风机叶片和风力发电机

文档序号:130581 发布日期:2021-10-22 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 风机叶片和风力发电机 (Fan blade and wind driven generator ) 是由 路绪恒 王国军 于 2021-08-31 设计创作,主要内容包括:本申请提供一种风机叶片和风力发电机。风机叶片包括叶尖段、叶根段及连接件。在叶尖段的第一连接端与叶根段的第二连接端对接后,采用由热塑性材料制成的连接件并通过加热、加压的方式与第一连接端和第二连接端粘接固定。本申请提供一种风力发电机。如此设置,使叶尖段与叶根段的连接处的质量轻,连接更加可靠,从而对整机载荷影响较小,且结构简单,便于工厂生产以及风场现场操作。(The application provides a fan blade and a wind driven generator. The fan blade comprises a blade tip section, a blade root section and a connecting piece. After the first connecting end of the blade tip section is in butt joint with the second connecting end of the blade root section, a connecting piece made of thermoplastic materials is adopted and is fixedly bonded with the first connecting end and the second connecting end in a heating and pressurizing mode. The present application provides a wind power generator. So set up, make the quality of the junction of leaf tip section and leaf root section light, connect more reliably to it is less to carry the load influence to the whole machine, and simple structure, the factory production and the field operation of wind field of being convenient for.)

风机叶片和风力发电机

技术领域

本申请涉及风电技术领域,尤其涉及一种风机叶片和风力发电机。

背景技术

分段叶片是将常规的风机叶片分成两段或多段,以便于较长的风机叶片在山区运输而开发的一种新技术。在相关技术中,分成两段的叶尖段和叶根段的连接处的重量显著增加,导致风机叶片本身的重量和成本增加较大,且不方便工厂加工和风场实施。

发明内容

本申请提供一种旨在减轻叶尖段与叶根段连接处的质量的风机叶片和风力发电机。

本申请提供一种风机叶片,其中包括:

叶尖段、叶根段及连接件;所述叶尖段包括第一连接端,所述叶根段包括第二连接端,所述连接件由热塑性材料制成,所述连接件被加热软化后,通过压力与所述第一连接端和所述第二连接端粘接固定,使所述叶尖段与所述叶根段连接。

可选的,所述第一连接端的表面低于所述叶尖段其余部分的表面,以在所述第一连接端的外围形成第一凹陷空间;所述第二连接端的表面低于所述叶根段其余部分的表面,以在所述第二连接端的外围形成第二凹陷空间;所述连接件容纳于所述第一凹陷空间和所述第二凹陷空间。

可选的,所述第一凹陷空间的深度、所述第二凹陷空间的深度,与所述连接件的厚度相同。

可选的,所述连接件包括首尾相接的第一连接件和第二连接件;所述第一连接件和所述第二连接件共同包裹所述第一连接端和所述第二连接端。

可选的,所述叶尖段包括垂直于长度方向设置的第一端和第二端,所述第一连接件和所述第二连接件相接形成第一接缝和第二接缝,所述第一接缝位于所述第一端,所述第二接缝位于所述第二端。

可选的,所述叶尖段包括叶尖段主梁,所述叶尖段主梁的宽度沿着所述叶尖段的长度方向逐渐增加,所述叶尖段主梁的大端的宽度与所述第一连接端的宽度相等。

可选的,所述叶根段包括叶根段主梁,所述叶根段主梁的宽度沿着所述叶根段的长度方向逐渐增加,所述叶根段主梁的大端的宽度与所述第二连接端的宽度相等。

可选的,所述连接件的外轮廓面与所述叶根段的外轮廓面和所述叶尖段的外轮廓面相匹配。

可选的,所述第一连接端和所述第二连接端由热固性材料制成。

本申请还提供一种风力发电机,其中包括:

塔架;

设置于塔架顶端的机舱;

