CN219492458U - 风电叶片及风力发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及风电技术领域，尤其涉及一种风电叶片及风力发电系统。该风电叶片包括叶片组件、轴承组件、法兰组件和第一连接组件，其中，法兰组件设置在叶片组件和轴承组件之间，法兰组件包括第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部连接，第一连接部上开设有单排连接孔，第二连接部上开设有多排连接孔。第一连接组件穿设在连接孔中，以实现轴承组件、法兰组件以及叶片组件三者的连接。能够提高该风电叶片的抗机械载荷能力，提高风电叶片的可靠性和稳定性。此外，在风电叶片具备相同的抗机械载荷能力的条件下，叶片组件的长度更小，进而节约耗材，降低叶片组件的重量，节约成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及风电技术领域，尤其涉及一种风电叶片及风力发电系统。
背景技术
随着风电行业的不断发展，风电叶片的长度和重量也在不断增长，因此对风电叶片的抗机械载荷能力的要求越来越高，提高风电叶片的强度显示尤为重要。现有技术中的风电叶片通常是通过具有单排连接孔的法兰实现叶片、法兰、轴承的连接，这种连接结构的风电叶片抗机械载荷能力较差，成本高。
因此，亟需设计一种风电叶片及风力发电系统，来解决以上技术问题。
实用新型内容
本实用新型的第一目的在于提出一种风电叶片，提高风电叶片的抗机械载荷能力，节约成本。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供一种风电叶片，包括：
叶片组件、轴承组件；
法兰组件，所述法兰组件设置在所述叶片组件和所述轴承组件之间，所述法兰组件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部连接，所述第一连接部上开设有单排连接孔，所述第二连接部上开设有多排连接孔；
第一连接组件，所述第一连接组件穿设在所述连接孔中，以实现所述轴承组件、所述法兰组件以及所述叶片组件三者的连接。
作为一种风电叶片的可选技术方案，所述第一连接部和所述第二连接部之间设置有过渡部，所述第一连接部、所述过渡部和所述第二连接部三者一体成型。
作为一种风电叶片的可选技术方案，所述过渡部呈倒角型或圆角型。
作为一种风电叶片的可选技术方案，所述过渡部处填充有复合材料构件。
作为一种风电叶片的可选技术方案，所述第一连接部和所述第二连接部均设置为多个。
作为一种风电叶片的可选技术方案，所述轴承组件包括第一穿孔，所述第一穿孔与所述连接孔对应设置，所述第一连接组件穿过所述第一穿孔与所述连接孔连接，以实现所述轴承组件和所述法兰组件之间的连接。
作为一种风电叶片的可选技术方案，所述轴承组件还包括第二穿孔和第二连接组件，所述第二连接组件穿设在所述第二穿孔并与风机轮毂连接。
作为一种风电叶片的可选技术方案，所述叶片组件上开设有安装孔，所述安装孔与所述连接孔对应设置，所述第一连接组件依次穿过所述第一穿孔、所述连接孔并与所述安装孔连接，以实现所述轴承组件、所述法兰组件以及所述叶片组件三者的连接。
作为一种风电叶片的可选技术方案，所述安装孔中预设有轴套，所述第一连接组件的一端与所述轴套连接。
本实用新型的第二目的在于提出一种风力发电系统，能够提高该风力发电系统的抗机械载荷能力，节约成本。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供一种风力发电系统，所述风力发电系统包括以上所述的风电叶片。
本实用新型的有益效果至少包括：
本实用新型提供一种风电叶片，该风电叶片主要包括叶片组件、轴承组件、法兰组件和第一连接组件，其中法兰组件设置在叶片组件和轴承组件之间，法兰组件包括第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部连接，第一连接部上开设有单排连接孔，第二连接部上开设有多排连接孔。第一连接组件穿设在连接孔中，以实现轴承组件、法兰组件以及叶片组件三者的连接。与现有技术相比，通过在法兰组件上设置有第一连接部和第二连接部，且第一连接部上开设有单排连接孔，第二连接部上开设有多排连接孔，从而提高了风电叶片的抗机械载荷能力，提高风电叶片的可靠性和稳定性。此外，在风电叶片具备相同的抗机械载荷能力的条件下，本实用新型中的叶片组件的长度更小，进而节约耗材，降低叶片组件的重量，节约成本。
