CN112267970A - 风力机主梁、叶片及风力发电机组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种风力机主梁、叶片及风力发电机组，涉及风力发电技术领域，风力机主梁包括主梁主体和分支组件；所述主梁主体的两侧分别设有分支组件；所述分支组件包括多个主梁分支，沿所述主梁主体的轴向，多个所述主梁分支间隔设置。其中，主梁主体能够提供叶片挥舞方向的刚度，主梁分支能够支撑叶片大面，从而提高叶片的屈曲稳定性，以使叶片的抗屈曲能力满足要求。本发明提供的风力机主梁利用主梁主体和主梁分支组成的类似于鱼骨状的结构提高叶片的屈曲稳定性，无需增厚夹芯厚度、增加主梁刚度或增加后缘梁刚度，能够降低材料成本，降低灌注不透的概率以保证性能。

Description

风力机主梁、叶片及风力发电机组
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种风力机主梁、叶片及风力发电机组。
背景技术
风力机叶片作为风力发电机组的关键部件，直接影响整个风力机系统性能和成本。目前，风力发电机叶片由壳体、腹板、叶根连接等组成。
在风力机运行过程中，叶片壳体面上所受的载荷一般通过气动外形面传递至主梁上，再通过主梁传至叶根复合层，最后通过叶根连接传递至轮毂等部位。因此，叶片壳体既是叶片主要的承载部件，也是叶片主要的载荷传递部件，其本身的承载能力显得非常重要。
已有技术中，叶片壳体中的夹芯结构普遍采用复合材料轻木和泡沫夹层，以提供叶片气动外形面的抗屈曲能力。随着风力机叶片趋于大型化，叶片长度不断增加。由于长叶片载荷较大，为保证其屈曲稳定性，现有技术一般采用增厚夹芯厚度、增加主梁刚度或增加后缘梁刚度等措施，这将带来材料成本增加以及灌注不透使性能难以保证的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风力机主梁，以解决现有技术中的叶片成本较高且性能难以保证的技术问题。
本发明提供的风力机主梁，包括主梁主体和分支组件；
所述主梁主体的两侧分别设有分支组件；所述分支组件包括多个主梁分支，沿所述主梁主体的轴向，多个所述主梁分支间隔设置。
进一步地，所述主梁主体为中空结构。
进一步地，沿所述主梁主体的轴向，多个所述主梁分支均匀间隔设置。
进一步地，所述主梁分支为叶脉结构。
进一步地，所述主梁分支为网状结构。
本发明的目的还在于提供一种叶片，包括本发明提供的风力机主梁。
进一步地，所述主梁主体和所述主梁分支上均铺设单向纤维布。
进一步地，所述叶片还包括芯材，所述芯材设有凹槽；所述主梁分支的铺层铺设于所述凹槽内。
进一步地，所述叶片还包括蒙皮；
所述风力机主梁、所述芯材和所述蒙皮依次设置且灌注成型。
本发明的目的还在于提供一种风力发电机组，包括本发明提供的风力机主梁或本发明提供的叶片。
本发明提供的风力机主梁，包括主梁主体和分支组件；所述主梁主体的两侧分别设有分支组件；所述分支组件包括多个主梁分支，沿所述主梁主体的轴向，多个所述主梁分支间隔设置。其中，主梁主体能够提供叶片挥舞方向的刚度，主梁分支能够支撑叶片大面，从而提高叶片的屈曲稳定性，以使叶片的抗屈曲能力满足要求。本发明提供的风力机主梁利用主梁主体和主梁分支组成的类似于鱼骨状的结构提高叶片的屈曲稳定性，无需增厚夹芯厚度、增加主梁刚度或增加后缘梁刚度，能够降低材料成本，降低灌注不透的概率以保证性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的风力机主梁的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的风力机主梁的剖面图。
图标：1－主梁主体；2－主梁分支。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、初始状态地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种风力机主梁、叶片及风力发电机组，下面给出多个实施例对本发明提供的风力机主梁、叶片及风力发电机组进行详细描述。
实施例1
本实施例提供的风力机主梁，如图1至图2所示，包括主梁主体1和分支组件；主梁主体1的两侧分别设有分支组件；分支组件包括多个主梁分支2，沿主梁主体1的轴向，多个主梁分支2间隔设置。
