[發(fā)明專利]一種預制葉根結構及其生產(chǎn)方法、風電葉片

在審

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• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113202689A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 鄭建粉;魏昕;劉峰
• 申請（專利權）人: 三一重能股份有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D13/10;F03D80/00
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 丁晴晴

本發(fā)明屬于風力發(fā)電技術領域，提供了一種預制葉根結構及其生產(chǎn)方法、風電葉片。所述預制葉根結構包括由外至內(nèi)依次鋪設的外纖維布層、外增強層、預埋件、內(nèi)增強層及內(nèi)纖維布層，其中，所述外增強層和所述內(nèi)增強層均包括拉擠板材層和輕質(zhì)芯材層，且所述拉擠板材層和所述輕質(zhì)芯材層沿周向依次排列。本發(fā)明通過拉擠板材層與輕質(zhì)芯材層在的交替鋪設，降低葉根重量，減少鋪設層數(shù)，提高葉根承載能力，有利于大葉片開發(fā)設計。

技術領域

本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術領域，具體而言，涉及一種預制葉根結構及其生產(chǎn)方法、風電葉片。

背景技術

風力發(fā)電機組主要包括風輪、機艙及塔筒等，風輪包括葉片、輪轂及變槳機構等，葉片通過變槳軸承安裝到輪轂上，輪轂安裝在主軸上，主軸固定在機艙底架上，機艙由塔筒支撐固定。其中，葉片上與輪轂固定連接的部分為葉根，葉片上最遠離輪轂的部分為葉尖。

隨著發(fā)電功率的增大，風機葉片向長度增加的方向發(fā)展，葉根是葉片的關鍵承載部位，隨著葉片長度不斷增加，葉根載荷增大，為了提高葉根剛度，通常會在葉根部位設計內(nèi)外增強層，增強層一般由幾十層甚至上百層玻璃纖維布經(jīng)真空灌注成型而成。如此，一方面，玻璃纖維布層數(shù)多，經(jīng)樹脂灌注后密度大，如玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂密度可達1900kg/m³，造成葉根結構整體重量增加；另一方面，由于葉根內(nèi)外增強布層數(shù)多，需要鋪設的時間長、占模時間長，造成生產(chǎn)效率低下；再一方面，需要幾十層甚至上百層玻璃纖維布層才能保證葉根的力學性能，也不利于大葉片的開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有的葉根增強層鋪層多，造成葉根整體重量增加，鋪設時間長，生產(chǎn)效率低，不利于大葉片的開發(fā)。

為解決上述問題中的至少一個方面，本發(fā)明提供一種預制葉根結構，包括由外至內(nèi)依次鋪設的外纖維布層、外增強層、預埋件、內(nèi)增強層及內(nèi)纖維布層，其中，所述外增強層和所述內(nèi)增強層均包括拉擠板材層和輕質(zhì)芯材層，且所述拉擠板材層和所述輕質(zhì)芯材層沿周向依次排列。

由此，通過拉擠板材層與輕質(zhì)芯材層在的交替鋪設，不僅可以降低葉根重量，還可以避免單一使用拉擠板帶來的灌注性能差的問題，同時還提高了葉根承載能力，解決了現(xiàn)有技術中葉根增強層鋪設層數(shù)多、鋪設時間長、增加葉根重量、不利于葉片大型化發(fā)展等問題。

較佳地，所述外增強層中的所述拉擠板材層和所述內(nèi)增強層中的所述拉擠板材層錯開設置，所述外增強層中的所述輕質(zhì)芯材層和所述內(nèi)增強層中的所述輕質(zhì)芯材層錯開設置。

由此，葉根徑向方向上鋪設有拉擠板材層和輕質(zhì)芯材層，可以避免單一鋪設拉擠板材層帶來的灌注性能不佳的問題。

較佳地，所述拉擠板材層包括徑向交替鋪設的拉擠板與雙軸向玻璃纖維布。

由此，提高葉根剛度和力學性能，從而提高葉根壽命，同時還可以減少鋪層數(shù)量，從而降低葉根重量、提高鋪層效率。

較佳地，所述拉擠板的一端設置有倒角，所述倒角寬度與所述拉擠板厚度的比為300:1-100:1。

由此，通過倒角的設置，可以避免拉擠板應力集中，提高拉擠板的機械力學性能，進而提高拉擠板材層的剛度，提高葉根承載能力。

較佳地，所述拉擠板材層中，靠近葉片后緣的所述拉擠板的長度大于靠近葉片前緣的所述拉擠板的長度。

由此，保證葉片后緣處拉擠成型出的拉擠板材層具有足夠的強度。

較佳地，所述預埋件包括多個螺栓套組件，多個所述螺栓套組件沿周向間隔布置，所述螺栓套組件包括螺栓套和輕質(zhì)條形件，所述輕質(zhì)條形件插接于所述螺栓套靠近葉尖的一端。

較佳地，所述預埋件還包括楔形件，所述楔形件與所述螺栓套組件沿周向依次交替排列。

較佳地，所述楔形件與所述螺栓套相接觸的側(cè)面為與所述螺栓套外形相匹配的弧形面。