專利名稱：一種兆瓦級風輪葉片及其抗剪腹板以及該腹板的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種風力發電機的風輪葉片設計，特別是涉及一種兆瓦級風輪葉片及其抗剪腹板以及該腹板的制作方法的結構設計。
背景技術：
風輪葉片是風力發電機組有效捕獲風能的關鍵部件，其性能好壞直接影響風電機組的風能利用效率和機組所受載荷，在很大程度上決定了機組的整體性能和風電開發利用的經濟性，被視為風力發電系統的關鍵技術和技術水平標志。在風力發電機功率確定的條件下，如何提高發電效率，以獲理更大的風能，一直是風力發電追求的目標，而捕風能力的提聞與葉片的長度有著密切的關系。從I. 5MW的34m葉片到I. 5麗的42m葉片，從2麗的47m葉片到6麗的66. 5m葉片，風輪葉片正在為滿足低風速風場的市場需要和風電機組大型化的發展需要，越來越長。研究表明，風輪葉片增長時， 葉片質量的增加幅度大于風機能量輸出幅度的增加。顯然，葉片的輕量化可以減輕風機支撐部件的質量，有利于風機的壽命和能量的輸出。葉片長度的大小則主要依賴于葉片結構設計。對于使用相同材料、工藝的葉片，優異的結構設計不但能滿足相關設計規范要求，還能降低葉片質量。現有的風力發電機葉片多為由復合材料制成的薄殼結構，結構上分為壓力面殼體、吸力面殼體和抗剪腹板三個部分。壓力面殼體、吸力面殼體分別由主梁和夾芯結構組成，提供氣動外形。抗剪腹板為連續的2支以上“[”型、“I”型夾芯結構或抗剪腹板與主梁組合成箱型梁或“ O ”型梁的形式，起到支撐作用。由此可見，如何進一步給進風輪葉片的結構，使其更加輕量化，仍為本領域不斷改進的目標。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種兆瓦級風輪葉片及其抗剪腹板以及該腹板的制作方法，使其更加輕量化，同時更利于檢測、維修，從而克服現有的風輪葉片抗剪腹板的不足。為解決上述技術問題，本發明一種兆瓦級風輪葉片抗剪腹板，在其板體上開設有一個以上孔洞。作為本發明的一種改進，所述的孔洞周圍設有加強層或翻邊或兩結構組合。所述的翻邊設置于板體的單側或雙側。所述的翻邊與板體呈“L”型、“T”型、“Λ”型或扇形。所述的板體邊緣還設有粘接面。所述的粘接面與板體呈“L”型或“Λ”型。所述的板體為“[”型、“I”型、箱型梁側板或“O”型梁側板。此外，本發明還提供了一種兆瓦級風輪葉片，包括壓力面、吸力面和兩支以上抗剪腹板，所述的抗剪腹板中，至少一個采用上述的抗剪腹板。最后，本發明還提供了一種上述兆瓦級風輪葉片抗剪腹板的制作方法，是利用模具直接成型；或者先利用模具制成板體、再在板體上打孔，最后在孔洞周圍膠接加強層或翻邊。采用這樣的設計后，本發明具有以下優點I、本發明在抗剪腹板上設計孔洞能夠降低葉片重量，在孔洞周圍設計加強層或翻邊，能夠提高帶孔抗剪腹板剛度；2、本發明能夠在生產和檢修時，可前后腔穿越，提高了效率；3、本發明能夠在生產時，便于腹板定位，減少了抗剪腹板間連接桿的使用；4、本發明在抗剪腹板與殼體未實現良好粘接時，便于修補。如上所述，本發明通過在抗剪腹板上增加孔洞和加強層或翻邊的設計，在保證葉片整體強度及剛度要求下，降低了葉片重量，便于前后腔穿越，便于抗剪腹板定位和粘接面檢測維修的效果，從而更適于推廣應用。
上述僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。圖I是本發明一種兆瓦級風輪葉片的結構示意圖。圖2是圖I的軸向截面結構示意圖。圖3是圖I的徑向截面結構示意圖。
