CN103670953A

CN103670953A - 一种分段式风力发电机叶片及其组装方法

Info

Publication number: CN103670953A
Application number: CN201310685771.4A
Authority: CN
Inventors: 高革命; 唐其练; 肖美跃; 王卫红; 华锡江; 刘帅栋; 叶漫红; 廖宁恺
Original assignee: Jiangxi electric power design institute
Current assignee: Jiangxi electric power design institute
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明公开了一种分段式风力发电机叶片，包括至少两个分段，每个分段包括C型叶壳和叶壳内的大梁，分段连接处的叶壳断面有固定螺栓孔，相邻的分段通过双向反向螺栓连接固定螺栓孔组装叶片。针对高山风电场，这种风机叶片能够分成两段，现场拼接安装。分段式风机叶片连接处采用螺栓连接、叶片中心采用钢骨架连接、拼接接口采用结构胶加固、表面采用玻璃纤维找平的方式。这种新型风机叶片不仅保证了叶片的强度，而且解决了高山风电场风机叶片运输困难、道路成本高的问题。具有很强的实用性。

Description

一种分段式风力发电机叶片及其组装方法

技术领域

本发明属于风力发电机叶片技术领域，具体涉及一种分段式风力发电机叶片。本发明还涉及该叶片的组装方法。

背景技术

我国华中和西南地区，山区分布相对较多，随着华中和西南地区的风力开发逐步扩大，山地风力发电场也在逐渐增多，其中风力发电机组中最长部件是叶片，山地风力发电场中叶片运输是制约山地风力发电场发展的因素之一，叶片在山地的运输主要有以下几个难点：1）运输车辆长；2）转弯半径大；3）叶片扫尾范围大。以上几点都会导致山地道路土石方量增大或山林砍伐较多，从而导致开发山地风电成本增大或使山地风电开发成为不可行。另外随着大容量机组和低风速运行机组的逐渐研发和应用，风机叶片长度将更长，山地风电叶片运输将更加困难，能否解决好风机叶片山地运输问题，将直接影响开发风电场的投资成本，也影响大容量机组和低风速运行机组在山地风场的推广。

目前国内已有部分风力发电机组厂家在研究分段风机叶片，但主要为连接处的分段玻璃纤维铺层设计、分段处的连接技术研究和分段后的模具设计和制作等三方面。国外厂商在分段式风机叶片也取得了一定的进展，美国BLADE dynamic公司研究开发叶片现场分段粘结技术；德国Enercon公司研究出叶片现场分段螺栓连接技术，但生产成本高且都处在试验或试运行阶段，成果还不成熟。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以分拆运输并能现场组装的分段式风力发电机叶片。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

一种分段式风力发电机叶片，包括至少两个分段，其特征在于：每个分段包括C型叶壳和叶壳内的大梁，分段连接处的叶壳断面有固定螺栓孔，相邻的分段通过双向反向螺栓连接固定螺栓孔组装叶片。

为了获得更好的技术效果，大梁由中间的腹板和上、下梁帽组成并形成工字型截面；相邻分段的大梁通过连接板连接；分段的连接端面倒角处理；在分段连接处缝隙使用结构胶填充；分段连接处的倒角处铺设一层树脂基复合材料。

本发明还提供一种分段式风力发电机叶片的组装方法，其步骤为：

1）将相邻分段轴向对齐；

2）将双向反向螺栓连接相邻分段的固定螺栓孔；

3）使用工具逐次旋转双向反向螺栓使相邻分段1和3沿着轴向蠕动，最后两片叶片拼接在一起；

4）使用结构胶填充相邻分段间形成的双向反向螺栓之工作台面宽度的缝隙。

为了获得更好的技术效果，步骤2中所述的双向反向螺栓套有防松垫片；在步骤将4前，使用连接板将相邻分段的大梁之腹板连接；在步骤4后，在分段连接处的分段倒角处铺设一层树脂基复合材料，再进行打磨，使得叶片在连接处顺滑，最后对连接处进行喷漆处理。

本发明适用于高山风电场和运输条件困难的山区，本发明能够分成至少两段，现场拼接安装。本发明分段式风机叶片连接处采用螺栓连接、叶片中心采用钢骨架连接、拼接接口采用结构胶加固、表面采用玻璃纤维找平的方式。这种新型风机叶片不仅保证了叶片的强度，而且解决了高山风电场风机叶片运输困难、道路成本高的问题，具有很强的实用性。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图；

图2为本发明实施例局部放大图；

图3为本发明实施例A-A’截面视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

一种分段式风力发电机叶片，包括至少两个分段1、3，每个分段包括C型叶壳和叶壳内的大梁4，分段1、3连接处的叶壳断面有固定螺栓孔8，相邻的分段1、3通过双向反向螺栓7连接固定螺栓孔8组装叶片，大梁4由中间的腹板和上、下梁帽组成并形成工字型截面；相邻分段的大梁4通过连接板9连接；分段1、3的连接端面倒角处理；在分段1、3连接处缝隙使用结构胶填充；分段1、3连接处的倒角处铺设一层树脂基复合材料。

