风机叶片及风力发电机的制作方法

1.本技术涉及风电技术领域，尤其涉及一种风机叶片及风力发电机。


背景技术：

2.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。


技术实现要素：

3.本技术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及风力发电机。
4.本技术提供一种风机叶片，其中包括：
5.叶尖段、叶根段；所述叶尖段包括设置于端部的第一连接端，所述叶根段包括设置于端部的第二连接端；所述第一连接端与所述第二连接端中的至少一者由热塑性材料制成，所述第一连接端与所述第二连接端被加热软化后，通过压力粘接固定，使所述叶尖段与所述叶根段连接。
6.可选的，所述第一连接端包括第一台阶，所述第二连接端包括第二台阶，所述第一台阶与所述第二台阶搭接。
7.可选的，所述第一台阶设有多个，沿所述第一连接端的厚度方向逐渐减小，所述第二台阶设有多个，沿所述第二连接端的厚度方向逐渐减小，所述第一台阶与所述第二台阶一一对应搭接。
8.可选的，所述第一连接端设有多个，多个所述第一连接端沿所述叶尖段的周向间隔分布，所述第二连接端设有多个，多个所述第二连接端沿所述叶根段的周向间隔分布，所述第二连接端与所述第一连接端一一对应设置。
9.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，所述第二连接端容纳于所述第一凹陷空间，与所述第一连接端接合；或
10.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，所述第一连接端容纳于所述第二凹陷空间，与所述第二连接端接合。
11.可选的，所述风机叶片包括加固件，所述加固件连接于第一连接端和第二连接端，并包覆于所述第一连接端和所述第二连接端的外表面。
12.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，所述第一连接端容纳于所述第二凹陷空间内，且包覆于所述第二连接端的外侧，所述加固件容纳在所述第二凹陷空间内；或
13.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，所述第二连接端容纳于所述第一凹陷空间内，且包覆于所述第一连接端的外侧，所述加固件设置在所述第一凹陷空间内。
14.可选的，所述第一连接端设置为预制件，通过灌注的方式与所述叶尖段形成为一体结构；和/或
15.所述第二连接端设置为预制件，通过灌注的方式与所述叶根段形成为一体结构。
16.可选的，所述叶尖段和所述叶根段中的至少一者由热固性材料制成。
17.本技术还提供一种风力发电机，其中包括：
18.塔架；
19.设置于所述塔架顶端的机舱；
20.设置于所述机舱前端的风轮，所述风轮包括如上述所述的风机叶片。
21.本技术提供的风机叶片，包括叶尖段、叶根段。叶尖段包括第一连接端。叶根段包括第二连接端。将由热塑性材料制成的第一连接端与第二连接端搭接后，再加热软化，并通过压力粘接固定，使叶尖段与叶根段连接。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。
22.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，并不能限制本技术。
附图说明
23.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
24.图1所示为本技术提供的风力发电机的部分结构示意图；
25.图2所示为本技术提供的风机叶片的部分分解结构示意图；
26.图3为图2所示的风机叶片的部分结构示意图；
27.图4所示为本技术的风机叶片的第一连接端与第二连接端连接的剖面图；
28.图5所示为本技术提供的风机叶片的第一连接端与第二连接端搭接过程中，采用的支撑结构的结构示意图；
29.图6所示为本技术提供的风机叶片的结构示意图。
具体实施方式
30.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技术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、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
31.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。除非另作定义，本技术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。本技术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。
32.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术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。
33.本技术提供的风机叶片，包括叶尖段、叶根段。叶尖段包括设置于端部的第一连接端。叶根段包括设置于端部的第二连接端。第一连接端与第二连接端中的至少一者由热塑性材料制成。第一连接端与第二连接端被加热软化后，通过压力粘接固定，使叶尖段与叶根段连接。
34.本技术提供的风力发电机，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。
