式叶片的连接更加可靠，分段位置附加质量轻，便于工厂生产和风场现场操作。

本发明采用圆柱和马鞍型拉挤件，材料性能高，连接强度大。圆柱型拉挤件和马鞍型拉挤件都是复合材料，质量轻，而且通过树脂灌注和结构胶连接，不会大幅增加负重。马鞍型与圆柱型拉挤件相互配合较好，相互嵌挤密实，抗拉拔能力高。

附图说明

图1为本发明一实施例中分段式叶片的结构示意图；

图2为本发明一实施例中分段式叶片的侧视图；

图3为本发明一实施例中插件的第一种结构示意图；

图4为本发明一实施例中插件的第二种结构示意图；

图5为本发明一实施例中插件的第三种结构示意图；

图6为本发明一实施例中分段式叶片的剖视图；

图7为本发明一实施例中马鞍型拉挤件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1～7和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、分段式叶片、物品或者现场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、分段式叶片、物品或者现场设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、分段式叶片、物品或者现场设备中还存在另外的相同要素。

请参阅图1、图2所示，本实施例提供的一种分段式叶片1，包括第一叶片区段101和与所述第一叶片区段101连接的第二叶片区段102，

所述第一叶片区段101包括第一连接部，所述第一连接部形成于所述第一叶片区段101的主梁区域且位于所述第一叶片区段101的端部，其包括若干个相邻接合的第一元件103，所以第一元件103具有一形状使得相邻的两个所述第一元件103接合后在两者之间形成一插孔104；

所述第二叶片区段102包括第二连接部，所述第二连接部形成于所述第二叶片区段102的主梁区域且位于所述第二叶片区段102的端部，其包括若干个相邻接合的所述第一元件103，以及若干个第二元件105；所述第二元件105的形状与所述插孔104相匹配、长度大于所述插孔104，每一所述第二元件105嵌于相邻的两个所述第一元件103形成的插孔104中；

所述第二叶片区段102的各所述第二元件105插入所述第一叶片区段101的各所述插孔104中使所述第一叶片区段101和所述第二叶片区段102相连接。

本实施例通过上述的第一连接部、第二连接部、第一元件103和第二元件105等使第一叶片区段101和第二叶片区段102连接的更加可靠，其质量轻，而且便于工厂生产和风场现场操作。

本实施例中，所述第一元件103为拉挤件，优选是截面为马鞍形的拉挤件，相邻的两个马鞍形拉挤件在上端和下端相接合，而中间形成插孔。

本实施例中，所述第二元件105为拉挤件。优选为圆柱形拉挤件。圆柱形的第二元件105可具有螺纹或凹凸表面，螺纹或凹凸表面上缠绕纤维纱。纤维纱缠绕后，第二元件的表面基本齐平。

本实施例中，所述第一叶片区段101的主梁包括第一本体、第一过渡部和第一端部，所述第一连接部预埋于所述第一端部中；所述第二叶片区段102的主梁包括第二本体、第二过渡部和第二端部，所述第二连接部预埋于所述第二端部中。

本实施例中，所述第一端部在所述分段式叶片的弦向的尺寸大于所述第一本体在所述弦向的尺寸，所述第一过渡部呈喇叭形，连接于所述第一端部和所述第一本体之间；所述第二端部在所述分段式叶片的弦向的尺寸大于所述第二本体在所述弦向的尺寸，所述第二过渡部呈喇叭形，连接于所述第二端部和所述第二本体之间。

基于同一发明构思，本实施例还提供了一种应用于上述的分段式叶片的制造工艺，该方法包括：

将第一连接部预埋于第一叶片区段101的主梁区域，且所述第一连接部位于所述第一叶片区段101的端部；

将第二连接部预埋于第二叶片区段102的主梁区域，且所述第二连接部位于所述第二叶片区段102的端部；

请参阅6所示，将若干第二元件105分别插入所述第一连接部的若干个插孔104内，并灌注树脂进行固化，使得第一叶片区段101和第二叶片区段102连接成为整体。

请参阅图1所示，在叶片的分段位置，将主梁设计为喇叭口型式。喇叭口型式的结构可以增加预埋圆柱的个数，增加结合强度。另外通过宽度缓慢变化避免应力集中，载荷传递更加均匀。

