一种带有叶尖扰流结构的兆瓦级风力发电机叶片及其成型方法
【专利摘要】本发明一种带有叶尖扰流结构的兆瓦级风力发电机叶片，其叶片根部与风力发电机相连接；叶片的背风面为吸力面，迎风面为压力面，邻近所述叶片端部设有一用于改善叶尖气动性能由避雷接闪点与融合过渡部分构成的扰流结构，该融合过渡部分向所述吸力面处弯曲，避雷接闪点固定在融合过渡部分的吸力面。本发明应用仿生学概念，参考鹰等大型鸟类在高空中滑翔飞行时，翅膀尖处的羽毛向上弯曲，借鉴飞机翼梢小翼的成功应用，设计叶尖扰流结构，可以有效的降低诱导阻力，抑制叶尖涡的生成，从而有效控制叶片的气动噪声，改善叶片的气动性能。
【专利说明】一种带有叶尖扰流结构的兆瓦级风力发电机叶片及其成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种兆瓦级风力发电机叶片，特别是一种带有叶尖扰流结构的兆瓦级风力发电机叶片及其成型方法。
【背景技术】
[0002]通常的兆瓦级风力发电机叶片，转动时在其叶尖位置往往产生较大的诱导阻力，使得叶片的气动性能下降，在叶尖附近形成的叶尖涡会导致叶片在运行过程中稳定性下降，尾流效应增强，并产生较大的气动噪声。
[0003]很多风力发电机叶片研究机构与生产厂商致力于对该叶片的形状进行改进，以减小诱导阻力，提高叶片的气动效率，如在叶尖采用对称翼型降低叶尖升力；但叶尖处弦长较小，可调整空间有限，效果均不够理想。
[0004]到目前为止，没有发现可减小诱导阻力，提高叶片气动效率的兆瓦级风力发电机叶片成功改进的报道。
【发明内容】
[0005]为弥补现有技术中的空缺，本发明的目的是提供一种具有允许改变叶尖附近流场减小叶尖涡以减小诱导阻力，提高叶片气动效率的叶尖扰流结构扰流结构的兆瓦级风力发电机叶片，即带有叶尖扰流结构的兆瓦级风力发电机叶片。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]一种带有叶尖扰流结构的兆瓦级风力发电机叶片，其叶片根部与风力发电机相连接；该叶片的背风面为吸力面(11)、迎风面构成一压力面(12);吸力面(11)的周边与压力面(12)的周边相接处为该叶片吸力面与压力面的分模线；其特征在于:邻近所述叶片端部设有一用于改善叶尖气动性能的扰流结构(2)。
[0008]其中:所述扰流结构(2)由该叶片端部避雷接闪点(21)与融合过渡部分(22)构成，该融合过渡部分(22)向所述吸力面(11)处弯曲，避雷接闪点(21)固定在吸力面(11)的融合过渡部分(22)。
[0009]该扰流结构⑵弯曲的起点位于所述叶片尖端λ处其中λ = λ2+1Χ θ 为叶尖避雷接闪点(21)长度，长度范围为150mm至300mm，λ 2为扰流结构(2)曲线水平方向的投影长度；扰流结构(2)弯曲的曲线与叶身为G2连续曲线。
[0010]所述扰流结构(2)的弯曲曲线为一过渡曲线，该过渡曲线由距所述叶片尖端处λ处至距所述叶片尖端处处向所述吸力面(11)处弯曲；其弯曲度Q1与垂直叶身方向呈
O。?45。。
[0011]所述扰流结构(2)的高度λ I不超过整体叶片长度的1.5%。
[0012]避雷接闪点(21)包括一体成型的前端的弧部(211)和后端的用于连接融合过渡部分的舌部(212)，舌部较弧部宽度略小，且舌部上设有与融合过渡部分末端对位连接的螺孔(213);弧部为三维曲面造型，和融合过渡部分满足曲面的G2连续。
