[實用新型]一種兆瓦級風電葉片葉根的粘接結構

有效

• 申請號: 201220492129.5
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN202851266U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王超;魯曉鋒;李成良
• 申請（專利權）人: 中材科技風電葉片股份有限公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 北京諾孚爾知識產權代理有限責任公司 11242
• 代理人: 魏永金

技術領域

????本實用新型涉及一種風電葉片葉根的粘接結構，具體講是一種兆瓦級風電葉片葉根的粘接結構，屬風力發電機風電葉片的結構成型領域。

背景技術

風能作為可再生能源，在我國已經進入高速發展時期。風電葉片作為風力發電機的核心部件，造價約占整個發電設備的1/5到1/4。隨著單機容量逐年遞增，風電葉片長度、重量以及受到的載荷也隨之不斷增大。葉根區域是整個葉片承受載荷最大，受力最復雜的區域，承受著剪切，擠壓，彎扭等載荷作用，葉根區域的設計是整個葉片設計的關鍵內容之一。

常規的方法是將葉片的背風面與迎風面通過粘接形成一個整體，在葉根區域曲率大，粘接面為葉片軸向剖面，即背風面與迎風面的厚度方向。背風面與迎風面通過單一平面膠層構成了整個葉片，葉片由纖維增強復合材料組成，粘接膠作為一個單獨的材料層在運行中主要承受剪切作用，而其剪切強度遠低于纖維增強復合材料。

隨著葉根區域載荷的增加，為了增強該區域膠層的承載能力，不可能單純依靠增加平面面積來實現。因為隨著面積的增加，直接導致整個葉片材料用量和葉片重量的增加。葉片重量的增加又會導致主機承擔更大載荷；隨著材料用量的增加也導致了其成本的增加，進而使得葉片生產商在市場競爭方面壓力增大，特別是長度更大的兆瓦級風力發電機葉片，更面臨成本和載荷承受力的雙重挑戰。

至今為止，還沒有發現能夠提高兆瓦級風電葉片根部的承載能力且不增加成本的成功技術方案的相關報道。

實用新型內容

為了解決上述現有技術中存在的難點，本實用新型的目的是提供一種在保證葉片重量的前提下改變葉根粘接區域的結構形式，提高粘接層承載能力的兆瓦級風電葉片葉根的粘接結構。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：一種兆瓦級風電葉片葉根的粘接結構，位于葉片根部前緣和后緣粘接區域，其特點為：在葉片根部前緣粘接面和后緣粘接面上，分別形成由內圓周邊凹進的階梯面，構成所述葉片迎風面根部粘接面；在葉片根部前緣粘接面和后緣粘接面上，分別形成由外圓周邊凹進的階梯面，構成所述葉片背風面根部粘接面；在該風電葉片合模時，外圓周邊凹進的階梯面和內圓周邊凹進的階梯面相互扣接，將所述葉根部合為一體。

上述外圓周邊凹進的階梯面長度和內圓周邊凹進的階梯面長度相同，均為由該葉片葉根部至葉尖軸向55cm～65cm的長度區域內。

上述外圓周邊凹進的階梯面與內圓周邊凹進的階梯面寬度相同，均為30mm～70mm；所形成的階梯層高相同，均為10mm～15mm。

在上述外圓周邊凹進的階梯面和內圓周邊凹進的階梯面相互扣接處涂抹有膠粘劑層。

由于采用了上述技術方案，本實用新型有益效果如下：1、由于兆瓦級風電葉片的長度很長，葉根區域通常在葉根軸心至葉尖方向55cm～65cm的區域內；在2個半圓弧狀成型葉片兩端的端面上，將葉根粘接區域內加工成外圓周邊凹進的階梯面和內圓周邊凹進的階梯面周邊的結構設計，增大了葉根區域的粘接面積，同時在粘接面上涂覆膠粘劑層，。該粘接區域在葉片運行中承載狀態不再是單一的受剪切作用，而是由拉伸，壓縮，剪切共同組成，能夠有效提高葉根部的承載能力。2、在改進的2個半圓形葉片根部的粘接處使用膠粘劑粘接，有利于葉片合模時葉根的粘接定位，增強了粘接效果。3、其葉根部的內圓周邊凹進的階梯面和外圓周邊凹進的階梯面成型可利用常規的玻璃鋼成型方法，不需增加成本，有利于推廣實施。

附圖說明

圖1為本實用新型風力機葉片的整體結構示意圖。

圖2為圖1葉根端部的A向結構示意圖。

圖3為成型連接面的滑動模塊結構示意圖。

圖4為葉根粘接結構的立體結構示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2所示，葉片分為迎風面和背風面，在2瓣弧形狀的模具內分別成型，最終將2個一半的成型葉片，粘接成一體構成兆瓦級風電葉片。

本實用新型的改進部分是在該葉片的葉根部，即為A向指示的部位；該A向區域為整個葉片壁厚較大的區域，其長度為由葉根部至葉尖方向軸向55cm～65cm的長度區域內。

將現有葉根粘接面的平齊面改造為階梯狀的粘接面，將葉片迎風面的葉根部端面上，用鋪布方法成型為內圓周邊凹進的階梯面1，1’；葉片背風面根部成型為外圓周邊凹進的階梯面2，2’；在該葉片合模時，外圓周邊凹進的階梯面2與內圓周邊凹進的階梯面1、外圓周邊凹進的階梯面2’和內圓周邊凹進的階梯面1’相互扣接，緊密對接為一體，構成粘接牢固的葉根部。