一种可折叠、可分段拆装式金属结构风力发电机叶片的制作方法

本实用新型涉及中、大型水平轴风力发电机部件领域，特别是涉及一种可折叠、可分段拆装式金属结构风力发电机叶片。

背景技术：

随着世界对能源危机及环境污染问题的日益重视，国内外大力推动风能这一种清洁、可再生能源的开发利用，发展风力发电。风力发电站机组多为大型水平轴风力发电机(以下简称：风力机)。其中风力机叶片为风力机关键部件，占总成本的约25％。虽然设计技术日趋完善，但随风力机向兆瓦级以上大型化发展，叶片尺寸不断增大，长度从10米到50米以上。国内相当大比例的风电机叶片采用玻璃纤维、碳纤维、环氧树脂材料体系注塑成型，这类叶片在生产、运输、运行维护等方面都还存在不少问题，如果这些问题处理不善将导致的后果是叶片腐蚀、开裂甚至断裂。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可折叠、可分段拆装式金属结构风力发电机叶片，以解决上述现有技术存在的问题，使生产工艺简单、运输方便、运行维护简便、退役报废回收简单、利用率高。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种可折叠、可分段拆装式金属结构风力发电机叶片，包括分段式叶片主体，所述分段式叶片主体包括纵向主梁，所述纵向主梁上固定连接有多个垂直于所述纵向主梁轴线的翼肋，相邻两个所述翼肋之间固定连接有肋梁和桁条，所述肋梁对称设置于所述纵向主梁两侧；所述分段式叶片主体的分段端面上固定安装有多个折叠用铰链接头和固定用接头，相邻两个所述折叠用铰链接头之间开设有螺栓紧固孔，相邻两个所述固定用接头之间开设有螺栓紧固孔；所述分段式叶片主体外包覆有蒙皮。

可选的，所述分段式叶片主体的分段端面上交错设置有多个凸形紧固卡位和凹形紧固卡位，分别位于相邻两个分段端面上的凸形紧固卡位和凹形紧固卡位位置相对设置，且能够配合卡接。

可选的，所述折叠用铰链接头为呈“u”形结构，所述固定用接头为块状结构，所述折叠用铰链接头的两个侧边上开设有对称的连接通孔；所述固定用接头上开设有与所述折叠用铰链接头的连接通孔相对应的中间通孔；分别位于相邻两个分段端面上的折叠用铰链接头和固定用接头位置相对设置，且能够配合卡接。

可选的，所述蒙皮为能够拆装式结构。

可选的，所述蒙皮为永久紧固式的金属材质结构。

可选的，所述纵向主梁为金属管或金属型钢。

可选的，所述分段式叶片主体内填充有泡沫塑料。

可选的，所述翼肋上开设有多个大小和结构都不相同的镂空孔。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供的可折叠、可分段拆装式金属结构风力发电机叶片不用整体加工成型，避免了成型模具、烘箱等其他加工设备尺寸巨大的问题，能降低生产工艺的难度。中、大型叶片可以分10～30米一段进行折叠、分段拆装。也可以把各段叶片的生产模具、工装等设备运至风电场附近的简易厂房，就近进行生产制造，克服运输路况的限制，节约运输成本。这种结构还方便叶片的交通运输，可避免因为叶片运输时长度、高度超出铁路、公路等交通情况限制。确保能把分段的叶片送达位置偏远、交通不便的风电场，再进行现场组装叶片，达到降低运输成本目的。

叶片分段的安装连接位置采用可拆装式蒙皮，方便分段叶片到风电场的现场组装。永久紧固蒙皮的叶片纵向分段式连接紧固设计，更便于蒙皮成型叶片设计要求的气动外形，保障风能利用率。这样的蒙皮设计能降低生产制造工艺的难度。蒙皮采用不锈钢、铝合金等金属材质，能有效导电进行叶片雷电保护。金属材质蒙皮具有表面强度高、耐腐蚀性好、抗老化等优于环氧复合材料叶片的性能，能有效减少叶片在阳光、酸雨、狂风、风沙、盐雾等不利的恶劣环境条件下出现自然开裂、沙眼、表面磨损、剥皮、雷击损坏、横向裂纹等问题。让叶片维护更简易，避免高额维修费用。