设置于机舱前端的风轮,所述风轮包括如上述所述的风机叶片。

本申请提供一种风机叶片,包括叶尖段、叶根段及连接件。在叶尖段的第一连接端与叶根段的第二连接端对接后,进而采用由热塑性材料制成的连接件并通过加热、加压的方式与第一连接端和第二连接端的表面粘接固定。如此设置,使叶尖段与叶根段的连接处的质量轻,连接更加可靠,从而对整机载荷影响较小,且结构简单,便于工厂生产以及风场现场操作。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1所示为本申请提供的风力发电机的部分结构示意图;

图2所示为本申请提供的风机叶片的叶尖段和叶根段的分解主视图;

图3所示为本申请提供的风机叶片的一个实施例的叶尖段、叶根段及连接件的分解结构图;

图4所示为本申请提供的风机叶片的一个实施例的叶尖段、叶根段及连接件的连接示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。除非另作定义,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出,“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明,而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而且可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请提供的风机叶片,包括叶尖段、叶根段及连接件。叶尖段包括第一连接端。叶根段包括第二连接端。连接件由热塑性材料制成。连接件被加热软化后,通过压力与第一连接端和第二连接端粘接固定,使叶尖段与叶根段连接。

本申请提供的风力发电机,包括塔架、设置于塔架顶端的机舱、设置于机舱前端的风轮。风轮包括风机叶片。

本申请提供的风机叶片,包括叶尖段、叶根段及连接件。在叶尖段的第一连接端与叶根段的第二连接端对接后,采用由热塑性材料制成的连接件并通过加热、加压的方式与第一连接端和第二连接端的表面粘接固定。如此设置,使叶尖段与叶根段的连接处的质量轻,连接更加可靠,从而对整机载荷影响较小,且结构简单,便于工厂生产以及风场操作。

图1所示为本申请提供的风力发电机11的部分结构示意图。如图1所示,风力发电机11包括塔架12、设置于塔架12顶端的机舱13、设置于机舱13前端的风轮14。风轮14包括风机叶片1。风机叶片1的数量不限,包括但不限于三个。

图2所示为本申请提供的风机叶片1的叶尖段2和叶根段3的分解主视图。图3所示为本申请提供的风机叶片1的一个实施例的叶尖段2、叶根段3及连接件4的分解结构图。结合图2、图3所示,风机叶片1包括叶尖段2、叶根段3及连接件4。叶尖段2与叶根段3分体设置,连接件4用于连接叶尖段2与叶根段3。具体的,叶尖段2包括位于端部的第一连接端5。叶根段3包括位于端部的第二连接端6。连接件4由热塑性材料制成,加热后能够软化。连接件4被加热软化后,通过压力与第一连接端5和第二连接端6粘接固定,使叶尖段2与叶根段3连接。如此设置,使叶尖段2与叶根段3的连接处的质量轻,连接更加可靠,从而对整机载荷影响较小,且结构简单,便于工厂生产以及风场操作。

风机叶片1采用叶尖段2与叶根段3分段设置,可以减小运输风机叶片1的困难,例如,可以将叶尖段2和叶根段3进行分段运输,运输至风场后再通过连接件4将叶尖段2与叶根段3连接在一起。

连接件4由热塑性材料制成。所谓热塑性材料指具有加热会软化,冷却后硬化的特性的塑料。该热塑性材料的质量轻,不会大幅增加叶尖段2和叶根段3连接处的重量,对风机的整体载荷较小。并且,该热塑性材料可以多次成型,便于后期维修。在其他一些实施例中,可以采用设备对连接件4同时进行加热加压,这样可以减少操作时间。

请参考图2,在一些实施例中,叶尖段2包括叶尖段主梁19,叶尖段主梁19的宽度沿着叶尖段2的长度方向(如图2中左侧箭头方向)逐渐增加,叶尖段主梁19的大端(如图2中叶尖段主梁19与第一连接端5的连接处)的宽度与第一连接端5的宽度相等。叶尖段主梁19的宽度朝向叶根段3的方向逐渐增加,直至其大端的宽度与第一连接端5的宽度相等,从而能够与第一连接端5平滑过渡,以避免在叶尖段2上产生应力集中,从而使整机的载荷传递更加均匀。

