本实用新型涉及风力发电技术领域，特别是一种风力发电叶片。
背景技术：
叶片是风力发电机组的关键部件之一，主要通过气体自然风的风速为动能吹动叶片旋转，通过叶片旋转的动能力量转动发电机产生电力。为了充分利用风能而产生更高的发电效率，叶片的长度需要做的较长，然而，叶片越长，加工难度越大、工艺越复杂，难以保证叶片质量；而且叶片大多整体制造，运输成本高，且运输困难。为了解决该问题，很多叶片制造厂家在制造时将叶片沿长度方向划分为两段或更多段，并在运输至目的地后将多段叶片拼接成整体叶片。
另外，叶片长度越长，强度就会大大降低，尤其是叶片分段拼接结构，其拼接处的强度较弱，很容易导致叶片折断。为了增加叶片强度，常规技术手段是在叶片的内腔中设置加强板来支撑叶片，然而设置加强板只能对叶片进行局部加强，避免空心叶片塌陷，仍旧不能增强叶片整体的稳定性，也不能加强分段叶片的整体刚度和稳定性。
再者，现有的叶片，当需要更换时，需要整体更换，或者某一处损坏时，那叶片整体报废，导致成本大大增加，且影响工作。
技术实现要素：
本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种自重轻，降低成本，稳定可靠，更换方便，结构强度大的风力发电叶片。
本实用新型的技术方案是：一种风力发电叶片，包括叶翼和叶茎，所述叶翼是由多块夹芯板和弧板拼接而成的空腔结构，且所述叶翼包括依次连接的叶根段、叶中段和叶尖段；所述叶茎沿所述叶根段向所述叶尖段的方向设在所述叶翼的空腔中，且所述叶茎的外壁与所述夹芯板的内壁相接。
进一步，所述叶茎为分段结构。
进一步，所述叶茎为锥管结构。
进一步，所述叶茎为圆锥管结构或多边形锥管结构。
进一步，所述叶根段的端部设有连接件。
进一步，所述叶中段为多段拼接结构。
进一步，所述夹芯板和所述弧板通过焊接连接。
进一步，所述夹芯板通过补板与所述弧板焊接连接。
进一步，所述夹芯板为不锈钢夹芯材料。
进一步，所述叶翼的空腔内还设有加强筋。
进一步，所述加强筋分别与所述夹芯板和所述叶茎连接。
本实用新型的有益效果：一方面采用了轻量化材料来制造叶翼，同时又克服了材料本身在形状方面的限制；另一方面，能够提高叶翼的整体强度，以及能够加强拼接段处的刚度和稳定性；并且叶翼自重轻，可微风发电，可设在任何风力不佳的用电需求终端。
附图说明
图1是本实用新型实施例的立体结构示意图；
图2是图1所示实施例的主视图；
图3是图2所示实施例的a-a向剖视图；
图4是图2所示实施例的b-b向剖视图；
图5是图4所示实施例的i部放大示意图；
图6是图4所示实施例的ⅱ部放大示意图；
图7是图1所示实施例连接头的结构示意图。
附图标识说明：
1.叶翼；2.叶茎；3.夹芯板；4.第一弧板；5.第二弧板；6.补板；7.连接头；
11.叶根段；12.叶中段；13.叶尖段；14.长边；15.短边。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1~图7所示：一种风力发电叶片，包括叶翼1和叶茎2，所述叶翼1是由多块夹芯板3和弧板4拼接而成的空腔结构，且所述叶翼1包括依次连接的叶根段11、叶中段12和叶尖段13；所述叶茎2沿所述叶根段11向所述叶尖段12的方向设在所述叶翼1的空腔中，且所述叶茎2的外壁与所述夹芯板3的内壁相接。
