专利名称：一种兆瓦级风轮叶片及其抗剪腹板以及该腹板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电机的风轮叶片设计，特别是涉及一种兆瓦级风轮叶片及其抗剪腹板以及该腹板的制作方法的结构设计。
背景技术：
风轮叶片是风力发电机组有效捕获风能的关键部件，其性能好坏直接影响风电机组的风能利用效率和机组所受载荷，在很大程度上决定了机组的整体性能和风电开发利用的经济性，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平标志。在风力发电机功率确定的条件下，如何提高发电效率，以获理更大的风能，一直是风力发电追求的目标，而捕风能力的提闻与叶片的长度有着密切的关系。从I. 5MW的34m叶片到I. 5丽的42m叶片，从2丽的47m叶片到6丽的66. 5m叶片，风轮叶片正在为满足低风速风场的市场需要和风电机组大型化的发展需要，越来越长。研究表明，风轮叶片增长时， 叶片质量的增加幅度大于风机能量输出幅度的增加。显然，叶片的轻量化可以减轻风机支撑部件的质量，有利于风机的寿命和能量的输出。叶片长度的大小则主要依赖于叶片结构设计。对于使用相同材料、工艺的叶片，优异的结构设计不但能满足相关设计规范要求，还能降低叶片质量。现有的风力发电机叶片多为由复合材料制成的薄壳结构，结构上分为压力面壳体、吸力面壳体和抗剪腹板三个部分。压力面壳体、吸力面壳体分别由主梁和夹芯结构组成，提供气动外形。抗剪腹板为连续的2支以上“[”型、“I”型夹芯结构或抗剪腹板与主梁组合成箱型梁或“ O ”型梁的形式，起到支撑作用。由此可见，如何进一步给进风轮叶片的结构，使其更加轻量化，仍为本领域不断改进的目标。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种兆瓦级风轮叶片及其抗剪腹板以及该腹板的制作方法，使其更加轻量化，同时更利于检测、维修，从而克服现有的风轮叶片抗剪腹板的不足。为解决上述技术问题，本发明一种兆瓦级风轮叶片抗剪腹板，在其板体上开设有一个以上孔洞。作为本发明的一种改进，所述的孔洞周围设有加强层或翻边或两结构组合。所述的翻边设置于板体的单侧或双侧。所述的翻边与板体呈“L”型、“T”型、“Λ”型或扇形。所述的板体边缘还设有粘接面。所述的粘接面与板体呈“L”型或“Λ”型。所述的板体为“[”型、“I”型、箱型梁侧板或“O”型梁侧板。此外，本发明还提供了一种兆瓦级风轮叶片，包括压力面、吸力面和两支以上抗剪腹板，所述的抗剪腹板中，至少一个采用上述的抗剪腹板。最后，本发明还提供了一种上述兆瓦级风轮叶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体、再在板体上打孔，最后在孔洞周围胶接加强层或翻边。采用这样的设计后，本发明具有以下优点I、本发明在抗剪腹板上设计孔洞能够降低叶片重量，在孔洞周围设计加强层或翻边，能够提高带孔抗剪腹板刚度；2、本发明能够在生产和检修时，可前后腔穿越，提高了效率；3、本发明能够在生产时，便于腹板定位，减少了抗剪腹板间连接杆的使用；4、本发明在抗剪腹板与壳体未实现良好粘接时，便于修补。如上所述，本发明通过在抗剪腹板上增加孔洞和加强层或翻边的设计，在保证叶片整体强度及刚度要求下，降低了叶片重量，便于前后腔穿越，便于抗剪腹板定位和粘接面检测维修的效果，从而更适于推广应用。
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。图I是本发明一种兆瓦级风轮叶片的结构示意图。图2是图I的轴向截面结构示意图。图3是图I的径向截面结构示意图。