在一些实施例中,叶根段3包括叶根段主梁20,叶根段主梁20的宽度沿着叶根段3的长度方向(如图2中右侧箭头方向)逐渐增加,叶根段主梁20的大端(如图2中叶根段主梁20与第二连接端6的连接处)的宽度与第二连接端6的宽度相等。叶根段主梁20的宽度朝向叶尖段2的方向逐渐增加,直至其大端的宽度与第二连接端6的宽度相等,从而能够与第二连接端6平滑过渡,以避免在叶根段3上产生应力集中,从而使整机的载荷传递更加均匀。

在一些实施例中,连接件4包括首尾相接的第一连接件9和第二连接件10。第一连接件9和第二连接件10共同包裹第一连接端5和第二连接端6。也就是说,连接件4采用分体结构,至少包括第一连接件9和第二连接件10两部分,例如,第一连接件9可以包裹第一连接端5和第二连接端6的上侧表面,第二连接件10可以包裹第一连接端5和第二连接端6的下侧表面,从而实现对第一连接端5和第二连接端6的共同包裹。如此,可以通过第一连接件9和第二连接件10实现对第一连接端5和第二连接端6的分段连接,以降低连接难度。此外,第一连接件9与第二连接件10粘接在第一连接端5和第二连接端6的表面,首尾相接,以360°全方位包裹在第一连接端5和第二连接端6的表面,可以避免第一连接端5和/或第二连接端6的某些部位未覆盖连接件4,影响叶尖段2与叶根段3连接的可靠性,以及影响风机叶片1的整体美观性。在一些实施例中,第一连接件9和第二连接件10均设置为板状结构。

如图3所示,在一些实施例中,第一连接端5的表面低于叶尖段2其余部分的表面,以在第一连接端5的外围形成第一凹陷空间7。第二连接端6的表面低于叶根段3其余部分的表面,以在第二连接端6的外围形成第二凹陷空间8。连接件4容纳于第一凹陷空间7和第二凹陷空间8。具体而言,第一连接端5向叶尖段2内凹陷一定的厚度,使叶尖段2在第一连接端5处可以形成一定尺寸的容纳空间,该容纳空间为第一凹陷空间7。第二连接端6向叶根段3内凹陷一定的厚度,使叶根段3在第二连接端6处可以形成一定尺寸的容纳空间,该容纳空间为第二凹陷空间8。第一凹陷空间7和第二凹陷空间8对接后连通,将连接件4容纳在第一凹陷空间7和第二凹陷空间8内,与第一连接端5和第二连接端6粘接固定。如此,可以使软化后的连接件4填充在第一凹陷空间7和第二凹陷空间8内,避免连接件4凸出于叶尖段2和叶根段3的外表面,由此可以根据第一凹陷空间7和第二凹陷空间8的大小设定连接件4的尺寸,确保连接件4用量适当,不会大幅度增加整机的重量。

在一些实施例中,第一凹陷空间7的深度、第二凹陷空间8的深度,与连接件4的厚度相同。使连接件4粘接固定在第一连接端5和第二连接端6上,能够与叶尖段2及叶根段3的表面平齐,防止风机叶片1的整体表面凹凸不平,影响美观性,且防止造成风机叶片1的表面的气流压力不同,从而影响风机叶片1的性能。

