CN217270597U - 分段叶片及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种分段叶片及风力发电机组，该叶片包括第一叶片部、第二叶片部、加固部件和第三蒙皮，其中，第一叶片部包括第一主梁、第一蒙皮和第一插接部件。第二叶片部包括第二主梁、第二蒙皮和第二插接部件，第二插接部件用于与第一插接部件相插接。加固部件用于穿设于第一插接部件和第二插接部件，以加固第一插接部件和第二插接部件的连接。第三蒙皮用于在第一插接部件与第二插接部件处于插接状态时，包裹第一插接部件和第二插接部件所在的插接区段，并且还包裹第一主梁的邻近第一插接部件的第一区段和第二主梁的邻近第二插接部件的第二区段。该叶片能够降低对运输环境、运输成本的投入及操作条件的要求。

Description

分段叶片及风力发电机组

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，具体涉及一种分段叶片及风力发电机组。

背景技术

随着工业技术的快速发展，对电量的需求越来越高，导致不可再生能源消耗过多，因此，急需发展新能源。其中，风力发电已成为最具经济性的新能源发电。

风力发电机组中叶片的设计直接影响发电量，为了获得较大的发电量，叶片的长度也越来越长。目前，绝大多数风力发电机组的叶片长度都在50m以上，甚至出现了80m以上以及100m的叶片，超长叶片对运输环境及运输成本的要求极高，而现有的分段叶片在实施难度、操作条件等方面要求较高，为降低对运输环境、运输成本的投入及操作条件的要求，亟需发展新的分段叶片。

实用新型内容

本申请提供了一种分段叶片及风力发电机组，能够降低对运输环境、运输成本的投入及操作条件的要求。

第一方面，本申请提供了一种分段叶片，包括：

第一叶片部，所述第一叶片部包括第一主梁、第一蒙皮和第一插接部件，所述第一主梁与所述第一插接部件连接，所述第一蒙皮包裹所述第一主梁的远离所述第一插接部件的第一区段；

第二叶片部，所述第二叶片部包括第二主梁、第二蒙皮和第二插接部件，所述第二主梁与所述第二插接部件连接，所述第二插接部件用于与所述第一插接部件相插接，所述第二蒙皮包裹所述第二主梁的远离所述第二插接部件的第二区段；

加固部件，用于穿设于所述第一插接部件和所述第二插接部件，以加固所述第一插接部件和所述第二插接部件的连接；

第三蒙皮，用于在所述第一插接部件与所述第二插接部件处于插接状态时，包裹所述第一插接部件和所述第二插接部件所在的插接区段，并且还包裹所述第一主梁的邻近所述第一插接部件的第一区段和所述第二主梁的邻近所述第二插接部件的第二区段。

本申请的技术方案中，叶片中的第一叶片部和第二叶片部可以分开制造和运输，这样使得制造和运输成本大大降低。运输至安装现场的叶片进行组装时，第一叶片部和第二叶片部通过第一插接部件和第二插接部件相插接的方式连接，操作容易，且组装难度低。

在本申请的一些实施例中，所述加固部件的数量为多个，且多个所述加固部件沿着所述第一插接部件和所述第二插接部件的弦向方向排布成至少一列。

在本申请的一些实施例中，所述第一蒙皮的靠近所述第三蒙皮的端部倾斜设置；

所述第二蒙皮的靠近所述第三蒙皮的端部倾斜设置；

所述第三蒙皮的两端部倾斜设置，以与所述第一蒙皮的倾斜面和所述第二蒙皮的倾斜面相接合。

在本申请的一些实施例中，所述第一蒙皮与所述第一主梁之间设置有第一粘接层，所述第一蒙皮的靠近所述第三蒙皮的端部还设置有第二粘接层；

所述第二蒙皮与所述第二主梁之间设置有第三粘接层，所述第二蒙皮的靠近所述第三蒙皮的端部还设置有第四粘接层；

所述第三蒙皮与所述插接区段之间设置有第五粘接层，所述第三蒙皮与所述第一主梁的邻近所述第一插接部件的第一区段和所述第二主梁的邻近所述第二插接部件的第二区段之间还设置有第六粘接层。