其中，主梁主体1能够提供叶片挥舞方向的刚度，主梁分支2能够支撑叶片大面，从而提高叶片的屈曲稳定性，以使叶片的抗屈曲能力满足要求。该风力机主梁利用主梁主体1和主梁分支2组成的类似于鱼骨状的结构提高叶片的屈曲稳定性，无需增厚夹芯厚度、增加主梁刚度或增加后缘梁刚度，能够降低材料成本，降低灌注不透的概率以保证性能。
进一步地，主梁主体1为中空结构。能够降低主梁主体1的质量，从而降低叶片质量，实现叶片的轻量化设计。
沿主梁主体1的轴向，多个主梁分支2可以均匀间隔设置，也可以非均匀间隔设置。
作为一种可选地实施方式，沿主梁主体1的轴向，多个主梁分支2均匀间隔设置，便于加工制造。
作为另一种可选地实施方式，根据叶片具体受力分析非均匀间隔排布主梁分支2，在最大弦长附近的区域加密布置主梁分支2，以提高该区域的强度和抗屈曲性。
主梁分支2可以为弧状结构，也可以为叶脉结构或网状结构等任意适合的形式。
在主梁分支2为叶脉机构或网状结构时，能够进一步提供分支，从而提高叶片的屈曲稳定性。
本实施例提供的风力机主梁，包括主梁主体1和分支组件；主梁主体1的两侧分别设有分支组件；分支组件包括多个主梁分支2，沿主梁主体1的轴向，多个主梁分支2间隔设置。其中，主梁主体1能够提供叶片挥舞方向的刚度，主梁分支2能够支撑叶片大面，从而提高叶片的屈曲稳定性，以使叶片的抗屈曲能力满足要求。该风力机主梁利用主梁主体1和主梁分支2组成的类似于鱼骨状的结构提高叶片的屈曲稳定性，无需增厚夹芯厚度、增加主梁刚度或增加后缘梁刚度，能够降低材料成本，降低灌注不透的概率以保证性能。
实施例2
本实施例提供的叶片，包括实施例1提供的风力机主梁。主梁主体1能够提供叶片挥舞方向的刚度，主梁分支2能够支撑叶片大面，从而提高叶片的屈曲稳定性，以使叶片的抗屈曲能力满足要求。该风力机主梁利用主梁主体1和主梁分支2组成的类似于鱼骨状的结构提高叶片的屈曲稳定性，无需增厚夹芯厚度、增加主梁刚度或增加后缘梁刚度，能够降低材料成本，降低灌注不透的概率以保证性能。
进一步地，主梁主体1和主梁分支2上均铺设单向纤维布。
具体地，主梁主体1上铺设多层单向纤维布，主梁分支2上铺设多层单向纤维布。
主梁主体1和主梁分支2相交部位，铺层采用搭接和对接混合的方式，起到加强两者连接强度的作用。
进一步地，叶片还包括芯材，芯材设有凹槽；主梁分支2的铺层铺设于凹槽内。
具体地，在芯材内表面预制凹槽，主梁分支2的铺层铺设于凹槽内。
进一步地，所述叶片还包括蒙皮；风力机主梁、芯材和蒙皮依次设置且灌注成型。
其中，蒙皮可以包括内蒙皮和外蒙皮，外蒙皮、内蒙皮、芯材和风力机主梁依次设置，并一起灌注成型。
实施例3
本实施例提供的风力发电机组，包括实施例1提供的风力机主梁或实施例2提供的叶片。主梁主体1能够提供叶片挥舞方向的刚度，主梁分支2能够支撑叶片大面，从而提高叶片的屈曲稳定性，以使叶片的抗屈曲能力满足要求。该风力机主梁利用主梁主体1和主梁分支2组成的类似于鱼骨状的结构提高叶片的屈曲稳定性，无需增厚夹芯厚度、增加主梁刚度或增加后缘梁刚度，能够降低材料成本，降低灌注不透的概率以保证性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种风力机主梁，其特征在于，包括主梁主体(1)和分支组件；
所述主梁主体(1)的两侧分别设有分支组件；所述分支组件包括多个主梁分支(2)，沿所述主梁主体(1)的轴向，多个所述主梁分支(2)间隔设置。
2.根据权利要求1所述的风力机主梁，其特征在于，所述主梁主体(1)为中空结构。
3.根据权利要求1所述的风力机主梁，其特征在于，沿所述主梁主体(1)的轴向，多个所述主梁分支(2)均匀间隔设置。
4.根据权利要求1所述的风力机主梁，其特征在于，所述主梁分支(2)为叶脉结构。
5.根据权利要求1所述的风力机主梁，其特征在于，所述主梁分支(2)为网状结构。
6.一种叶片，其特征在于，包括权利要求1－5中任一项所述的风力机主梁。
7.根据权利要求6所述的叶片，其特征在于，所述主梁主体(1)和所述主梁分支(2)上均铺设单向纤维布。
8.根据权利要求6所述的叶片，其特征在于，所述叶片还包括芯材，所述芯材设有凹槽；所述主梁分支(2)的铺层铺设于所述凹槽内。
9.根据权利要求8所述的叶片，其特征在于，所述叶片还包括蒙皮；
所述风力机主梁、所述芯材和所述蒙皮依次设置且灌注成型。
10.一种风力发电机组，其特征在于，包括权利要求1－5中任一项所述的风力机主梁或6－9中任一项所述的叶片。
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