[發(fā)明專利]風電葉片葉根結構

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710682158.5
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107269461A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 王戰(zhàn)堅;高國強;劉陽;王興偉;林李梅
• 申請（專利權）人: 中材科技風電葉片股份有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 北京律智知識產(chǎn)權代理有限公司11438
• 代理人: 王衛(wèi)忠,袁禮君

技術領域

本發(fā)明涉及一種風力發(fā)電技術領域，尤其涉及一種重量更輕的風電葉片葉根結構。

背景技術

隨著發(fā)電功率的增大，風電葉片長度或重量同步增加，這導致軸承、塔筒等配套工程運行荷載同步增加。在不影響發(fā)電功率前提下，降低葉片總重量是風電葉片發(fā)展方向之一。

一種現(xiàn)有技術，如公開號為US20110044817A1，主題為葉根連接方法的美國專利，因為能夠提供更多的螺栓裝配，為大功率葉片提供了承載能力。但是，其在預埋螺栓套內(nèi)外側(cè)(亦稱內(nèi)外蒙皮)全部為纖維增強材料，而現(xiàn)有纖維增強材料密度通常大于1000Kg/m³，如玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂密度約為1900Kg/m³，造成了葉根結構整體重量偏大。

另一種現(xiàn)有技術，如公開號為CN1802285A，主題為葉根連接件的中國專利，在提供承載能力同時用墊板方式降低了葉根重量。同時，其在兩個預埋螺栓套之間以增強材料布條層層鋪放方式增加了制品厚度。但該方法仍然存在重量偏大且施工工藝繁復的問題。另外，其中的輕質(zhì)材料沿葉片軸向伸出與葉根端面平齊，由于該類輕質(zhì)材料處于未完全封閉條件下易于受到其他介質(zhì)侵害，如在液體容易發(fā)生溶脹，在空氣中容易發(fā)生氧化等等。

在所述背景技術部分公開的上述信息僅用于加強對本發(fā)明的背景的理解，因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現(xiàn)有技術的信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術的至少一種缺陷，提供一種重量更輕且能提高生產(chǎn)效率的風電葉片葉根結構。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種風電葉片葉根結構，包括纖維增強復合材料的本體，所述本體形成葉根結構外形，且包裹固定內(nèi)部的多個螺栓套組件，所述本體內(nèi)具有輕質(zhì)材料內(nèi)插體和輕質(zhì)材料層；多個所述螺栓套組件沿葉根周向間隔布置；各個螺栓套組件分別具有螺栓套及輕質(zhì)條形件，所述輕質(zhì)條形件插接于所述螺栓套面向葉尖的一端；所述內(nèi)插體對應設置于各個所述螺栓套組件的外側(cè)間隔位置，所述輕質(zhì)材料層設置于所述螺栓套組件外側(cè)與所述本體外表面之間，所述輕質(zhì)材料層葉根側(cè)端部與所述風電葉片葉根側(cè)端面間隔一定距離。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述螺栓套面向葉尖方向一端部分的內(nèi)徑呈遞增，所述螺栓套外徑面向葉尖方向呈遞增。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述輕質(zhì)條形件徑向截面面向葉尖方向呈遞減。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述螺栓套組件外周具有一層纖維增強樹脂層，該纖維增強樹脂層適配著所述螺栓套組件外形而完全覆蓋。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述本體面向葉尖方向一端部分的內(nèi)徑呈向外遞增。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述輕質(zhì)材料層葉根側(cè)端部具有斜面，該斜面內(nèi)邊緣向葉根側(cè)延伸，該斜面外邊緣向葉尖側(cè)延伸；所述本體的纖維增強復合材料與該斜面匹配對接。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述內(nèi)插體為分體式或多個一體成型的預制件，所述內(nèi)插件至少有一側(cè)外形與所述螺栓套外形匹配。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述內(nèi)插體的徑向高度小于或等于所述螺栓套直徑的3/4。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述內(nèi)插體為拉擠成型或模壓成型，所述內(nèi)插體為纖維增強樹脂材質(zhì)，其中纖維為玻璃纖維或碳纖維，樹脂為熱固性樹脂或熱塑性樹脂；所述內(nèi)插體長度大于預埋螺栓套長度。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述內(nèi)插體徑向上外側(cè)端面形狀是平面或圓弧面，至少一端與螺栓套外側(cè)纖維增強樹脂材料對齊。

由上述技術方案可知，本發(fā)明實施例的風電葉片葉根結構的優(yōu)點和積極效果在于：

本發(fā)明實施例的風電葉片葉根結構相對于現(xiàn)有技術中葉根結構重量更輕，且界面防護和生產(chǎn)效率有所提高，本發(fā)明實施例以同等體積密度約為其十分之一的材料，替代外蒙皮部分位置纖維增強材料，葉片重量將顯著降低。其在預埋螺栓套葉尖方向以橫截面逐漸減小的方式增加繞度，該處螺栓套材料密度達到7800Kg/m3，以此可大幅減輕重量。通過以低于環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯玻璃鋼密度的輕質(zhì)材料替代葉片葉根一部分玻璃鋼或金屬材料，在相同發(fā)電功率情況下具有更輕的葉片重量。

還可以通過預制成型件替代部分葉根鋪層減少鋪層時間，提高模具利用率。

在結構上能夠保護輕質(zhì)材料不受水、油浸蝕，并更好地保護螺栓套外部界面。