35.本技术提供的风机叶片，包括叶尖段、叶根段。叶尖段包括第一连接端。叶根段包括第二连接端。将由热塑性材料制成的第一连接端与第二连接端搭接后，再加热软化，并通过压力粘接固定，使叶尖段与叶根段连接。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。
36.图1所示为本技术提供的风力发电机1的部分结构示意图。如图1所示，风力发电机1包括塔架2、设置于塔架2顶端的机舱3、设置于机舱3前端的风轮4。风轮4包括风机叶片5。风机叶片5的数量不限，包括但不限于三个。
37.图2所示为本技术提供的风机叶片5的部分分解结构示意图。如图1所示，风机叶片5包括叶尖段6、叶根段7。叶尖段6包括设置于端部的第一连接端8。叶根段7包括设置于端部的第二连接端9。叶尖段6与叶根段7分体设置，第一连接端8和第二连接端9用于连接叶尖段6与叶根段7。具体的，第一连接端8与第二连接端9中的至少一者由热塑性材料制成，加热后能够软化。第一连接端8与第二连接端9被加热软化后，通过压力粘接固定，使叶尖段6与叶根段7连接。如此设置，使叶尖段6与叶根段7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。在一些实施例中，可以采用加热加压设备对第一连接端8和第二连接端9加热和加压。
38.风机叶片5采用叶尖段6与叶根段7分段设置，可以减小运输风机叶片5的困难，例如，可以将叶尖段6和叶根段7进行分段运输，运输至风场后再通过叶尖段6的第一连接端8和叶根段7的第二连接端9将叶尖段6与叶根段7连接在一起。
39.此实施例中，第一连接端8与第二连接端9中的至少一者由热塑性材料制成。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6和叶根段7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。
40.图3为图2所示的风机叶片5的部分结构示意图。图4所示为本技术的风机叶片5的第一连接端8与第二连接端9连接的剖面图。在一些实施例中，第一连接端8包括第一台阶10。第二连接端9包括第二台阶11。第一台阶10与第二台阶11搭接。第一台阶10的台阶面与第二台阶11的台阶面呈相对设置。也就是说，若第一台阶10的台阶面朝上，则第二台阶11的台阶面朝下；若第一台阶10的台阶面朝下，则第二台阶11的台阶面朝上。如此，使第一台阶10与第二台阶11相对搭接。如此，第一连接端8与第二连接端9的接合面有多个，且位于不同的方位。例如，本实施例中，第一连接端8在第一台阶10处形成有第一竖直面22和第一水平面23，第二连接端9在第二台阶11处形成有第二竖直面24和第二水平面25，其中，第一竖直面22和第二竖直面24接合，第一水平面23和第二水平面25接合，两个结合面一个竖直，一个水平，位于不同的方位，两接合面可以承受不同方向的外力，连接强度高，抗破坏能力高。当然，接合面不限于水平面和竖直面，还可以是相对于水平方向倾斜的倾斜面。
41.在一些实施例中，第一台阶10设有多个，且沿第一连接端8的厚度方向逐渐减小。第二台阶11设有多个，且沿第二连接端9的厚度方向逐渐减小。第一台阶10与第二台阶11一一对应搭接。如此，在每一个第一台阶10和第二台阶11处，均形成有方位不同的至少两个接合面，使得第一连接端8与第二连接端9的连接强度进一步加强，提高叶尖段6和叶根段7连接的整体稳固性。
42.在一些实施例中，多个第一台阶10可以由多个第一连接板12依次错层叠置形成，多个第二台阶11多个由第二连接板13依次错层叠置形成。需要指出的是，第一台阶10和第二台阶11的形成方式不限。
43.在一些实施例中，第一连接端8设有多个，多个第一连接端8沿叶尖段6的周向间隔分布。第二连接端9设有多个，多个第二连接端9沿叶根段7的周向间隔分布。第二连接端9与第一连接端8一一对应设置。此实施例中，第一连接端8和第二连接端9均设有多个，多个第一连接端8与多个第二连接端9一一对应连接，连接面积增大，使叶尖段6与叶根段7的连接处更加稳固。多个第一连接端8与多个第二连接端9一一对应连接，使相互搭接的空间合理化，进而使相互搭接效果好。在一些实施例中，风机叶片5呈空心扁平状。第一连接端8设有至少两个，分别连接在叶尖段6的内壁，且相对设置，使叶尖段6受到的应力均匀。对应的，第二连接端9设有至少两个，分别连接在叶根段7的内壁，且相对设置，使叶根段7受到的应力均匀。如此，增加第一连接端8和第二连接端9的连接面积，且叶尖段6和叶根段7受力均匀使第一连接端8与第二连接端9搭接效果好，从而使叶尖段6与叶根段7连接更加稳固。
44.图5所示为本技术提供的风机叶片5的第一连接端8与第二连接端9搭接过程中采用的支撑结构18的结构示意图。结合图4、图5所示，在一些实施例中，在加热加压第一连接端8和第二连接端9时，采用支撑结构18支撑在风机叶片5的内部，用于防止第一连接端8和第二连接端9变形。具体的，支撑结构18包括第一支撑件19、第二支撑件20及连接于第一支撑件19和第二支撑件20之间的伸缩件21。其中，第一支撑件19抵接于第一连接板12和第二连接板13的连接处，第二支撑件20相对于第一支撑件19抵接于其他第一连接板12和第二连接板13的连接处，第一支撑件19与第二支撑件20对立设置。伸缩件21通过改变长度来改变第一支撑件19与第二支撑件20之间的距离，便于整体支撑结构18的安装和取出。在一些实施例中，第一支撑件19为板状结构。第二支撑件20为板状结构。在一些实施例中，伸缩件21
为杆状结构，且具有伸缩功能。
45.在一些实施例中，第一连接端8的表面低于叶尖段6其余部分的表面，以在第一连接端8的外围形成第一凹陷空间14。第二连接端9容纳于第一凹陷空间14，与第一连接端8接合。第一凹陷空间14为第二连接端9提供了容纳空间，当第一连接端8与第二连接端9连接后，从外观看，可以在风机叶片5形成较少的接缝，减小风机叶片5上的应力集中现象，从而使风机叶片5的载荷传递更加均匀。
