[发明专利]一种组合式风轮叶片及含有其的风力发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机组部件、风轮叶片领域，具体地，涉及一种组合式风轮叶片及含有其的风力发电机组。

背景技术

风力发电是一种洁净的可再生绿色能源，其开发利用已成为二十一世纪世界各国争相采用的一种能源形式。叶片气动外形的改进和叶片长度的增加是提高风力发电功率的重要技术手段。因此，大型叶片的设计和制造就成为风电技术中的一个重要环节。目前叶片长度已从30多米达到了近70米。这就极大地增加了大型风轮叶片的制造和运输的难度。制造和运输效率低下、成本增高、并具有很大的风险性，这些不利因素已成为大型叶片生产、运输的巨大阻力。因此，组合式风轮叶片是大型风轮叶片发展的必然趋势。组合式风轮叶片采用分段制造，分段运输和现场组装技术，这一技术降低了制造和运输难度，提高了生产和运输效率，降低了生产及运输成本，是解决上述问题最有效的技术途径。

通过对现有专利的分析可将组合式(或称分段式)风轮叶片主要的连接方式归纳为以下三种：

1)轴杆式螺接法，代表专利US2011091326A1；

2)螺接法，螺接法又可分为以下三种：

a)预埋螺栓连接法，代表专利CN101718250A；

b)T型螺杆连接法，代表专利CN202596993U；

c)压板式螺接法，代表专利EP1244873B1。

3)对插式端面胶粘连接法，代表专利CN201210212757.8。

轴杆式螺接法是在叶片内部采用穿心连杆方式将两段叶片连接在一起，叶面外表面在静态时是平滑的，由于连杆仅为中心一点连接，叶面受风力作用旋转时在气动外力及扭矩作用下，其对接面因变形会产生缝隙和阶梯进而产生扰流，降低了叶片获取风能的效率。

三种螺接式连接均会造成叶面不平整，组装后需填补螺栓槽或对螺接凸出部位加装整流罩等工作，且组装工作较繁琐，而且还要承担螺栓松动或断裂的风险。

对插式端面胶粘连接法其可靠性值得怀疑，这种方法最大的问题是在风场现场使用树脂胶粘和手糊及固化工艺，其实现难度很大。

由此可见，上述现有的组合式风轮叶片在连接方式上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种结构简单、连接强度高、可靠性好、操作简便快捷的组合式风轮叶片，成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于克服上述几种连接方式的缺点和不足，提供一种结构紧凑、连接可靠、制造方便、安装简单快捷的组合式风轮叶片，以大大降低大型风轮叶片的制造和运输难度，降低生产和运输成本，提高生产和运输效率，实现现场的快速组装。

本发明的另一个目的是提供一种含有结构紧凑、连接可靠、制造方便、安装简单快捷的组合式风轮叶片的风力发电机组。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种组合式风轮叶片，所述叶片为两段以上的组合形式，所述相邻组合段的对接端面中的一个端面连接外法兰盘，另一个连接内法兰盘；所述外法兰盘与内法兰盘插合，且插合部分的内法兰盘外侧壁与外法兰盘内侧壁交汇，所述内法兰盘外侧壁上及外法兰盘内侧壁上分别设置有沿叶片宽度方向设置的凹槽，所述凹槽对合，形成一个截面为矩形的矩形槽；所述矩形槽分为多段，且在相邻段间的外法兰盘上设有开口，所述开口为楔形条带插入口；所述风轮叶片还包括多组楔形条带，所述楔形条带的组数与矩形槽的段数相等；每组楔形条带由左右两只楔形条带组成，且每组楔形条带中的左右两只楔形条带分别反向从同一段矩形槽两端的开口处插入矩形槽内，与矩形槽形成过盈配合；在矩形槽分段处的开口部位还固定有连接堵头。

进一步地，所述矩形槽分为上、下两段，所述开口分别为前缘开口及后缘开口，所述连接堵头分别为前缘连接堵头、后缘连接堵头。

进一步地，所述内法兰盘为分体式结构，在内法兰盘前缘和后缘处分割为上、下两段。

进一步地，所述外法兰盘为分体式结构，由所述前缘开口、后缘开口处分为上、下两段。

进一步地，所述前缘连接堵头、后缘连接堵头分别安装在外法兰盘的前缘和后缘的开口处并用内六角螺栓固定在内法兰盘上，且所述前缘连接堵头、后缘连接堵头与叶片翼型曲面相一致。

进一步地，在所述相邻组合段的对接端面中的靠近叶根的一侧端面连接外法兰盘，远离叶根的一侧端面连接内法兰盘。

进一步地，所述法兰盘的靠近叶片连接端设置有加强板，所述加强板插在与其连接的叶片的纤维铺层中，通过树脂的粘接与叶片壳体连接为一体。