[0013]本发明的第二个目的是提供一种上述待有叶尖扰流结构的兆瓦级风力发电机叶片的成型方法。
[0014]本发明兆瓦级风力发电机叶片的成型方法，包括如下步骤:
[0015]I)先将外蒙皮(41)由叶根铺放至叶尖，构成该叶片的压力面壳体及吸力面壳体；该外蒙皮由2?3层玻璃纤维织物和树脂铺覆构成；
[0016]2)在步骤I)的外蒙皮表面铺放主梁(43)，该主梁的弯曲度随所述外蒙皮表面形状设置；
[0017]3)步骤2)外蒙皮邻近所述叶片端部设有一用于改善叶尖气动性能的扰流结构
(2)；
[0018]距叶尖1.0-2.0m处至距所述叶片尖端处0.3-0.7m处向所述吸力面(11)处弯曲；
其弯曲度为与垂直叶身方向呈0° -45° ；
[0019]预成型件或单轴玻璃纤维织物(主梁)从叶根位置铺放至弯曲融合过渡部分
(22)，根据模具弯曲度随形铺设；
[0020]4)用2?3层玻璃纤维织物铺设成叶片压力面或吸力面内蒙皮(42)，由叶根铺放至叶尖；
[0021]5)采用常规的真空灌注法将环氧树脂或聚酯混合物灌注至压力面或吸力面的玻璃纤维铺层与玻璃纤维织之间，使玻璃纤维与树脂充分浸润，对模具(4)加热且固化；加热温度为35°C，固化时间至少6小时；
[0022]6)将另外成型的叶尖避雷接闪器(21)用螺栓固定至固化后的叶片吸力面(11)的融合过渡弯曲部分(22)上，通过螺栓(51)相连接，空隙部分涂满高强度粘接胶(52)；
[0023]7)将步骤5)成型的叶片压力面和步骤6)加装有叶尖避雷接闪器(21)的叶片吸力面的两部分壳体的内蒙皮面相对放置，其周边用高强度粘接胶粘接为整体叶片；粘接操作时间控制在一小时之内；
[0024]8)经打磨、刷漆后处理工序，成型为所述兆瓦级风力发电机叶片。
[0025]上述成型方法中:所述高强度粘接胶为环氧粘接胶；在步骤7)粘接之前还有对该粘接面进行清洁的步骤。
[0026]所述主梁为长条形状,其长度为约95 % L、宽度为500至800mm,宽度在叶尖位置逐渐随形状变窄；该主梁由单轴玻璃纤维织物和灌注树脂构成；真空灌注法中的真空系统真空度为负一个大气压。
[0027]所述环氧树脂混合物由环氧树脂与固化剂混合而成，其混合比为3:1 ;所述聚酯混合物由聚酯树脂与固化剂混合而成，其混合比例为50:1或100:1。
[0028]兆瓦级风力发电机，叶片的空气动力学外形是指风能通过此外形后被转化为机械能，可为风力发电机提供足够的转矩。本发明所提出的叶片结构，具有吸力面、压力面以及吸力面与压力面之间的边缘线，且包括放置在叶片尖端附近用于改善叶尖气动性能的与叶片本身整体灌注成型的扰流结构，通过叶尖避雷接闪点和融合过渡部分与叶身整体构成风力发电机叶片。本发明带有叶尖扰流结构的兆瓦级风力发电机叶片，其叶尖扰流结构类似于叶片表面的小机翼，只要叶尖扰流结构的曲率、安装方向和扰流结构高度与叶尖当地的气流匹配得当，扰流结构就会产生向内的侧向力，可以抑制翼尖涡，减小诱导阻力并减弱尾流强度以减小对下风向风力发电机的影响。
[0029]本发明应用仿生学概念，参考鹰等大型鸟类在高空中滑翔飞行时，翅膀尖处的羽毛向上弯曲，借鉴飞机翼梢小翼的成功应用，由叶片距离叶尖1.5m左右(正负0.5m)的位直开始弯曲，最后向背风面弯曲0.5m(正负0.2m)长度，形成叶尖扰流结构，叶尖扰流结构的使用，可以有效的降低诱导阻力，抑制叶尖涡的生成，从而有效控制叶片的气动噪声，改善叶片的气动性能。本发明具有提高机组运行稳定性、降低气动噪声并减弱风力发电机尾流强度的有益效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为本发明兆瓦级风力发电机叶片的结构示意图。
