[发明专利]一种海流能发电机组叶片根部连接件及其连接方法

说明书

本发明提供一种海流能发电机组叶片根部连接件及其连接方法，所述连接件包括翼杆、压板、齿型轮毂、加强件和压板螺钉，加强件安装于叶片的根部内，加强件的外径与叶片的内径相同；叶片的根部周向均匀设置M个通孔，加强件周向均匀设置N个安装孔，齿型轮毂周向均匀设置N个半圆柱槽，所述半圆柱槽与所述安装孔相对应；所述翼杆为P个，该P个翼杆呈十字交叉状径向贯穿所述半圆柱槽、所述通孔和所述安装孔设置。本发明所述连接件及其叶片根部连接方法通过双翼杆、齿型轮毂的半圆柱槽和叶片根部的通孔实现自适应定位，快速地完成现场安装的定位，避免了传统多螺纹连接的复杂的螺纹孔对准和定位步骤，整个安装过程便捷迅速，拆卸维修简单。

技术领域

本发明属于海流能发电技术领域，具体涉及一种海流能发电机组叶片根部连接件及其连接方法。

背景技术

海流能是一种能量密度高、无污染、可持续性强的新能源，开发海流能对于缓解现在的全球能源危机有着重要且深远的意义。类似于风能发电，海流能发电是通过叶轮将流体介质(海水)的动能，转化为叶轮的动能，再进一步转换为电能。不同于风能发电，海流能发电的流动介质是海水，海水的密度远大于空气导致叶轮在工作时所受的载荷密度比风能大很多，因此对于叶片根部和轮毂的连接强度有着较高的要求。

现有的海流能叶片根部连接是通过预埋螺栓套的方法实现的。预埋螺栓套的方法是在叶片制造成型前事先在叶片模具中埋入很多预制好的螺栓套，定位排列好以后，浇筑叶片的本体材料，这样预埋的螺栓套和叶片本体是一个整体。这种连接方式存在的问题主要有三个：一是需要预埋螺栓套，导致整个制造加工工艺变得复杂，叶片模具也需要更改，增大了制造成本和周期。叶片根部预埋的螺栓套和轮毂端面处分布的螺栓孔的精度和端面平整度要很好，才能相互配合，达到安装要求，这又无形地增加了制造的难度；二是预埋的螺栓套表面是平整的圆柱面，圆柱面和叶片本体通过剪切力相连，强度比较低，在海流速度比较大和局部的极限强载荷的情况下存在被拔出来的危险。三是现场安装时，定位难度高。安装时需要叶片根部端面的所有螺栓套和轮毂的螺栓孔一一对准才能固定，要求较高的定位精度才能完成安装，同样拆卸和维修也比较困难。现场安装中，海流能叶片是通过起重机吊装起来的，调整起来很麻烦。繁复的定位对准环节需要耗费大量的时间和人力。

海流能叶轮是海流能发电第一级能量转换的关键零部件，保证叶轮高效可靠地工作是海流能发电的前提。根据其现场安装条件和工作所受的载荷，对叶片根部和轮毂的连接方式提出了强度高，安装快和可靠性好等要求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明提出一种海流能发电机组叶片根部连接件及其连接方法，满足现场安装条件和工作所受载荷。

为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种海流能发电机组叶片根部连接件，包括翼杆、压板、齿型轮毂、加强件和压板螺钉，加强件安装于叶片的根部内，加强件的外径与叶片的内径相同；叶片的根部周向均匀设置M个通孔，加强件周向均匀设置N个安装孔，齿型轮毂周向均匀设置N个半圆柱槽，所述半圆柱槽与所述安装孔相对应，且M≥N，M和N均为大于2的偶数；

所述翼杆为P个，该P个翼杆均匀分布在所述连接件内，且该P个翼杆均径向贯穿所述半圆柱槽、所述通孔和所述安装孔设置；其中，2≤P≤(N/2)，且P为整数；

所述翼杆的两端各形成一半圆柱翼，所述两端的半圆柱翼的切向相同，所述半圆柱翼的半径等于所述翼杆的半径；所述半圆柱翼插入所述半圆柱槽内，所述半圆柱翼的平面与所述半圆柱槽的平面完全重合；

所述压板置于该重合的平面上，通过所述压板螺钉固定在齿型轮毂上。

进一步地，当所述翼杆为两个时，该两个翼杆呈十字交叉状径向贯穿所述半圆柱槽、所述通孔和所述安装孔设置。

进一步地，所述齿型轮毂的端面具有N个矩形槽，所述半圆柱槽形成于所述矩形槽的中心位置。