CN219638970U - 一种风电叶片腹板、风电叶片及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风电叶片腹板、风电叶片及风力发电机组，涉及风力发电技术领域，所述风电叶片腹板包括腹板本体，腹板本体的中部的厚度大于腹板本体的两端的厚度。本实用新型的风电叶片腹板，腹板本体置于叶片壳体内部且其两端与叶片壳体连接，以形成对叶片壳体的支撑，在保持腹板本体两端厚度不变的情况下，增大腹板本体中部区域的厚度，可提升腹板本体的抗失稳能力，相较于整体增加平板状腹板本体厚度的设计方案而言，能够在提升风电叶片腹板稳定性的同时，减少材料用量，降低风电叶片腹板的重量及成本，使得风电叶片在运行过程中更加安全可靠。

Description

一种风电叶片腹板、风电叶片及风力发电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术领域，具体而言，涉及一种风电叶片腹板、风电叶片及风力发电机组。

背景技术

风电叶片是风力发电机组的重要组成部件，其性能好坏直接影响到风力发电机组能否正常运行。如图1所示，风电叶片一般包括外壳体2及叶片腹板3两部分，随着风力发电的发展，风力发电机组的风电叶片尺寸越来越大，外壳体内叶片腹板的高度也随之增加，叶片腹板随外壳体一起运转，由于叶片腹板为平板状且高度较大，在运转过程中会发生屈曲变形，使得风电叶片的运行可靠性及安全性较差。

实用新型内容

本实用新型旨解决现有风电叶片腹板易发生屈曲变形的技术问题。

第一方面，本实用新型提出一种风电叶片腹板，包括腹板本体，所述腹板本体的中部的厚度大于所述腹板本体的两端的厚度。

本实用新型所述的风电叶片腹板，腹板本体置于叶片壳体内部且其两端与叶片壳体连接，以形成对叶片壳体的支撑，在保持腹板本体两端厚度不变的情况下，增大腹板本体中部区域的厚度，可提升腹板本体的抗失稳能力，相较于整体增加平板状腹板本体厚度的设计方案而言，能够在提升风电叶片腹板稳定性的同时，减少材料用量，降低风电叶片腹板的重量及成本，使得风电叶片在运行过程中更加安全可靠。

可选地，所述腹板本体包括垂直于其厚度方向的两个竖向侧面，其中一竖向侧面为平面，另一竖向侧面的中部设有加强凸起。

可选地，所述加强凸起与所述加强凸起周围的所述腹板本体部分平滑过渡连接。

可选地，所述加强凸起的形状为梯形或圆弧形。

可选地，所述腹板本体包括芯体和玻纤蒙皮，所述芯体的外侧包裹有所述玻纤蒙皮，所述腹板本体为所述玻纤蒙皮与所述芯体通过灌注形成的一体结构。

可选地，所述芯体包括第一芯体和第二芯体，两个所述第二芯体分别设于所述第一芯体沿竖向方向的两端，所述第一芯体及与所述第一芯体相对应的所述玻纤蒙皮部分一起向外凸出以形成所述加强凸起。

可选地，所述第一芯体的密度小于所述第二芯体的密度。

可选地，所述玻纤蒙皮的两端延伸以形成有粘接法兰。

第二方面，本实用新型还提出一种风电叶片，包括叶片壳体及上述的风电叶片腹板，所述风电叶片腹板沿所述叶片壳体的长度方向上设有至少一个，所述风电叶片腹板的腹板本体的一端与所述叶片壳体的上部连接，另一端与所述叶片壳体的下部连接。所述风电叶片相较于现有技术所具有的优势与上述风电叶片腹板相同，在此不再重复说明。

第三方面，本实用新型还提出一种风力发电机组，包括上述的风电叶片。所述风力发电机组相较于现有技术所具有的优势与上述风电叶片相同，在此不再重复说明。

附图说明

图1为现有风电叶片的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的风电叶片腹板的第一种结构示意图；

图3为本实用新型实施例的风电叶片腹板的第二种结构示意图；

图4为本实用新型实施例的风电叶片腹板的第三种结构示意图。

附图标记说明：

1、腹板本体；11、加强凸起；12、芯体；121、第一芯体；122、第二芯体；13、玻纤蒙皮；131、粘接法兰；2、外壳体；3、叶片腹板；H1、腹板本体的高度；H2、加强凸起的高度；D1、腹板本体的厚度；D2、加强凸起的厚度。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本实用新型的限制。