[0031]图2为图1中叶尖左视结构的局部放大图。
[0032]图3为图1叶尖局部放大图。
[0033]图4为叶尖扰流结构与叶片整体成型的结构示意图。
[0034]图5A为叶尖避雷接闪点部分结构示意图。
[0035]图5B为叶尖避雷接闪点示意图5A上(仰)视结构图。
[0036]图5C为叶尖避雷接闪点示意图5A右视结构图。
[0037]图6为叶尖避雷接闪点和融合过渡部分装配示意。
[0038]图7为扰流结构润耗散叶尖润不意图。
[0039]图8针对主机净空要求确定扰流结构参数。
【具体实施方式】
[0040]20世纪70年代，美国国家航空航天局(NASA)艾姆斯研究中心的R.T.惠特科姆针对飞机机翼发明了翼梢小翼(ffinglet,Whitcomb R T.A design approach andselectedwind-tunnel results at high subsonic speeds for wing-tip mounted winglets.NASATND-8260, 1976)，其作用是通过翼梢小翼来减小机翼的诱导阻力和减弱大型飞机的尾流以降低飞机尾迹对机场空域的影响。
[0041]本发明所设计的叶尖扰流结构，是基于飞机翼梢小翼相同的原理，飞机翼梢小翼设计适用于0.6-0.8Ma的亚音速低速流,而本发明针对0.3Ma以下的低速流动，通过在叶尖附近位置加装扰流结构，增大了叶尖扰流面积以形成与叶尖涡相反的流动来减小诱导阻力，改善叶片的气动性能，从而抑制叶尖涡的生成并减弱尾流效应，也有助于降低气动噪声。
[0042]叶尖这种扰流结构易于产生从压力面到吸力面的小翼涡。小翼涡的引入意味着引入一个畸变的三元流场，包括主流场(来流)与叶尖涡、小翼涡流场的组合。
[0043]本发明的设计原理为:根据高等流体力学教材，当气流流速低于104m/s时属于低速流动，由于叶片上下表面压力差的作用，在低速气流流过叶片时，风轮所受转矩与作用在空气上的转矩是一个大小相等方向相反的转矩。反转矩作用的结果导致空气逆着风轮转向旋转，使得风轮尾流的空气微粒在旋转面的切线方向和轴向上都获得了速度分量。叶片产生扭矩的同时不仅会在叶片尖部附近产生一定强度的逆时针旋转的漩涡，而且会在叶片后缘汇合成一个漩涡面,并从整个后缘顺着气流拖出，这个涡正好在叶尖内侧卷成一个集中涡束称之为叶尖涡；这个集中涡束是叶片产生升力的副产品，其中包含大量动能，产生的能量附加到叶片阻力上，这部分阻力称为诱导阻力；叶尖附近是一个畸变的三元流场，包括主流场(来流)与叶尖涡、小翼涡流场的组合。扰流结构可推迟叶片表面的气流分离，使叶片叶尖涡束的动能和旋转速度大为减小，起到了减小诱导阻力的作用。规模化风场中处于风场深处的一台或多台风力机尾流效应相互叠加，在扩张的尾流区域中风速较主流区小，使得这一区域的风功率密度下降。但随着尾流的进一步发展，风速减小的区域与下游及尾流以外的区域发生对流，尾流和自由流间存在速度梯度进而产生切变湍流，有助于尾流与周边气流见的动量交换。近尾流区域存在明显的叶尖及轮毂涡流，这是由于受到叶尖及轮毂的气动力影响，这一过程还伴随有风轮前后流动受阻。