在本申请的一些实施例中，所述第一蒙皮和所述第三蒙皮之间的缝隙处设置有第一补强层；

所述第二蒙皮和所述第三蒙皮之间的缝隙处设置有第二补强层。

在本申请的一些实施例中，所述第一插接部件包括第一金属段；

所述第二插接部件包括第二金属段，其中，所述第一金属段和所述第二金属段可相插接。

在本申请的一些实施例中，所述第一插接部件为第一阶梯结构；

所述第二插接部件为与所述第一阶梯结构相配合的第二阶梯结构。

在本申请的一些实施例中，所述第一插接部件的端部设置有第一倾斜面，所述第二插接部件的端部设置有与所述第一倾斜面相适配的第二倾斜面。

在本申请的一些实施例中，所述第一主梁的靠近所述第一插接部件的一端具有第一内陷结构，所述第一插接部件具有与所述第一内陷结构相适配的第一突出结构；

所述第二主梁的靠近所述第二插接部件的一端具有第二内陷结构，所述第二插接部件具有与所述第二内陷结构相适配的第二突出结构。

第二方面，本申请还提供了一种风力发电机组，包括上述任一项实施例中所述的分段叶片。

本申请的技术方案中，由于风力发电机组包括上述任一实施例中的分段叶片，因此，该风力发电机组的制造成本和运输成本大大降低，且操作容易，组装难度低。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一些实施例的叶片的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的叶片的剖面图；

图3为图2的叶片局部A的放大图；

图4为本申请一些实施例的叶片中的主梁与插接部件构成箱体结构的示意图；

图5为本申请一些实施例的叶片中的主梁与插接部件连接的示意图；

图6为本申请一些实施例叶片中第一插接部件和第二插接部件连接的示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

10-叶片；

11-第一叶片部；

111-第一主梁；

1111-第一内陷结构；

112-第一蒙皮；

113-第一插接部件；

1131-第一突出结构；

114-第一粘接层；

115-第二粘接层；

116-第一腹板；

12-第二叶片部；

121-第二主梁；

1211-第二内陷结构；

122-第二蒙皮；

123-第二插接部件；

124-第三粘接层；

125-第四粘接层；

126-第二腹板；

1231-第二突出结构；

13-加固部件；

14-第三蒙皮；

141-第五粘接层；

142-第六粘接层；

15-螺母。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1-3所示，本申请提供了一种分段叶片，该叶片10包括第一叶片部11、第二叶片部12、加固部件13和第三蒙皮14，其中，第一叶片部11包括第一主梁111、第一蒙皮112和第一插接部件113，第一主梁111与第一插接部件113连接，第一蒙皮112包裹第一主梁111的远离第一插接部件113的第一区段。第二叶片部12包括第二主梁121、第二蒙皮122和第二插接部件123，第二主梁121与第二插接部件123连接，第二插接部件123用于与第一插接部件113相插接，第二蒙皮122包裹第二主梁121的远离第二插接部件123的第二区段。加固部件13用于穿设于第一插接部件113和第二插接部件123，以加固第一插接部件113和第二插接部件123的连接。第三蒙皮14用于在第一插接部件113与第二插接部件123处于插接状态时，包裹第一插接部件113和第二插接部件123所在的插接区段，并且还包裹第一主梁111的邻近第一插接部件113的第一区段和第二主梁121的邻近第二插接部件123的第二区段。

本申请的技术方案中，叶片10中的第一叶片部11和第二叶片部12可以分开制造和运输，这样使得制造和运输成本大大降低。运输至安装现场的叶片10进行组装时，第一叶片部11和第二叶片部12通过第一插接部件113和第二插接部件123相插接的方式连接，操作容易。在组装过程中，第一叶片部11和第二叶片部12通过第一插接部件113和第二插接部件123插接进行连接，在通过加固部件对第一插接部件113和第二插接部件123的连接进行加固，第三蒙皮14包裹于第一插接部件113和第二插接部件123的插接区域形成完整叶片10，从而大大降低了组装难度。

在本申请的实施例中，第一叶片部11和第二叶片部12中的一个可以为叶根部，另一个可以为叶尖部。以下的实施例中将第一叶片部11作为叶根部，第二叶片部12作为叶尖部进行展开描述。