上述方案具有以下优点：（1）叶片为拼接结构，便于运输和拼装；（2）叶翼是由多块夹芯板和弧板拼接而成的空腔结构，采用夹芯板，在保证强度的同时，还能大大提高轻量化；而叶片越轻质，越容易被风吹动旋转发电，即微风可发电，年发电小时数大大增加；（3）通过设置叶茎，能够加强叶片的整体强度，以及能够加强拼接段处的刚度和稳定性。
具体地，夹芯板3为平面夹芯板，相比现有的曲面板体而言，更易制造，且制造成本大大降低，可以说，本实施例采用了轻量化材料来制造叶片，同时又克服了材料本身在形状方面的限制。平面夹芯板之间通过所述弧板进行连接。
其中，叶中段12可以是多段拼接结构，本实施例的拼接段数量可根据需求进行选择，长度越长，拼接段越多。
由于叶片的尺寸从叶根段11到叶尖段13逐渐缩小，因此，本实施例的叶茎2为锥管结构，可以是圆锥管结构或多边形锥管结构。叶茎2为锥管结构，支撑连接于叶翼1的空腔中，能够提高叶翼的整体强度，而不是像加强板那样仅仅是局部加强；另一方面，能够加强拼接段处的刚度和稳定性。
进一步地，叶茎为分段结构。所述的分段结构是指叶根段11、叶中段12和叶尖段13的每一段中均设置叶茎2，而不是一整根贯穿于叶翼间，当需要更换某一段时，只需将该段以及该段内的叶茎整体拆下即可，无需更换整体叶翼，不仅节约成本，还会大大提高工作效率。
优选地，叶翼每段的叶茎长度满足：当相邻段连接后，各叶茎之间正好对接在一起。其中，叶茎的长度可以与每段叶翼的长度等同，也可以大于或小于每段叶翼的长度，只要满足能够与相邻段内的叶茎对接即可。为了便于各叶茎之间的连接，前一个叶茎的末端要与后一个叶茎的头部尺寸相适配。本实施例之所以在每段叶翼内均设置叶茎，是为了便于快速连接。由于叶茎设于叶翼内部，相邻叶茎之间优选采用焊接或插接方式连接，从而能够加快拼装速度。
进一步地，本实施例的夹芯板3为金属材质，包括板层、夹芯层、板层。其中，夹芯层可以是蜂窝芯、管芯、瓦楞芯等。优选地，夹芯层包括若干个空心管，空心管的上下两端翻边，空心管通过翻边与板层之间焊接，优选为钎焊连接。
现有叶翼的壁通常带有弧度，加工较复杂，而且如果是夹层结构，更不易设置成弧形，加工难度大，成本高。因此，本实施例优选采用平面结构的夹芯板制成叶叶翼。然而，如果平面结构的夹芯板之间连接时，不易对接，且对接后棱边较为尖锐。为了解决该问题，本实施例在相邻夹芯板的连接处设有所述弧板4。此外，叶茎2的外壁与所述夹芯板3的内壁相接时，可以是直接连接，也可以通过补板5进行连接。
以下为本实用新型夹芯板连接方式的一个优选实施例：
如图5和图6所示：除叶根段11外，叶中段和叶尖段均由四块平面的夹芯板3拼接形成，使得叶翼的截面形状为四边形，且四边形的相邻两个呈锐角的边为长边14，另外相邻两个呈锐角的边为短边15，长边与短边之间呈钝角。其中，相邻两个长边之间以及相邻两个短边之间均设有第一弧板4，例如，相邻两个长边之间连接时，两个长边并不对齐，而是错位连接，且两个长边的长度不同，便于错位连接设置第一弧板4。其中，第一弧板4呈钩状，包括第一弧形面和直面，第一弧形面的一端与一长边的一侧焊接，直面的一端与另一长边的一侧焊接，且第一弧形面41构成叶翼的边缘，两长边14与第一弧板4之间形成空腔。另外，相邻短边15之间的连接与长边相同，此处不再赘述。长边14与短边15之间与第二弧板5焊接成一体，其中，第二弧板5的两侧焊接有补板6，且补板6延伸出一部分至叶翼的内腔，与叶茎2之间焊接成一体。