[0044]本发明的技术方案是通过使用与叶身一体真空灌注成型的可以产生反向旋转涡束的叶尖扰流结构如叶尖扰流结构等使至少在紧邻叶尖下游区域的叶尖涡流得以垂直扩散，减小接近漩涡中心的涡流的较大测速度分量。
[0045]具体的，本发明提供一种兆瓦级风力发电机叶片，在位于叶片尖端附近设计叶尖扰流结构，用于改善叶尖气动性能，该与叶身一体成型的扰流结构构成了风力发电机叶片叶尖扰流结构。以下结合附图做详细介绍。
[0046]图1为带叶尖扰流结构叶片的结构示意图，常规叶片叶身I的背风面为吸力面11，迎风面为压力面12，吸力面11与压力面12之间边缘为分模线，叶片的最前端为叶尖2。图3为叶片前端侧视局部放大图，图2显示了叶尖2的正视图，叶尖2由两部分构成，分别为以与垂直叶身方向呈0°至45° (Q1)向背风面(吸力面11)弯曲的融合过渡部分22和安装在该融合过渡部分前端的避雷接闪点部分21，融合过渡部分22分别与叶身I与避雷接闪点部分21满足曲面的G2连续。
[0047]结合图3所示，设叶片叶身I长度(指投影长度)为L(L>45m)，扰流结构2长度(避雷接闪点部分与融合过渡部分长度，投影长度)λ为3% L(例如1.35m)左右(正负0.5m)，扰流结构2高度(从尖部到分模线叶尖起始点切线的高度)λ i (扰流结构2高度)不超过1.5% L(例如0.675m)左右(正负0.2m)，其中融合过渡部分22为弯曲的过渡曲线，弯曲曲线与叶身I为G2连续曲线，曲线长度(投影长度)为λ2，由距所述叶片尖端λ处向所述吸力面11处弯曲至距离所述叶片尖端入一 λ2结束，其弯曲度Q1S融合过渡部分22在该处切线与垂直叶身方向夹角，该夹角可为0°?45°，融合过渡部分22至所述叶片尖％5为避雷接闪点21 ;换种算法，设避雷接闪点部分21曲线长度为1，λ = λ 2+1 X Θ i，视叶片长度不同而不同，长度范围为150mm至300mm，则融合过渡部分22弯曲的起点为距叶尖端部的IX Θ工处。
[0048]融合过渡部分22通过预先制作的模具4 (参见图4)以G2连续曲线过渡，在距离叶片尖端λ处(例如1.35m)左右(正负0.5m)弯向吸力面，这样保证过渡不会过于剧烈，其中扰流结构2的高度λ i可通过风力机对净空的要求最终确定(例如0.675m±0.2m)。参见图8所示，左侧A幅为风力机静止时叶片的状态，5为风力机塔架表面，右侧B幅为风力机运行时状态，61为叶片变形后的叶身，62为叶片变形后的融合过渡部分，63为叶片变形后的叶尖避雷接闪点。
[0049]根据GL规范，风力机叶片的净空要求为风力机运行过程中叶片距离塔筒表面距离大于静止时的30%:
[0050]d > (D+yp+LXsin) (C+T)-X ^df) X30%
[0051]因此可以得出叶片扰流结构高度λ i应满足如下公式:
[0052]λ ! > D+yp+LXsin (C+T) _d + 30 % _df
[0053]其中，yp为叶片预弯量(叶尖偏离叶片轴线的距离，叶片轴线为垂直于叶根圆面的直线)，L为叶片长度，C为风轮锥角(叶片轴线与旋转平面间的夹角)，T为风轮仰角(旋转平面与垂直位置的夹角)，λ i扰流结构高度，df叶片运行过程中叶尖产生的最大位移，d为净空(叶片运行过程中叶尖距离塔架的要求最小距离)。
[0054]对于叶片预弯量yp的确定为现有技术，如可参照美国专利申请US 13/481，782内容确定。该专利文献公开了一种相对于同等长度直叶片，可以减小额定风速的风力机叶片的设计理论及其具体设计、成型方法，其特征是使风力机风轮的扫风直径伸展到最大值，从而使风力机在小于同等长度直叶片额定风速的风速之下就提前达到额定功率。