本文中建立有坐标系XZ，其中X轴的正向代表左方，X轴的反向代表右方，Z轴的正向代表上方，Z轴的反向代表下方。

如图2-4所示，本实用新型实施例的一种风电叶片腹板，包括腹板本体1，所述腹板本体1用于置于叶片壳体内，且所述腹板本体1的竖向两端分别与所述叶片壳体的上部、下部连接，所述腹板本体1的中部的厚度大于所述腹板本体1的两端的厚度。

在本实施例中，叶片壳体的上部和叶片壳体的下部分别为迎风面和背风面，腹板本体1竖向设置于叶片壳体的内腔中，且可沿叶片壳体的根部向尖部方向(也即长度方向)间隔设置多个，根据风电叶片的强度设计需要进行灵活设置。腹板本体1的上下端可通过粘胶与所述叶片壳体的上部、所述叶片壳体的下部粘接。

腹板本体1置于叶片壳体内部且其两端与叶片壳体连接，以形成对叶片壳体的支撑，在保持腹板本体1两端厚度不变的情况下，增大腹板本体1中部区域的厚度，可提升腹板本体1的抗失稳能力，相较于整体增加平板状腹板本体1厚度的设计方案而言，能够在提升风电叶片腹板稳定性的同时，减少材料用量，降低风电叶片腹板的重量及成本，使得风电叶片在运行过程中更加安全可靠。

本实施例可对单个风电叶片腹板的强度进行独立加强，可广泛应用于具有单个风电叶片腹板或多个风电叶片腹板的风电叶片中，相较于现有在两个直型的风电叶片腹板之间设置连接件以构成类似H型腹板的设计方案而言，本实施例应用范围更广，无需额外设置连接件，减少部件，简单方便。

可选地，所述腹板本体1包括垂直于其厚度方向的两个竖向侧面，其中一竖向侧面为平面，另一竖向侧面的中部设有加强凸起11。

在本实施例中，风电叶片腹板与风电叶片分开单独成型，之后再通过粘接或其他连接方式连接固定。风电叶片腹板在制造的过程中需要用到风电叶片腹板模具，所述腹板本体1的一侧面需要与模具贴合，示例性地，在腹板本体1的右侧面设置加强凸起11以增加腹板本体1中部的厚度，起到加强腹板本体1作用的同时，将腹板本体1的左侧面设置成平面状，利用腹板本体1的左侧面与风电叶片腹板模具贴合，可简化所述风电叶片腹板模具的结构，降低模具制作难度与成本。

可选地，所述加强凸起11与所述加强凸起11周围的所述腹板本体1部分平滑过渡连接。

在本实施例中，所述腹板本体1的高度为H1，所述腹板本体1没有加强凸起的部分的厚度为D1，所述加强凸起11的高度为H2，所述腹板本体1设有加强凸起的部分的最大厚度为D2，这里所说的高度是指沿Z轴所示方向的尺寸，厚度指的是沿X轴所示方向的尺寸。所述H1的高度由风电叶片的形状决定，所述H2的高度由腹板本体1的强度设计要求决定。

为了避免腹板本体1出现台阶、尖角，应力过于集中，这里加强凸起11与周围的腹板本体1可通过倒角平缓过渡，倒角比例越大，过渡越平缓，稳定性越佳，但是这样会增加材料用量，倒角比例一般为1:5较为合适。

可选地，所述加强凸起11的形状为梯形或圆弧形。

在本实施例中，所述加强凸起11可由腹板本体1的右侧面向右侧凸起形成，将加强凸起11设计成梯形或圆弧形，使得加强凸起11与周围部分的腹板本体1过渡更为平缓，这里的圆弧形可以是椭圆形。

可选地，所述腹板本体1包括芯体12和玻纤蒙皮13，所述芯体12的外侧包裹有所述玻纤蒙皮13，所述腹板本体1为所述玻纤蒙皮13与所述芯体12通过灌注形成的一体结构。

在本实施例中，腹板本体1的左右两侧分别铺设有玻纤蒙皮13，玻纤蒙皮13与芯体12的表面贴合，玻纤蒙皮13可设置一层或多层。腹板本体1为芯体12及玻纤蒙皮13通过真空灌注树脂一体成型，通过灌注成型使得芯体12与玻纤蒙皮13固定，成型工艺简单。