具體實施例方式請參閱圖1-3所示，本發明兆瓦級風輪葉片抗剪腹板3，是在傳統板體上開設有一個以上孔洞4。其中，抗剪腹板3可采用層合板或夾芯結構，整體呈“[”型、“I”型、箱型梁側板或 “O”型梁側板。孔洞4的形狀可根據需要選用圓形、橢圓形、拱形、多邊形(三角形、正方形、矩形、 菱形、梯形、五邊形等)之一，其位置在抗剪腹板3間對稱或不對稱。并可在孔洞4周圍增設加強層7或翻邊5，或者兩結構結合設置在孔洞4的周圍。 其中，加強層7為至少一層的層合板、芯材或夾芯層合板，其截面為矩形、梯形或三角形。翻邊5為至少一層的層合板、芯材或夾芯層合板，可以設置在板體的單側或雙側，與板體之間呈“L”型、“T”型、“Λ”型、扇形等。此外，還可在板體邊緣設置粘接面6，粘接面6采用層合板或夾芯結構，與板體之間呈“L”型、“Λ”型等。本發明兆瓦級風輪葉片，和傳統的風輪葉片一樣，包括壓力面I、吸力面2和兩支以上抗剪腹板3，只是將其中至少一個抗剪腹板采用本發明帶孔洞結構的抗剪腹板。本發明上述兆瓦級風輪葉片抗剪腹板的制作方法可以是利用模具直接成型，孔洞4、翻邊5、粘接面6、加強層7均為層鋪層合板、芯材時預留，之后利用模具、工裝進行預制，再通過流道設計浸膠、固化、脫模制成；也可以先利用模具制成板體，再在脫模后的板體上打孔，翻邊和加強層預先在模具中成型，而后膠接在板體上、孔洞周圍，并可在粘接面與板體之間膠接加強肋。上述實施例僅用于說明本發明，其中各部件的結構、連接方式，以及工藝過程等都是可以有所變化的，凡是在本發明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發明的保護范圍之外。
權利要求
1.一種兆瓦級風輪葉片抗剪腹板，其特征在于在其板體上開設有一個以上孔洞。
2.根據權利要求I所述的一種兆瓦級風輪葉片抗剪腹板，其特征在于所述的孔洞周圍設有加強層或翻邊或兩結構組合。
3.根據權利要求2所述的一種兆瓦級風輪葉片抗剪腹板，其特征在于所述的翻邊設置于板體的單側或雙側。
4.根據權利要求2所述的一種兆瓦級風輪葉片抗剪腹板，其特征在于所述的翻邊與板體呈“L”型、“T”型、“Λ”型或扇形。
5.根據權利要求I所述的一種兆瓦級風輪葉片抗剪腹板，其特征在于所述的板體邊緣還設有粘接面。
6.根據權利要求5所述的一種兆瓦級風輪葉片抗剪腹板，其特征在于所述的粘接面與板體呈“L”型或“Λ”型。
7.根據權利要求I所述的一種兆瓦級風輪葉片抗剪腹板，其特征在于所述的板體為 “[”型、“ I ”型、箱型梁側板或“ O ”型梁側板。
8.—種兆瓦級風輪葉片，包括壓力面、吸力面和兩支以上抗剪腹板，其特征在于所述的抗剪腹板中，至少一個采用權利要求1-7中任一項所述的抗剪腹板。
9.一種權利要求1-7中任一項所述兆瓦級風輪葉片抗剪腹板的制作方法，其特征在于是利用模具直接成型；或者先利用模具制成板體、再在板體上打孔，最后在孔洞周圍膠接加強層或翻邊。
全文摘要
本發明是有關于一種兆瓦級風輪葉片及其抗剪腹板以及該腹板的制作方法，該抗剪腹板的板體上開設有一個以上孔洞。該風輪葉片包括壓力面、吸力面和兩支以上抗剪腹板，所述的抗剪腹板中，至少一個采用上述的抗剪腹板。該制作方法是利用模具直接成型；或者先利用模具制成板體、再在板體上打孔，最后在孔洞周圍膠接加強層或翻邊。本發明通過在抗剪腹板上增加孔洞和加強層或翻邊的設計，在保證葉片整體強度及剛度要求下，降低了葉片重量，便于前后腔穿越，便于抗剪腹板定位和粘接面檢測維修的效果，從而更適于推廣應用。
文檔編號F03D11/00GK102588222SQ20121006491
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月13日 優先權日2012年3月13日
發明者代海濤, 劉偉超, 秦明, 閆文娟, 陳維杰 申請人:國電聯合動力技術有限公司