叶片主体骨架采用金属管、金属型钢做纵向主梁及桁条、肋梁，金属板做翼肋，有效保障其结构强度、刚度，稳定性、耐候性好，雷电保护性能好。肋梁、翼肋采用镂空设计，在保证其结构强度性能的基础上，减轻叶片质量。

采用金属材质骨架、蒙皮的叶片在退役报废后，比较其它环氧复合材料类的叶片，金属材质叶片的可回收利用率极高。能极大降低报废处理难度，减少报废处理成本，金属材料可继续回收利用产生经济效益、社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1是本实用新型的整体外形结构示意图；

附图2是附图1中叶片b段的c-c分段面的连接结构示意图；

附图3是附图1中叶片a段的c-c分段面的连接结构示意图；

附图4是分段式叶片主体内部结构示意图；

附图标记说明：1、叶片a段，2、永久紧固式分段蒙皮，3、可拆装式蒙皮，4、叶片分段面，5、叶片b段，6、折叠用铰链接头，7、固定用接头，8、螺栓紧固孔，9、凹形紧固卡位，10、凸形紧固卡位，11、桁条，12、翼肋，13、肋梁，14、纵向主梁。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种可折叠、可分段拆装式金属结构风力发电机叶片，以解决上述现有技术存在的问题，使生产工艺简单、运输方便、运行维护简便、退役报废回收简单、利用率高。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型的提供一种可折叠、可分段拆装式金属结构风力发电机叶片，如图1-图4所示，其分段式叶片主体的骨架采用金属管、金属型钢做纵向主梁14及桁条11、肋梁13，金属板做翼肋12，分段式叶片主体内空可选择填充泡沫塑料，外覆不锈钢等金属材质蒙皮；具体地，如图2和图3所示，分段式叶片主体包括叶片a段1和叶片b段5，两段叶片均包括纵向主梁14，纵向主梁14上固定连接有多个垂直于纵向主梁14轴线的翼肋12，相邻两个翼肋12之间固定连接有肋梁13和桁条11，肋梁13对称设置于纵向主梁14两侧；分段式叶片主体的叶片分段面4处的分段端面上固定安装有多个折叠用铰链接头6和固定用接头7，相邻两个折叠用铰链接头6之间开设有螺栓紧固孔8，相邻两个固定用接头9之间开设有螺栓紧固孔8；蒙皮包覆于分段式叶片主体外。

进一步优选的，叶片分段位置的端面设有可相互连接的折叠用铰链接头6和固定用接头7；凹形紧固卡位9和凸形紧固卡位10，以及螺栓紧固孔8。工厂安装时将两叶片端面相对，把折叠用铰链接头6紧靠固定用接头7，对齐铰链的连接通孔和中间通孔，再安装好铰链销钉完成铰链连接，实现两段叶片的可折叠功能。两段叶片端面设有凹形紧固卡位9和凸形紧固卡位10，二者可互相耦合定位，使两段叶片连接紧密，位置准确紧固，可确保整个叶片的结构强度及气动外形的完整性；螺栓紧固孔8可以通过连接螺栓进一步提高两段叶片之间的稳定性。

蒙皮分为可拆装式蒙皮3和永久紧固式分段蒙皮2，永久紧固式分段蒙皮2为不锈钢、铝合金等金属材质蒙皮。叶片分段安装连接所需的操作工位上的蒙皮为可拆装式的，该处蒙皮到风场安装发电机叶片后再与叶片骨架桁条进行半永久或永久紧固密封。其他非安装操作位置外的蒙皮在叶片生产时就与骨架桁条永久紧固。永久紧固式分段蒙皮2为叶片纵向分段式，每0.5～3米一段进行连接。永久紧固式分段蒙皮2的叶片纵向分段式连接紧固设计，更便于蒙皮成型叶片设计要求的气动外形，保障风能利用率。这样的蒙皮设计能降低生产制造工艺的难度。蒙皮采用不锈钢、铝合金等金属材质，能有效导电进行叶片雷电保护。金属材质蒙皮具有表面强度高、耐腐蚀性好、抗老化等优于环氧复合材料叶片的性能，能有效减少叶片在阳光、酸雨、狂风、风沙、盐雾等不利的恶劣环境条件下出现自然开裂、沙眼、表面磨损、剥皮、雷击损坏、横向裂纹等问题。让叶片维护更简易，避免高额维修费用。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。