在本申请的实施例中，对叶片10中的第一叶片部11和第二叶片部12的材质不做具体限制，可以为本领域技术人员所熟知的材质，例如玻纤、芯材和树脂等材料。在本申请的一些实施例中，第一主梁111和第二主梁121可以由玻纤、芯材和树脂等材料制成，而第一蒙皮112、第二蒙皮122和第三蒙皮14也可以由玻纤、芯材和树脂等材料制成，并且第一蒙皮112、第二蒙皮122和第三蒙皮14均具有迎风面和背风面，其作用是维持风力机叶片10的外形，使风力机叶片10具有很好的空气动力特性。其中，第一主梁111与第一插接部件113连接，第二主梁121和第二插接部件123连接，而且第一插接部件113和第二插接部件123可以相互插接，使第一叶片部11和第二叶片部12连接在一起。

在本申请的一些实施例中，第一叶片部11中的第一主梁111和第一插接部件113的连接可以是可拆卸连接，也可以是一体成型。第二叶片部12中的第二主梁121和第二插接部件123也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型。发明人基于制造工艺的简便性考虑，在本申请的一些具体实施例中，第一主梁111和第一插接部件113一体成型设置，而第二主梁121和第二插接部件123也一体成型设置。

此外，如图4所示，在本申请的一些实施例中，第一主梁111具有弧形面的板状结构，并且可以垂直连接第一腹板116，第二主梁121也是具有弧形面的板状结构，也可以垂直连接第二腹板126，从而构成箱体结构，这样能够提高第一主梁111和第二主梁121的刚度支持。另外，上述第一叶片部11和第二叶片部12中的箱体结构还有助于第一插接部件113和第二插接部件123的插接连接。

参照图5，为了能够使第一插接部件113和第二插接部件123的连接更加牢固，本申请的一些实施例中，加固部件13的数量为多个，且多个加固部件13沿着第一插接部件113和第二插接部件123的弦向方向排布成至少一列。可以理解是，排布成一列的多个加固部件13以第一插接部件113和第二插接部件123的轴心为圆心，在第一插接部件113或第二插接部件123的表面上围绕形成一圈。

继续参照图5所示，多个加固部件13沿着第一插接部件113和第二插接部件123的弦向方向排布成两列，这样能够提高第一插接部件113和第二插接部件123的牢固性。

在上述一些实施例中，加固部件13可以为螺栓或铆钉。示例性的，参照图6所示，若加固部件13采用螺栓，可以在制造插接部件时，将螺母15预先埋设在指定位置，并对该指定位置进行钻孔，螺栓与螺母15配合以加固第一插接部件113和第二插接部件123之间的连接。

在另外一些示例中，加固部件13可以采用铆钉，当分段叶片10被运输至安装现场进行组装时，在第一插接部件113和第二插接部件123上开设连接孔，将铆钉置于连接孔内以加固第一插接部件113和第二插接部件123之间的连接。

在本申请的一些实施例中，第一蒙皮112的靠近第三蒙皮14的端部倾斜设置，第二蒙皮122的靠近第三蒙皮14的端部倾斜设置，第三蒙皮14的两端部倾斜设置以与第一蒙皮112的倾斜面和第二蒙皮122的倾斜面相接合。上述蒙皮端部的倾斜设置可以增大接触面积，使它们之间连接更加牢固，并且还可以提高叶片10的强度。

可参照图2，为了增强蒙皮和主梁的连接性以及叶片10的强度，在本申请的一些实施例中，第一蒙皮112与第一主梁111之间设置有第一粘接层114，第二蒙皮122与第二主梁121之间设置有第三粘接层124。

继续参照图2，第一蒙皮112的靠近第三蒙皮14的端部还设置有第二粘接层115，第二蒙皮122的靠近第三蒙皮14的端部还设置有第四粘接层125，第三蒙皮14与第一插接部件113和第二插接部件123的插接区段之间设置有第五粘接层141，第三蒙皮14与第一主梁111的邻近第一插接部件113的第一区段和第二主梁121的邻近第二插接部件123的第二区段之间还设置有第六粘接层142。这样能够增强蒙皮和蒙皮以及蒙皮与其它区段的连接性，同时还可以提高叶片10的强度。

在上述的一些实施例中，各个粘接层通常可为任何合适的粘合剂或粘接材料。示例性的，粘接层可以包括环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯以及丙烯酸中的至少一者。