一种分段式风力发电机叶片的组装方法，其步骤为：

1）将相邻分段1、3轴向对齐；

2）将套有防松垫片的双向反向螺栓7连接相邻分段1、3的固定螺栓孔8；

3）使用工具逐次旋转双向反向螺栓8的头部10使相邻分段1、3沿着轴向蠕动，最后两个分段1、3拼接在一起；

4）使用连接板9将相邻分段1、3的大梁4连接；

5）使用结构胶填充相邻分段1、3间的双向反向螺栓7之头部10宽度的缝隙；

6）在分段1、3连接处的分段倒角处铺设一层树脂基复合材料，再进行打磨，使得叶片在连接处顺滑，最后对连接处进行喷漆处理。

本发明主要原理是：本发明风力发电机叶片的主要材料为树脂基复合材料，俗名为玻璃钢，该复合材料采用玻璃纤维与环氧树脂固化合成，具有抗疲劳、耐腐蚀、易成型、高阻尼的特点，能满足风机叶片受力复杂、耐候性高、抗振性强、易维护的技术要求。本发明风力发电机叶片由C型叶壳和壳内的大梁组成，壳内大梁4由中间抗剪的腹板和上、下梁帽组成并形成工字型截面。C型叶壳和壳内大梁4共同承担叶片的弯矩和剪力。

本发明风力发电机叶片通过机械连接和化学连接共同完成。机械连接分为两部分：第一部分为分段通过双向反向螺栓7连接叶片分段1、3的固定螺栓孔8；第二部分为叶片内部的大梁4之间的螺栓5连接。化学连接也分为两部分，第一部分为叶片分段1、3间缝隙的结构胶的连接；第二部分为分段1、3连接处覆盖的树脂基复合材料连接。

本发明具体实施步骤为：

1）将风力发电机的叶片从中间将叶片分成两个分段1、3，分段后的截面11平整光滑，且不含污染杂质；

2）在风力发电机叶片的中心位置设置两道大梁4；

3）在分段的端面2处加强叶片的厚度，使得叶片的厚度能够进行固定螺栓孔8的开孔，在叶片的四周设置一圈固定螺栓孔8，固定螺栓孔8末端的叶片的厚度达到叶片设计的最小要求，避免叶片的局部强度破坏；

4）在分段1、3的端面2处倒角，把叶片拼接处的半径减小，形成连接后的豁口；

5）在施工过程中，首先将叶片分段1、3的两端定位，使得两分段1、3在同一轴线上，然后利用双向反向螺栓7将风机叶片分段1、3端面2处的固定螺栓孔8连接，在双向反向螺栓7上套上防松垫片，利用六角螺母扳手逐次扳动双向反向螺栓8的头部10，每个双向反向螺栓7每次以小角度转动，使两分段1、3沿着轴向均匀蠕动，最后两分段1、3拼接在一起；

6）为了加强风机叶片的连接强度，在风机叶片的大梁4上开孔，两个分段1、3的大梁4的两侧用钢板9搭接在一起，钢板与大梁用高强螺栓5连接；

7）在分段1、3之间直接形成宽度等于双向反向螺栓7头部10宽度的间隙，用结构胶12填充间隙，既保证了风机叶片的完整性，又加强了风机叶片的强度；

8）由于在步骤5）中，风机叶片连接处形成一个豁口，为了保证叶片的光滑性，在豁口的四周铺上树脂基复合材料，最后打磨，使得连接处顺滑，最后对连接处进行喷漆处理，保证叶片的美观。

Claims

1.一种分段式风力发电机叶片，包括至少两个分段，其特征在于：每个分段包括C型叶壳和叶壳内的大梁，分段连接处的叶壳断面有固定螺栓孔，相邻的分段通过双向反向螺栓连接固定螺栓孔组装叶片。

2.如权利要求1所述的分段式风力发电机叶片，其特征在于：所述的大梁由中间的腹板和上、下梁帽组成并形成工字型截面。

3.如权利要求2所述的分段式风力发电机叶片，其特征在于：相邻分段的大梁通过连接板连接。

4.如权利要求1或2所述的分段式风力发电机叶片，其特征在于：所述分段的连接端面倒角处理。

5.如权利要求1或2所述的分段式风力发电机叶片，其特征在于：分段连接处缝隙使用结构胶填充。

6.如权利要求1或2所述的分段式风力发电机叶片，其特征在于：所述的分段连接处的倒角处铺设一层树脂基复合材料。

7.一种分段式风力发电机叶片的组装方法，其步骤为：

1）将相邻分段轴向对齐；

2）将双向反向螺栓连接相邻分段的固定螺栓孔；

8.如权利要求7所述的分段式风力发电机叶片的组装方法，其特征在于：步骤2中所述的双向反向螺栓套有防松垫片。

9.如权利要求7或8所述的分段式风力发电机叶片的组装方法，其特征在于：所述的在步骤将4前，使用连接板将相邻分段的大梁连接。

10.如权利要求7或8所述的分段式风力发电机叶片的组装方法，其特征在于：在步骤4后，在分段连接处的分段倒角处铺设一层树脂基复合材料，再进行打磨，使得叶片在连接处顺滑，最后对连接处进行喷漆处理。