本实用新型还提供一种风力发电系统，能够提高该风力发电系统的抗机械载荷能力，节约成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例所提供的风电叶片的结构示意图；
图2为本实用新型实施例所提供的法兰组件的结构示意图。
附图标记
100、叶片组件；110、安装孔；120、轴套；200、轴承组件；210、第一穿孔；220、第二穿孔；230、第二连接组件；300、法兰组件；310、第一连接部；320、第二连接部；330、连接孔；340、过渡部；400、第一连接组件。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1-图2所示，本实施例提供一种风电叶片，该风电叶片主要包括叶片组件100、轴承组件200、法兰组件300和第一连接组件400，其中，法兰组件300设置在叶片组件100和轴承组件200之间，法兰组件300包括第一连接部310和第二连接部320，第一连接部310和第二连接部320连接，第一连接部310上开设有单排连接孔330，第二连接部320上开设有多排连接孔330。第一连接组件400穿设在连接孔330中，以实现轴承组件200、法兰组件300以及叶片组件100三者的连接。
基于以上设计，通过作业人员前期对风电叶片的应力分析，在法兰组件300的低载荷区域处设置第一连接部310，高载荷区域处设置有第二连接部320，且第一连接部310上开设有单排连接孔330，第二连接部320上开设有多排连接孔330。示例性地，第二连接部320处的连接孔330可以设置为两排、三排、四排等数量，本实施例中以设置两排连接孔330为例进行阐述。第一连接组件400设置为多个，第一连接组件400穿过轴承组件200和连接孔330并与叶片组件100进行连接，从而实现轴承组件200、法兰组件300以及叶片组件100三者之间的连接。
可选地，本实施例中的轴承组件200可以设置为变桨轴承，第一连接组件400可以设置为螺栓。示例性地，在能满足风电叶片的抗机械载荷能力的前提下，穿设在第二连接部320的螺栓可以选择两排直径较小、材料性能较低的螺栓，从而减小螺栓的制造成本。
与现有技术相比，在本实施例中，通过在法兰组件300上设置有第一连接部310和第二连接部320，且第一连接部310上开设有单排连接孔330，第二连接部320上开设有多排连接孔330，从而提高了风电叶片的抗机械载荷能力，提高风电叶片的可靠性和稳定性。此外，在风电叶片具备相同的抗机械载荷能力的条件下，本实施例中的叶片组件100的长度更小，进而节约耗材，降低叶片组件100的重量，节约成本，同时也能够提高风电叶片装配的工作效率。
在一些可选的实施方式中，第一连接部310和第二连接部320均设置为多个，示例性地，第一连接部310和第二连接部320可以均设置为两个、三个、四个等数量。作业人员可以根据法兰组件300的实际受力分布情况，灵活设置第一连接部310和第二连接部320的位置。即，在受力分布较为集中处设置第二连接部320，在受力分布较为稀疏处设置第一连接部310。
此外，在一些可选地实施方式中，第一连接部310和第二连接部320可以交替设置。从而有利于提高法兰组件300受力的均匀性，避免法兰组件300应力集中。需要指出的是，作业人员可以根据风电叶片实际运转过程中，法兰组件300所受应力的大小来具体设定第一连接部310和第二连接部320的位置和数量，即，第一连接部310设置在法兰组件300受应力较小的区域，第二连接部320设置在法兰组件300受应力较大的区域，从而提高该风电叶片的抗机械载荷能力。
如图2所示，在本实施例中，第一连接部310和第二连接部320之间设置有过渡部340，第一连接部310、过渡部340和第二连接部320三者一体成型，从而提高法兰组件300的可靠性和稳定性。过渡部340的设置能够减少第一连接部310和第二连接部320之间产生应力集中的现象，从而提高法兰组件300的抗机械载荷能力。
进一步地，过渡部340呈倒角型或圆角型。当然，作业人员能够根据实际需求，还可以将过渡部340设置为其他的形状，本实施例对此不再过多赘述。
更进一步地，在本实施例中，过渡部340处填充有复合材料构件。可选地，复合材料可以是碳纤维、玻璃纤维等等，从而使得法兰组件300和叶片组件100之间形成完整的结构，避免此处出现空洞，提高叶片组件100和法兰组件300受力的均匀性，避免应力集中；同时，也能够避免叶片组件100内部进入异物，影响叶片组件100的气动性能。