在本申请的一些实施例中，上述粘接层的层数可以是单层或多层，但厚度保持在5mm以内。

在制造上述蒙皮时，采用分隔层将上述蒙皮分隔开，并在模具内一体灌注成型。待成型后，将第一蒙皮112粘接在第一主梁111上，且第一主梁111连接第一插接部件113构成第一叶片部11；第二蒙皮122粘接在第二主梁121上，且第二主梁121连接第二插接部件123构成第二叶片部12。第一叶片部11和第二叶片部12脱离模具后，在第一蒙皮112和第三蒙皮14的连接区域、第二蒙皮122和第三蒙皮14的连接区域以及第一插接部件113和第二插接部件123的插接区域上保留分隔层，该分隔层的厚度与上述粘接层的厚度相适当，一方面，分隔层可以起到定位的作用，能够快速实现第一叶片部11和第二叶片部12的连接形成完整的叶片10；另一方面，分隔层在第一叶片部11和第二叶片部12脱离模具后进行组装时，大大降低分段制造时连接区域精度的控制。

另外，在本申请的一些实施例中，通过在第一蒙皮112和第三蒙皮14之间的缝隙处设置有第一补强层，以及在第二蒙皮122和第三蒙皮14之间的缝隙处设置有第二补强层，达到进一步增强蒙皮之间的连接性。示例性的，各个补强层可以使用预裁剪好的玻纤布通过手糊袋压或真空灌注的方式，对蒙皮之间的缝隙处分别施以补强作业。

在本申请的一些实施例中，第一插接部件113包括第一金属段，第二插接部件123包括第二金属段，其中，第一金属段和第二金属段可相插接。可相插接的第一金属段和第二金属段能够保证第一叶片部11和第二叶片部12的连接强度的同时，其连接面易加工，从而实现精确配合。

在本申请的一些实施例中，第一插接部件113为第一阶梯结构，第二插接部件123为与第一阶梯结构相配合的第二阶梯结构。这样能够使第一叶片部11和第二叶片部12的连接操作更加简便。

在本申请的另一些实施例中，第一插接部件113的端部设置有第一倾斜面，第二插接部件123的端部设置有与第一倾斜面相适配的第二倾斜面。这样也能够使第一叶片部11和第二叶片部12的连接操作更加简便。

在本申请的一些实施例中，第一主梁111的靠近第一插接部件113的一端具有第一内陷结构1111，第一插接部件113具有与第一内陷结构1111相适配的第一突出结构1131；第二主梁121的靠近第二插接部件123的一端具有第二内陷结构1211，第二插接部件123具有与第二内陷结构1211相适配的第二突出结构1231。内陷结构和突出结构的设置，可以增大主梁和插接部件的接触面积，增强主梁和插接部件的连接性。

以下对本申请的分段叶片10的组装过程进行详细描述，具体如下：

S10、定位对接：将第一主梁111和第一插接部件113构成的第一箱体结构与第二主梁121和第二插接部件123构成的第二箱体结构进行组合对接，可辅以工装进行定位。

S20、箱体结构的连接：在第一插接部件113和第二插接部件123的插接区域上使多个加固部件13沿叶片10弦向方向排列成一列或多列，并辅以防松动措施。其中，若加固部件13采用螺栓，可以在制造插接部件时，将螺母15预先埋设在指定位置，并对该指定位置进行钻孔，螺栓与螺母15配合以加固第一插接部件113和第二插接部件123之间的连接。若加固部件13采用铆钉，当分段叶片10被运输至安装现场进行组装时，在第一插接部件113和第二插接部件123上开设连接孔，将铆钉置于连接孔内以加固第一插接部件113和第二插接部件123之间的连接。

S30、蒙皮的粘接：对第一蒙皮112、第二蒙皮122及第三蒙皮14的连接区域表面进行表面处理后，通过粘接胶将第三蒙皮14中段与第一蒙皮112、第二蒙皮122粘接固定，形成完整的叶片10形态。

S40、补强：根据现场操作条件，可使用预裁剪好的玻纤布通过手糊袋压或真空灌注的方式，对第三蒙皮14与第一蒙皮112的连接区域、第三蒙皮14与第二蒙皮122的连接区域分别施以补强作业。