将圆柱型拉挤件和马鞍型拉挤件相互配合，预埋在分段叶片一侧的主梁区域，圆柱型拉挤件比马鞍型拉挤件长，伸出叶片主梁。拉挤件的材料性能高，抗拉强度大。而且马鞍型和圆形拉挤件在叶片生产使便于排放，两种结构易于相互嵌合挤密，能有效提高两者的结合强度。而且马鞍型拉挤件与圆形拉挤件配合能够形成长方体，上下表面平增，如附图4，便于上下表面的铺层，提升两种拉挤件与主梁其它部位的结合强度。

在另一侧叶片中仅预埋马鞍型拉挤件，不预埋圆柱型拉挤件，形成圆孔，如附图2所示。方便凸出圆柱拉挤件插入。

请参阅3所示，拉挤圆柱的型式不限于光面，可以采用如附图4类似的螺纹型，附图5类似的凹凸型。所保护的类型包含但不限于上述的三种类型。

本实施例中，所述第一连接部预埋于所述第一叶片区段101的主梁中，所述第二连接部预埋于所述第二叶片区段102的主梁中。

基于同一发明构思，本实施例还提供了一种风力发电机组，安装有如上述的分段式叶片。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种分段式叶片，包括第一叶片区段和与所述第一叶片区段连接的第二叶片区段，其特征在于，

所述第一叶片区段包括第一连接部，所述第一连接部形成于所述第一叶片区段的主梁区域且位于所述第一叶片区段的端部，其包括若干个相邻接合的第一元件，所以第一元件具有一形状使得相邻的两个所述第一元件接合后在两者之间形成一插孔；

所述第二叶片区段包括第二连接部，所述第二连接部形成于所述第二叶片区段的主梁区域且位于所述第二叶片区段的端部，其包括若干个相邻接合的所述第一元件，以及若干个第二元件；所述第二元件的形状与所述插孔相匹配、长度大于所述插孔，每一所述第二元件嵌于相邻的两个所述第一元件形成的插孔中；

所述第一元件和所述第二元件均为拉挤件；

所述第二元件具有螺纹或凹凸表面，所述螺纹或凹凸表面上缠绕纤维纱；

所述第二叶片区段的各所述第二元件插入所述第一叶片区段的各所述插孔中使所述第一叶片区段和所述第二叶片区段相连接，所述纤维纱上灌注有树脂，灌注的树脂固化后，将所述第一叶片区段和所述第二叶片区段连接成为整体。

2.如权利要求1所述的分段式叶片，其特征在于，所述第一连接部预埋于所述第一叶片区段的主梁中，所述第二连接部预埋于所述第二叶片区段的主梁中。

3.如权利要求2所述的分段式叶片，其特征在于，所述第一叶片区段的主梁包括第一本体、第一过渡部和第一端部，所述第一连接部预埋于所述第一端部中；所述第二叶片区段的主梁包括第二本体、第二过渡部和第二端部，所述第二连接部预埋于所述第二端部中。

4.如权利要求3所述的分段式叶片，其特征在于，所述第一端部在所述分段式叶片的弦向的尺寸大于所述第一本体在所述弦向的尺寸，所述第一过渡部呈喇叭形，连接于所述第一端部和所述第一本体之间；所述第二端部在所述分段式叶片的弦向的尺寸大于所述第二本体在所述弦向的尺寸，所述第二过渡部呈喇叭形，连接于所述第二端部和所述第二本体之间。

5.如权利要求1所述的分段式叶片，其特征在于，所述第一元件为截面为马鞍形的拉挤件。

6.如权利要求2所述的分段式叶片，其特征在于，所述第二元件为圆柱形拉挤件。

7.一种应用于权利要求1至6中任一权利要求所述的分段式叶片的制造工艺，其特征在于，该工艺包括：

将第一连接部预埋于第一叶片区段的主梁区域，且所述第一连接部位于所述第一叶片区段的端部；

将第二连接部预埋于第二叶片区段的主梁区域，且所述第二连接部位于所述第二叶片区段的端部；

将若干第二元件分别插入所述第一连接部的若干个插孔内并固化，使所述第一叶片区段和第二叶片区段连接成为整体。

8.一种风力发电机组，其特征在于，所述风力发电机组安装有如权利要求1至6中任一权利要求所述的分段式叶片。

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