具体实施例方式请参阅图1-3所示，本发明兆瓦级风轮叶片抗剪腹板3，是在传统板体上开设有一个以上孔洞4。其中，抗剪腹板3可采用层合板或夹芯结构，整体呈“[”型、“I”型、箱型梁侧板或 “O”型梁侧板。孔洞4的形状可根据需要选用圆形、椭圆形、拱形、多边形(三角形、正方形、矩形、 菱形、梯形、五边形等)之一，其位置在抗剪腹板3间对称或不对称。并可在孔洞4周围增设加强层7或翻边5，或者两结构结合设置在孔洞4的周围。 其中，加强层7为至少一层的层合板、芯材或夹芯层合板，其截面为矩形、梯形或三角形。翻边5为至少一层的层合板、芯材或夹芯层合板，可以设置在板体的单侧或双侧，与板体之间呈“L”型、“T”型、“Λ”型、扇形等。此外，还可在板体边缘设置粘接面6，粘接面6采用层合板或夹芯结构，与板体之间呈“L”型、“Λ”型等。本发明兆瓦级风轮叶片，和传统的风轮叶片一样，包括压力面I、吸力面2和两支以上抗剪腹板3，只是将其中至少一个抗剪腹板采用本发明带孔洞结构的抗剪腹板。本发明上述兆瓦级风轮叶片抗剪腹板的制作方法可以是利用模具直接成型，孔洞4、翻边5、粘接面6、加强层7均为层铺层合板、芯材时预留，之后利用模具、工装进行预制，再通过流道设计浸胶、固化、脱模制成；也可以先利用模具制成板体，再在脱模后的板体上打孔，翻边和加强层预先在模具中成型，而后胶接在板体上、孔洞周围，并可在粘接面与板体之间胶接加强肋。上述实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式，以及工艺过程等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
权利要求
1.一种兆瓦级风轮叶片抗剪腹板，其特征在于在其板体上开设有一个以上孔洞。
2.根据权利要求I所述的一种兆瓦级风轮叶片抗剪腹板，其特征在于所述的孔洞周围设有加强层或翻边或两结构组合。
3.根据权利要求2所述的一种兆瓦级风轮叶片抗剪腹板，其特征在于所述的翻边设置于板体的单侧或双侧。
4.根据权利要求2所述的一种兆瓦级风轮叶片抗剪腹板，其特征在于所述的翻边与板体呈“L”型、“T”型、“Λ”型或扇形。
5.根据权利要求I所述的一种兆瓦级风轮叶片抗剪腹板，其特征在于所述的板体边缘还设有粘接面。
6.根据权利要求5所述的一种兆瓦级风轮叶片抗剪腹板，其特征在于所述的粘接面与板体呈“L”型或“Λ”型。
7.根据权利要求I所述的一种兆瓦级风轮叶片抗剪腹板，其特征在于所述的板体为 “[”型、“ I ”型、箱型梁侧板或“ O ”型梁侧板。
8.—种兆瓦级风轮叶片，包括压力面、吸力面和两支以上抗剪腹板，其特征在于所述的抗剪腹板中，至少一个采用权利要求1-7中任一项所述的抗剪腹板。
9.一种权利要求1-7中任一项所述兆瓦级风轮叶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体、再在板体上打孔，最后在孔洞周围胶接加强层或翻边。
全文摘要
本发明是有关于一种兆瓦级风轮叶片及其抗剪腹板以及该腹板的制作方法，该抗剪腹板的板体上开设有一个以上孔洞。该风轮叶片包括压力面、吸力面和两支以上抗剪腹板，所述的抗剪腹板中，至少一个采用上述的抗剪腹板。该制作方法是利用模具直接成型；或者先利用模具制成板体、再在板体上打孔，最后在孔洞周围胶接加强层或翻边。本发明通过在抗剪腹板上增加孔洞和加强层或翻边的设计，在保证叶片整体强度及刚度要求下，降低了叶片重量，便于前后腔穿越，便于抗剪腹板定位和粘接面检测维修的效果，从而更适于推广应用。
文档编号F03D11/00GK102588222SQ20121006491
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者代海涛, 刘伟超, 秦明, 闫文娟, 陈维杰 申请人:国电联合动力技术有限公司