[0055]为确保扰流结构2可以提供足够的翼梢涡以抵消叶身末端的翼梢涡，融合过渡部分22的弯曲度Q1应选取0°?45°之间，根据风力机所在风场的年平均风速不同而不同，详见下表:
[0056]
年平均风速 Θ 1
m/sdeg
5(含5以下)$
5至 625
6至 810
8 至 10 O
[0057]在三维曲面造型过程中，曲面的G2连续是指:弯曲部分叶片表面需要达到G2连续，即各点切线一致、曲率一致。
[0058]曲率:
_ Ivl
[0059]A = - ΓΙ7:
(I'V,.-)'‘
[0060]K为曲率为融合过渡部分22与叶身I连接点的二阶倒数，I'为一阶倒数。
[0061]通过以上方法，确定了叶尖融合过渡部分的长度λ2、扰流结构2的高度λ i和弯曲度Θ 10与现有外形的叶片相比，具有扰流结构2的叶片1，由扰流结构2本身在叶尖流场中产生升力和尾涡，它与叶尖涡距离很近，相互缠绕，这两股涡在相遇处各自的诱导速度方向相反，利用扰流结构2本身的环流来抵抗叶尖周围的气流流动。如图7所示，使至少在紧邻叶尖下游区域的叶尖涡流得以垂直扩散，减小接近漩涡中心的涡流的较大测速度分量。这样可以有效减小叶尖涡从而降低气动噪声，对气动功率也有一定的提高。从入2处附近通过模具4已满足G2连续的曲线逐渐过渡以Q1为与垂直叶身方向呈0°?45°的倾斜角弯向背风面也可以很好的保证生产工艺的实现。
[0062]叶片叶身I与扰流结构2的整个形面的过渡通过特殊的模具4来控制，模具的制备同正常叶片生产所需模具类似，通过成熟的三维造型软件如CATIA、Solidworks等在经过遗传算法迭代寻优给定截面翼型沿叶展方向分布与翼型间过渡方式后，根据截面生成带有扰流结构的数字化叶片三维模型(主要是形成覆盖整个截面翼型的三维曲面)，采用数控机床加工方式依照以上三维曲面制备出带有与三维模型相同形面的阳模(母模)，再根据阳模通过真空灌注整体制备所需模具。
[0063]图5A为叶尖避雷接闪点部分21结构示意图，图5B为叶尖避雷接闪点主视图5A上(仰)视结构图，图5C为叶尖避雷接闪点主视图5A右视结构图。扰流结构2的避雷接闪点部分21包括一体成型的前端的弧部211和后端的用于连接融合过渡部分22的舌部212，舌部212较弧部211宽度略小，且其上还设有与融合过渡部分22末端对位连接的螺孔213。叶尖避雷接闪点21材质为铝，通过3D模型由铣床加工成型，3D模型在叶片外形设计过程中形成。避雷接闪点部分21的弧部211同样为三维曲面造型，和融合过渡部分22满足曲面的G2连续。
[0064]扰流结构2的融合过渡部分22的生产工艺采用整体成型方式，模型与模具均分为压力面与吸力面两部分制造。参见图4所示，将叶片叶身I的压力面(或吸力面)模具4制作成为与融合过渡部分22同样弯曲方式形成的形状，作为主要承载部件的主梁43端部(图4显示的为右端)延伸至扰流结构2融合过渡弯曲部分22，这一部分结构可以通过与制造叶片叶身I主体部分相同的方式，铺设玻璃纤维并进行环氧树脂真空灌注与叶身I 一体形成，这样可以确保叶尖扰流结构2有足够的强度以承受风载变化。
[0065]扰流结构2的生产步骤为:
[0066]1、先将2?3层玻璃纤维织物分别构成的吸力面11 (或压力面12，图4以吸力面为例)壳体的外蒙皮41沿模具一内侧铺放至叶尖2 ;由于融合过渡弯曲部分22位置附近形面过渡较为复杂，在铺放玻璃纤维织物时需确保表面，特别是置于模具中过渡部分44 (对应于叶片的融合过渡部分22)的玻璃纤维织物无褶皱，需要辅助工装一拖板顺着纤维方向反复用力推平过渡部分44的褶皱。拖板由头部的平板及附着在其上的拖杆组成，平板表面需固定与蒙皮相同的玻璃纤维织物。
[0067]2、将位于吸力面11叶片铺层中间位置的主梁43预成型件或单轴玻璃纤维织物(主梁主要由单轴玻璃纤维织物和灌注树脂构成，为长条状，其长度为约95% L、宽度为500至800_ ;是叶片中的主要承载部件)从叶根主梁起始位置沿模具底面铺放至融合过渡弯曲部分22部分，根据模具弯曲度随形铺设(距叶尖1.0-2.0m处至距所述叶片尖端处
0.3-0.7m处向吸力面弯曲)，保证主梁弯曲部分46与外蒙皮过渡部分44贴合良好；
[0068]3、将2?3层玻璃纤维织物构成的吸力面11叶片壳体内蒙皮42沿模具另一内侧铺放至融合过渡弯曲部分22，推平内蒙皮过渡部分45的褶皱；
[0069]4、采用与常规叶片生产方法一致的真空灌注法(保持真空系统真空度为负一个大气压)将环氧树脂或聚酯混合物(环氧树脂混合物中环氧树脂与固化剂比例为3:1，聚酯混合物中聚酯与固化剂比例为50:1或100:1)灌注至吸力面已预铺的内蒙皮、外蒙皮与主梁之间，使内蒙皮42、外蒙皮41和主梁与树脂充分浸润；对模具4加热至35°C，使蒙皮固化，固化时间大于6小时，从模具4中取出固化物得到叶片吸力面11 ；
[0070]固化后将叶尖避雷接闪器21用螺栓固定至叶片吸力面11的融合过渡弯曲部分22上；图6显示了叶尖避雷接闪点21装配示意，将叶尖避雷接闪点21放置于固化后的P面蒙皮过渡部分22末端，通过螺栓51相连接，空隙部分涂满高强度粘接胶52。在连接过程中，保证叶尖避雷接闪点21与融合过渡部分22外形过渡平缓。
[0071]5、用同样的方法得到叶片压力面12。将固化后的压力面和吸力面两部分壳体的内蒙皮面相对放置(粘接之前应对粘接面进行清洁)，其周边用高强度环氧粘接胶(如汉森、陶氏等)粘接在一起成为整体叶片，粘接操作时间控制在一小时之内；
[0072]6、对粘接成型后的带有扰流结构2的叶片I进行打磨和刷漆等后处理成型为所述兆瓦级风力发电机叶片，保证叶尖避雷接闪点21在叶片运行过程中形状稳定、性能优越。
[0073]本发明具有叶尖扰流结构的兆瓦级风力发电机叶片工作时，参见图7所示的扰流结构涡耗散叶尖涡，可以看到，在叶尖附近产生的大的涡系与扰流结构附近产生相对较小的涡系在相遇时，方向相反，此处涡强度减弱。
【权利要求】
1.一种带有叶尖扰流结构的兆瓦级风力发电机叶片，其叶片根部与风力发电机相连接；该叶片的背风面为吸力面(11)、迎风面构成一压力面(12);吸力面(11)的周边与压力面(12)的周边相接处为该叶片吸力面与压力面的分模线；其特征在于:邻近所述叶片端部设有一用于改善叶尖气动性能的扰流结构(2)。
2.根据权利要求1所述的兆瓦级风力发电机叶片，其特征在于:所述扰流结构(2)由该叶片端部避雷接闪点(21)与融合过渡部分(22)构成，该融合过渡部分(22)向所述吸力面(11)处弯曲，避雷接闪点(21)固定在吸力面(11)的融合过渡部分(22)。