在一些实施例中,连接件4的外轮廓面与叶根段3的外轮廓面和叶尖段2的外轮廓面相匹配。具体的,第一连接件9朝向第一连接端5和第二连接端6的表面形状与对应连接的第一连接端5和第二连接端6的表面形状形同。这样设置,使得第一连接件9在未加热软化之前就可以和第一连接端5和第二连接端6的同一侧表面有效贴合,当第一连接件9被加热软化后,有利于第一连接件9与第一连接端5和第二连接端6之间可以无缝隙粘接,减少对整机气动性能的影响。同样,第二连接件10朝向第一连接端5和第二连接端6的表面形状与对应连接的第一连接端5和第二连接端6的表面形状形同,使得第二连接件10在未加热软化之前就可以和第一连接端5和第二连接端6的另一侧表面有效贴合,当第二连接件10被加热软化后,有利于第二连接件10与第一连接端5和第二连接端6之间可以无缝隙粘接,减少对整机气动性能的影响。

在一些实施例中,第一连接件9可以根据第一凹陷空间7的形状裁剪层压成型,及第二连接件10可以根据第二凹陷空间8的形状裁剪层压成型,进而将第一连接件9和第二连接件10运输至风场。

图4所示为本申请提供的风机叶片1的一个实施例的叶尖段2、叶根段3及连接件4的连接示意图。请结合图3和图4,在一些实施例中,叶尖段2包括垂直于长度方向设置的第一端15和第二端16。第一连接件9和第二连接件10相接形成第一接缝17和第二接缝18。第一接缝17位于第一端15,第二接缝18位于第二端16。叶尖段2与叶根段3呈扁柱状,相应的第一连接端5和第二连接端6呈扁柱状,从而通过第一连接件9与第二连接件10共同包裹第一连接端5和第二连接端6后,会在叶尖段2的第一端15和第二端16处分别对应形成第一接缝17和第二接缝18,使得第一连接件9与第二连接件10的吻合效果好,且简化第一连接件9与第二连接件10的加工操作。

在一些实施例中,第一连接端5和/或第二连接端6由热固性材料制成。热固性材料熔化温度高、强度高,不易变形,在加热和加压连接件4时,不会造成第一连接端5和第二连接端6变形,从而不会影响风机叶片1整体的性能。本实施例中,叶根段3和叶尖段2均采用热固性材料压制成型。

在连接叶尖段2和叶根段3的过程中,首先将第一连接端5与第二连接端6对准,以防止后续叶尖段2和叶根段3连接过程中出现偏差,导致连接可靠性下降。进一步将由热塑性材料制成的连接件4全方位360°覆盖在第一连接端5和第二连接端6的表面,并进一步加热连接件4,使连接件4加热后能够软化,进而通过对连接件4加压,使连接件4与第一连接端5和第二连接端6粘接固定,从而最后使叶尖段2与叶根段3连接。如此设置,使叶尖段2与叶根段3的连接处的质量轻,连接更加可靠,从而对整机载荷影响较小,且结构简单,便于工厂生产以及风场操作。

在一些实施例中,可以借助定位工装将第一连接端5与第二连接端6定位对准。

在一些实施例中,可以采用加热加压设备对连接件4进行加热、加压。在一些实施例中,加热加压设备包括加热丝。加热丝通电后,以热辐射的方式加热连接件4。在一些实施例中,加热加压设备包括加压机,通过加压机对连接件4进行加压,从而使连接件4与第一连接端5、第二连接端6粘接固定,进而叶尖段2与叶根段3连接完成。该加压机对连接件4全表面接触加压,使连接件4受力均匀,加压效果好,且避免连接件4的表面出现凹凸不平的现象,而影响风机叶片1的整体美观性。

在一些实施例中,在加热加压连接件4之后,等待连接件4冷却固化后,连接件4硬度增加,连接件4的强度增加,避免连接件4固化前被碰触而损坏,确保连接件4与第一连接端5和第二连接端6充分结合。连接件4可以在室温下固化,但不仅限于此。

在一些实施例中,加热连接件4的温度的范围值为100℃~300℃。优选的,加热连接件4的温度为200℃。

本申请各实施例公开的技术方案在不产生冲突的情况下,可以互为补充。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

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