46.在一些实施例中，第二连接端9的表面低于叶根段7其余部分的表面，以在第二连接端9的外围形成第二凹陷空间15。第一连接端8容纳于第二凹陷空间15，与第二连接端9接合。第二凹陷空间15为第一连接端8提供了容纳空间，当第一连接端8与第二连接端9连接后，从外观看，可以在风机叶片5形成较少的接缝，减小风机叶片5上的应力集中现象，从而使风机叶片5的载荷传递更加均匀。
47.在一些实施例中，第一连接端8设置为预制件，通过灌注的方式与叶尖段6形成为一体结构。第一连接端8可以预埋于叶尖段6内。第一连接端8与叶尖段6的连接处一体灌注，使连接更稳固，不易发生折断现象。
48.在一些实施例中，第二连接端9设置为预制件，通过灌注的方式与叶根段7形成为一体结构。第二连接端9可以预埋于叶根段7内。第二连接端9与叶根段7的连接处一体灌注，使连接更稳固，不易发生折断现象。
49.在一些实施例中，叶尖段6和叶根段7中的至少一者由热固性材料制成。热固性材料熔化温度高、强度高，不易变形，在加热和加压第一连接端8和第二连接端9时，不会造成叶尖段6和叶根段7变形，从而不会影响风机叶片5整体的性能。
50.图6所示为本技术提供的风机叶片5的结构示意图。如图6所示，风机叶片5包括加固件16，加固件16连接于第一连接端8和第二连接端9，并包覆于第一连接端8和第二连接端9的外表面。在第一连接端8与第二连接端9连接后，将加固件16包覆于第一连接端8和第二连接端9的表面，用于覆盖第一连接端8与第二连接端9连接后的部位，使得叶尖段6与叶根段7连接更加稳固，且使得风机叶片5的整体表面较平滑。
51.在一些实施例中，加固件16设有多个，多个加固件16首尾相接，以360
°
全方位包覆在第一连接端8和第二连接端9的表面，风机叶片5的外表面为曲面，加固件16分体设置，可以降低加工难度，并能够很好的与风机叶片5的外形相吻合，连接效果更好。在一些实施例中，加固件16为板状结构。
52.在一些实施例中，第一连接端8的表面低于叶尖段6其余部分的表面，以在第一连接端8的外围形成第一凹陷空间14，第二连接端9的表面低于叶根段7其余部分的表面，以在第二连接端9的外围形成第二凹陷空间15，第一连接端8容纳于第二凹陷空间15内，且包覆于第二连接端9的外侧，加固件16容纳在第二凹陷空间15内。也就是说，叶尖段6与叶根段7连接时，第二连接端9在外侧，第一连接端8在内侧，形成在第一连接端8外围的第一凹陷空间14可以容纳第二连接端9，形成在第二连接端9外侧的第二凹陷空间15可以容纳加固件16，这样可以减小第一连接端8与第二连接端9连接部位处的外轮廓尺寸，连接结构更加紧凑。加固件16连接于第二凹陷空间15内，可以加固叶尖段6与叶根段7的连接处，并且通过在第二凹陷空间15的上方设置加固件16，使风机叶片5的整体表面较平滑。在一些实施例中，加固件16通过栓钉17固定于叶尖段6和叶根段7。在一些实施例中，通过栓钉17固定于第一
连接端8和第二连接端9。
53.在一些实施例中，第二连接端9容纳于第一凹陷空间14内，且包覆于第一连接端8的外侧，加固件16设置在第一凹陷空间14内。也就是说，叶尖段6与叶根段7连接时，第一连接端8在外侧，第二连接端9在内侧，形成在第二连接端9外侧的第二凹陷空间15可以容纳第一连接端8，形成在第一连接端8外围的第一凹陷空间14可以容纳加固件16，这样可以减小第一连接端8与第二连接端9连接部位处的外轮廓尺寸，连接结构更加紧凑。加固件16设置在第一凹陷空间14内，可以加固叶尖段6与叶根段7的连接处，并且通过在第一凹陷空间14的上方设置加固件16，使风机叶片5的整体表面较平滑。
54.在连接叶尖段6和叶根段7的过程中，首先将预埋在叶尖段6内壁的第一连接端8与预埋在叶根段7内壁的第二连接端9定位对准，以防止后续第一连接端8和第二连接端9连接过程中出现偏差，导致连接可靠性下降。进一步将第一连接端8与第二连接端9相互搭接，再对第一连接端8和第二连接端9进行加热加压，使第一连接端8和第二连接端9软化，之后待冷却固化，使叶尖段6与叶根段7的连接处的强度增加。进一步，将加固件16覆盖于第一连接端8和第二连接端9且固定，有效提高叶尖段6和叶根段7的连接处的稳固性和可靠性。叶尖段6和叶根段7连接完成。如此，使叶尖段6与叶根段7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。
55.另外，需要说明的是，在对第一连接端8和第二连接端9加热加压之前，在第一连接端8和第二连接端9之间的连接处通过支撑结构18抵接贴合，以防止在加热加压的过程中，第一连接端8和第二连接端9变形，从而影响叶尖段6和叶根段7连接的可靠性。
56.本技术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。
57.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、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技术的一般性原理并包括本技术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，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
58.应当理解的是，本技术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。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。