3.根据权利要求2所述的兆瓦级风力发电机叶片，其特征在于:该扰流结构(2)弯曲的起点位于所述叶片尖端λ处其中λ = λ2+1Χ ΘΠ1为叶尖避雷接闪点(21)长度，长度范围为150mm至300mm，λ 2为扰流结构(2)曲线水平方向的投影长度；扰流结构(2)弯曲的曲线与叶身为G2连续曲线。
4.根据权利要求2或3所述的兆瓦级风力发电机叶片，其特征在于:所述扰流结构(2)的弯曲曲线为一过渡曲线，该过渡曲线由距所述叶片尖端处λ处至距所述叶片尖端处处向所述吸力面(11)处弯曲；其弯曲度Q1与垂直叶身方向呈0°?45°。
5.根据权利要求1-4任一项所述的兆瓦级风力发电机叶片，其特征在于:所述扰流结构(2)的高度λ i不超过整体叶片长度的1.5%。
6.根据权利要求1-5任一项所述的兆瓦级风力发电机叶片，其特征在于:避雷接闪点(21)包括一体成型的前端的弧部(211)和后端的用于连接融合过渡部分的舌部(212)，舌部较弧部宽度略小，且舌部上设有与融合过渡部分末端对位连接的螺孔(213);弧部为三维曲面造型，和融合过渡部分满足曲面的G2连续。
7.—种权利要求1-6任一项所述兆瓦级风力发电机叶片的成型方法，包括如下步骤: 1)先将外蒙皮(41)由叶根铺放至叶尖，构成该叶片的压力面壳体及吸力面壳体；该外蒙皮由2?3层玻璃纤维织物和树脂铺覆构成； 2)在步骤I)的外蒙皮表面铺放主梁(43)，该主梁的弯曲度随所述外蒙皮表面形状设置； 3)步骤2)外蒙皮邻近所述叶片端部设有一用于改善叶尖气动性能的扰流结构(2); 距叶尖1.0-2.0m处至距所述叶片尖端处0.3-0.7m处向所述吸力面(11)处弯曲；其弯曲度为与垂直叶身方向呈0° -45° ； 预成型件或单轴玻璃纤维织物(主梁)从叶根位置铺放至弯曲融合过渡部分(22)，根据模具弯曲度随形铺设； 4)用2?3层玻璃纤维织物铺设成叶片压力面或吸力面内蒙皮(42)，由叶根铺放至叶尖; 5)采用常规的真空灌注法将环氧树脂或聚酯混合物灌注至压力面或吸力面的玻璃纤维铺层与玻璃纤维织之间，使玻璃纤维与树脂充分浸润，对模具(4)加热且固化；加热温度为35°C，固化时间至少6小时； 6)将另外成型的叶尖避雷接闪器(21)用螺栓固定至固化后的叶片吸力面(11)的融合过渡弯曲部分(22)上，通过螺栓(51)相连接，空隙部分涂满高强度粘接胶(52)； 7)将步骤5)成型的叶片压力面和步骤6)加装有叶尖避雷接闪器(21)的叶片吸力面的两部分壳体的内蒙皮面相对放置，其周边用高强度粘接胶粘接为整体叶片；粘接操作时间控制在一小时之内； 8)经打磨、刷漆后处理工序，成型为所述兆瓦级风力发电机叶片。
8.如权利要求7所述的成型方法，其特征在于:所述高强度粘接胶为环氧粘接胶；在步骤7)粘接之前还有对该粘接面进行清洁的步骤。
9.如权利要求8所述的的成型方法，其特征在于:所述主梁为长条形状，其长度为约95% L、宽度为500至800_，宽度在叶尖位置逐渐随形状变窄；该主梁由单轴玻璃纤维织物和灌注树脂构成；真空灌注法中的真空系统真空度为负一个大气压。
10.如权利要求9所述的成型方法，其特征在于:所述环氧树脂混合物由环氧树脂与固化剂混合而成，其混合比为3:1 ;所述聚酯混合物由聚酯树脂与固化剂混合而成，其混合比例为 50:1 或 100:1。
【文档编号】F03D11/00GK104153950SQ201410359370
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】乔玉军, 李成良, 陈淳, 王向东, 丁惢 申请人:中材科技风电叶片股份有限公司