如图4所示，可选地，所述芯体12包括第一芯体121和第二芯体122，两个所述第二芯体122分别设于所述第一芯体121沿竖向方向的两端，所述第一芯体121及与所述第一芯体121相对应的所述玻纤蒙皮13部分一起向外凸出以形成所述加强凸起11。

在本实施例中，将芯体12沿竖直方向分成多段，第一芯体121、第二芯体122可采用同种材质或不同种材质，可根据不同的性能要求，将中间的第一芯体121采用更轻、抗屈曲和抗剪切能力更强的材料制成，以提高所述腹板本体1的性能。

在一些实施例中，上下两个所述第二芯体122也可采用同种或不同种材质制成。

可选地，所述第一芯体121的密度小于所述第二芯体122的密度。

在本实施例中，中间的第一芯体121的密度较小，在同等体积下，密度小的质量更轻，可减少腹板本体1的重量。示例性地，所述第一芯体121可采用价格略贵，但重量轻的balsa芯材或PET150芯材。

可选地，所述玻纤蒙皮13的两端延伸以形成有粘接法兰131，所述腹板本体1用于通过所述粘接法兰131与所述叶片壳体连接。

在本实施例中，通过粘接法兰131增大腹板本体1与叶片壳体的接触面积。可在粘接法兰131上涂覆结构胶，并将粘接法兰131与叶片壳体的内表面贴合连接，实现腹板本体1与叶片壳体的固定。

本实用新型另一实施例提出一种风电叶片，包括叶片壳体及所述的风电叶片腹板，所述风电叶片腹板沿所述叶片壳体的长度方向上设有至少一个，所述风电叶片腹板的腹板本体1的一端与所述叶片壳体的上部连接，另一端与所述叶片壳体的下部连接。所述风电叶片相较于现有技术所具有的优势与上述风电叶片腹板相同，不再重复说明。

在本实施例中，所述风电叶片腹板可设有两个，各所述风电叶片腹板的长度可不相同，示例性地，沿所述叶片壳体的根部向所述叶片壳体的尖部方向，也即左右方向上，所述叶片壳体的上部壁面与所述叶片壳体的下部壁面间的距离先逐渐增大，再逐渐减小。

本实用新型再一实施例提出一种风力发电机组，包括所述的风电叶片。在本实施例中，所述风力发电机组相较于现有技术所具有的优势与上述风电叶片相同，不再重复说明。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种风电叶片腹板，其特征在于，包括腹板本体(1)，所述腹板本体(1)的中部的厚度大于所述腹板本体(1)的两端的厚度；所述腹板本体(1)包括垂直于其厚度方向的两个竖向侧面，其中一竖向侧面为平面，另一竖向侧面的中部设有加强凸起(11)。

2.根据权利要求1所述的风电叶片腹板，其特征在于，所述加强凸起(11)与所述加强凸起(11)周围的所述腹板本体(1)部分平滑过渡连接。

3.根据权利要求2所述的风电叶片腹板，其特征在于，所述加强凸起(11)的形状为梯形或圆弧形。

4.根据权利要求1所述的风电叶片腹板，其特征在于，所述腹板本体(1)包括芯体(12)和玻纤蒙皮(13)，所述芯体(12)的外侧包裹有所述玻纤蒙皮(13)，所述腹板本体(1)为所述玻纤蒙皮(13)与所述芯体(12)通过灌注形成的一体结构。

5.根据权利要求4所述的风电叶片腹板，其特征在于，所述芯体(12)包括第一芯体(121)和第二芯体(122)，两个所述第二芯体(122)分别设于所述第一芯体(121)沿竖向方向的两端，所述第一芯体(121)及与所述第一芯体(121)相对应的所述玻纤蒙皮(13)部分一起向外凸出以形成所述加强凸起(11)。

6.根据权利要求5所述的风电叶片腹板，其特征在于，所述第一芯体(121)的密度小于所述第二芯体(122)的密度。

7.根据权利要求4所述的风电叶片腹板，其特征在于，所述玻纤蒙皮(13)的两端延伸以形成有粘接法兰(131)。

8.一种风电叶片，其特征在于，包括叶片壳体及如权利要求1-7任意一项所述的风电叶片腹板，所述风电叶片腹板沿所述叶片壳体的长度方向上设有至少一个，所述风电叶片腹板的腹板本体(1)的一端与所述叶片壳体的上部连接，另一端与所述叶片壳体的下部连接。

9.一种风力发电机组，其特征在于，包括如权利要求8所述的风电叶片。