叶根段11的夹芯板的数量多于其它拼接段。例如，本实施例优选采用8~10块夹芯板拼接形成叶根段11，形成一个多面体结构。叶根段11的端部设有连接头7，用于连接其它构件。连接头7的末端与叶茎2焊接成一体。优选地，连接头7为法兰结构。
本实施例中，夹芯板3和叶茎2均为不锈钢材料。不锈钢寿命几乎无限长，当用于风力发电机组进行风力发电时，可以设在任何风力不佳的用电需求终端，实现极好的投资回报和巨额减碳，有望成为人类保护气候的终极解决方案。
本实施例中，除了在叶翼的空腔内设置叶茎外，还可设置加强筋进行进一步加强。加强筋分别与所述夹芯板和所述叶茎焊接连接，加强筋可以是横向和/或纵向分布。
以下为本实用新型叶翼拼装方法的一个优选实施方式，主要包括以下步骤：
s101：将叶根段11、叶中段12和叶尖段13进行拼接安装；
具体地，如图2所示：假设本实施例的叶翼总共为8段，即a~h段，a段为叶尖段，h段为叶根段，b~g段为叶中段。将这八段进行现场拼接时，各段之间依次进行焊接，形成整体叶翼结构。其中，每段均由多块夹芯板3和弧板4焊接而成，且内腔中焊接有叶茎，叶茎的长度与每段叶翼的长度相同或接近，叶茎2与补板6焊接成一体。
s102：各段拼接成一体后，通过移动机器人进入叶茎内，对相邻叶茎之间进行焊接，使叶茎形成一整体，从而完成叶翼拼装。
具体地，移动机器人优选为机器人小车，焊接方式优选为激光焊。
当叶翼的某段受损时，可直接将该段叶翼连带内部的叶茎拆下即可，其它段不受影响。
本实施例采用焊接方式，可提高整体强度。可以理解的是，也可以采用插接等，例如，叶片截面较小的那几段之间可采用插接方式，如在后段的叶中段之间以及叶中段与叶尖段之间设置榫头榫眼结构实现插接。
综上所述，本实施例一方面采用了轻量化材料来制造叶翼，同时又克服了材料本身在形状方面的限制；另一方面，能够提高叶翼的整体强度，以及能够加强拼接段处的刚度和稳定性；并且叶翼自重轻，可微风发电，可设在任何风力不佳的用电需求终端。
1.一种风力发电叶片，其特征在于：包括叶翼和叶茎，所述叶翼是由多块夹芯板和弧板拼接而成的空腔结构，且所述叶翼包括依次连接的叶根段、叶中段和叶尖段；所述叶茎沿所述叶根段向所述叶尖段的方向设在所述叶翼的空腔中，且所述叶茎的外壁与所述夹芯板的内壁相接。
2.根据权利要求1所述的风力发电叶片，其特征在于：所述叶茎为分段结构。
3.根据权利要求1所述的风力发电叶片，其特征在于：所述叶茎为锥管结构。
4.根据权利要求3所述的风力发电叶片，其特征在于：所述叶茎为圆锥管结构或多边形锥管结构。
5.根据权利要求1所述的风力发电叶片，其特征在于：所述叶根段的端部设有连接件。
6.根据权利要求1所述的风力发电叶片，其特征在于：所述夹芯板和所述弧板通过焊接连接。
7.根据权利要求6所述的风力发电叶片，其特征在于：所述夹芯板通过补板与所述弧板焊接连接。
8.根据权利要求1所述的风力发电叶片，其特征在于：所述夹芯板为不锈钢夹芯材料。
9.根据权利要求1所述的风力发电叶片，其特征在于：所述叶翼的空腔内还设有加强筋。
10.根据权利要求9所述的风力发电叶片，其特征在于：所述加强筋分别与所述夹芯板和所述叶茎连接。
技术总结