如图1所示，在本实施例中，轴承组件200包括第一穿孔210，第一穿孔210与连接孔330对应设置，叶片组件100上开设有安装孔110，安装孔110与连接孔330对应设置，也就是说，本实施例中的第一穿孔210、连接孔330、安装孔110三者均对应设置，从而使得第一连接组件400能够依次穿过第一穿孔210、连接孔330并与安装孔110连接，以实现轴承组件200、法兰组件300以及叶片组件100三者的连接。第一连接组件400的数量与第一穿孔210、连接孔330、安装孔110的数量均相同，例如设置为20个、25个、30个等等。
进一步地，在本实施例中，轴承组件200还包括第二穿孔220和第二连接组件230，第二连接组件230穿设在第二穿孔220并与风机轮毂(图中未示出)连接。作业人员能够根据前期的受力分析，当轴承组件200与风机轮毂的连接处为高载荷区域时，可以将轴承组件200与风机轮毂的连接处进行加厚设计，同时采用直径更大的第二连接组件230进行连接。当然，也可以设置两排第二穿孔220，通过两排第二连接组件230穿设在两排第二穿孔220中，提高风电叶片的抗机械载荷能力。
可选地，第二连接组件230可以设置为螺栓。
如图1所示，在本实施例中，安装孔110中预设有轴套120，第一连接组件400的一端与轴套120连接。轴套120的设置有利于提高第一连接组件400与叶片组件100连接的可靠性和稳定性。示例性地，在能满足风电叶片的抗机械载荷能力的前提下，设置在与第二连接部320相对应的安装孔110中的轴套120，可以选择两排直径较小、材料性能较低的轴套120，从而减小轴套120的制造成本。
本实施例还提供一种风力发电系统，该风力发电系统包括上述风电叶片。提高该风力发电系统的抗机械载荷能力，节约成本。
显然，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
Claims (10)
1.风电叶片，其特征在于，包括：
叶片组件(100)、轴承组件(200)；
法兰组件(300)，所述法兰组件(300)设置在所述叶片组件(100)和所述轴承组件(200)之间，所述法兰组件(300)包括第一连接部(310)和第二连接部(320)，所述第一连接部(310)和所述第二连接部(320)连接，所述第一连接部(310)上开设有单排连接孔(330)，所述第二连接部(320)上开设有多排连接孔(330)；
第一连接组件(400)，所述第一连接组件(400)穿设在所述连接孔(330)中，以实现所述轴承组件(200)、所述法兰组件(300)以及所述叶片组件(100)三者的连接。
2.根据权利要求1所述的风电叶片，其特征在于，所述第一连接部(310)和所述第二连接部(320)之间设置有过渡部(340)，所述第一连接部(310)、所述过渡部(340)和所述第二连接部(320)三者一体成型。
3.根据权利要求2所述的风电叶片，其特征在于，所述过渡部(340)呈倒角型或圆角型。
4.根据权利要求2所述的风电叶片，其特征在于，所述过渡部(340)处填充有复合材料构件。
5.根据权利要求1所述的风电叶片，其特征在于，所述第一连接部(310)和所述第二连接部(320)均设置为多个。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的风电叶片，其特征在于，所述轴承组件(200)包括第一穿孔(210)，所述第一穿孔(210)与所述连接孔(330)对应设置，所述第一连接组件(400)穿过所述第一穿孔(210)与所述连接孔(330)连接，以实现所述轴承组件(200)和所述法兰组件(300)之间的连接。
7.根据权利要求6所述的风电叶片，其特征在于，所述轴承组件(200)还包括第二穿孔(220)和第二连接组件(230)，所述第二连接组件(230)穿设在所述第二穿孔(220)并与风机轮毂连接。
8.根据权利要求6所述的风电叶片，其特征在于，所述叶片组件(100)上开设有安装孔(110)，所述安装孔(110)与所述连接孔(330)对应设置，所述第一连接组件(400)依次穿过所述第一穿孔(210)、所述连接孔(330)并与所述安装孔(110)连接，以实现所述轴承组件(200)、所述法兰组件(300)以及所述叶片组件(100)三者的连接。
9.根据权利要求8所述的风电叶片，其特征在于，所述安装孔(110)中预设有轴套(120)，所述第一连接组件(400)的一端与所述轴套(120)连接。
10.风力发电系统，其特征在于，所述风力发电系统包括权利要求1-9中任一项所述的风电叶片。
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