第二方面，本申请还提供了一种风力发电机组，包括上述任一项实施例中的分段叶片10。

本申请的技术方案中，由于风力发电机组包括上述任一实施例中的分段叶片10，因此，该风力发电机组的制造成本和运输成本大大降低，且操作容易，组装难度低。

具体的，上述风力发电机组主要包括塔筒、机舱、发电机以及叶轮，机舱设置于塔筒的顶端，发电机设置于机舱，可以位于机舱的内部，当然，也可以位于机舱的外部。叶轮包括轮毂以及两个以上分别与轮毂连接的叶片10，叶片10在风载的作用下带动轮毂转动，进而实现发电机的发电。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种分段叶片，其特征在于，包括：

第一叶片部，所述第一叶片部包括第一主梁、第一蒙皮和第一插接部件，所述第一主梁与所述第一插接部件连接，所述第一蒙皮包裹所述第一主梁的远离所述第一插接部件的第一区段；

第二叶片部，所述第二叶片部包括第二主梁、第二蒙皮和第二插接部件，所述第二主梁与所述第二插接部件连接，所述第二插接部件用于与所述第一插接部件相插接，所述第二蒙皮包裹所述第二主梁的远离所述第二插接部件的第二区段；

加固部件，用于穿设于所述第一插接部件和所述第二插接部件，以加固所述第一插接部件和所述第二插接部件的连接；

第三蒙皮，用于在所述第一插接部件与所述第二插接部件处于插接状态时，包裹所述第一插接部件和所述第二插接部件所在的插接区段，并且还包裹所述第一主梁的邻近所述第一插接部件的第一区段和所述第二主梁的邻近所述第二插接部件的第二区段。

2.根据权利要求1所述的分段叶片，其特征在于，所述加固部件的数量为多个，且多个所述加固部件沿着所述第一插接部件和所述第二插接部件的弦向方向排布成至少一列。

3.根据权利要求1或2所述的分段叶片，其特征在于，所述第一蒙皮的靠近所述第三蒙皮的端部倾斜设置；

所述第二蒙皮的靠近所述第三蒙皮的端部倾斜设置；

所述第三蒙皮的两端部倾斜设置，以与所述第一蒙皮的倾斜面和所述第二蒙皮的倾斜面相接合。

4.根据权利要求1所述的分段叶片，其特征在于，所述第一蒙皮与所述第一主梁之间设置有第一粘接层，所述第一蒙皮的靠近所述第三蒙皮的端部还设置有第二粘接层；

所述第二蒙皮与所述第二主梁之间设置有第三粘接层，所述第二蒙皮的靠近所述第三蒙皮的端部还设置有第四粘接层；

所述第三蒙皮与所述插接区段之间设置有第五粘接层，所述第三蒙皮与所述第一主梁的邻近所述第一插接部件的第一区段和所述第二主梁的邻近所述第二插接部件的第二区段之间还设置有第六粘接层。

5.根据权利要求4所述的分段叶片，其特征在于，所述第一蒙皮和所述第三蒙皮之间的缝隙处设置有第一补强层；

所述第二蒙皮和所述第三蒙皮之间的缝隙处设置有第二补强层。

6.根据权利要求1所述的分段叶片，其特征在于，所述第一插接部件包括第一金属段；

所述第二插接部件包括第二金属段，其中，所述第一金属段和所述第二金属段可相插接。

7.根据权利要求6所述的分段叶片，其特征在于，所述第一插接部件为第一阶梯结构；

所述第二插接部件为与所述第一阶梯结构相配合的第二阶梯结构。

8.根据权利要求6所述的分段叶片，其特征在于，所述第一插接部件的端部设置有第一倾斜面，所述第二插接部件的端部设置有与所述第一倾斜面相适配的第二倾斜面。

9.根据权利要求6所述的分段叶片，其特征在于，所述第一主梁的靠近所述第一插接部件的一端具有第一内陷结构，所述第一插接部件具有与所述第一内陷结构相适配的第一突出结构；

所述第二主梁的靠近所述第二插接部件的一端具有第二内陷结构，所述第二插接部件具有与所述第二内陷结构相适配的第二突出结构。

10.一种风力发电机组，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的分段叶片。

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