CN201606194U - 夹芯板模块式机舱罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机舱罩，具体涉及一种由复合夹芯板模块组成的大型风力发电机的机舱罩。所述机舱罩由矩形模块(1)、圆弧模块(2)、顶角过渡模块(3)和功能模块(4)组成；各模块均采用复合夹芯板制成，各模块通过T型材网状构架(12)经机械连接方式组合成为整体机舱罩。本实用新型中的矩形模块(1)、圆弧模块(2)和顶角过渡模块(3)是标准模块为通用部件，同型号间能互换使用。这种设计简化了生产工艺、提高了产品质量和生产效率，便于规模化生产，可有效减低成本；同时单个模块的尺寸和重量较小，易于包装和运输；本实用新型可广泛用于大型风力发电机组。

Description

夹芯板模块式机舱罩

技术领域

本实用新型属于机舱罩，具体涉及一种由复合夹芯板模块组成的用于大型风力发电机的夹芯板模块式机舱罩。

背景技术

随着人们环保意识的增强，以太阳能、风能及海洋能为代表的新型能源产业得到了较快的发展，其中尤以风力发电技术的不断提高以及综合发电成本的不断降低，使其成为近年快速发展的绿色能源产业。目前风电技术为实现提高风能利用率和减低发电成本的目标，使风力发电机的大型化成为一种趋势。而风电设备能量的大型化带来的一个副作用就是零部件的大型化，从而导致制造和运输的困难。我们知道大型风力发电机主要包含三部分：风轮、机舱和塔杆，目前最大的风力涡轮直径已达126m(RE Power，5MW风力发电机)，塔杆的高度也达100m。同样，其机舱的体积也在不断增大。以目前主流机型1.5MW风力发电机为例，其机舱罩的尺寸大约在3.8×3.8×12m(B×H×L)左右的范围，如果发电机容量增加到3MW，其机舱罩的尺寸就将增大到4×4×15m(B×H×L)左右的范围了。如果说风轮叶片和塔杆由于其横截面较小，尚可纵向或分段运输，那么这种机舱罩就很难整体运输了。因此，大型机舱罩采用合理的分体设计以及相应的制造工艺就成为目前亟待解决的一个技术问题。

目前，大型风力发电机机舱罩一般采用FRP(玻璃钢)或铝合金来制造，由于FRP材料具有良好的可设计性和相对简便的成型工艺，近年来已成为机舱罩的首选材料。尽管如此，FRP机舱罩也面临着模具大型化和不断改型的成本压力以及运输困难等种种挑战。

针对上述大型风力发电机FRP机舱罩所存在的问题，现多选择将机舱罩沿风轮中心轴的水平面，使其一分为二，分成上、下舱罩二部分；还有些厂家，再将下舱罩沿过中心轴的垂直面分割成左右二部分，使机舱罩分成三个部分。

中国专利号：ZL 200820033032.1，授权公告号：CN 201162631Y，授权公告日：2008年8月6日，实用新型名称：大型风电机舱罩，公开了一种对开式机舱罩。

现有技术的缺陷在于：机舱罩庞大的体积，引起了整体成型模具成本的大幅提高、生产工艺的复杂和公路运输的不便。对开式或三片式机舱罩结构，虽部分解决运输超限的问题，但还存在特定形状模具成本高，不便于规模化生产，且有模块形状各异带来的不易于包装和运输等问题。

发明内容

本实用新型的目的是，提供一种采用复合夹芯模块组件拼装组合而成的机舱罩，以改变目前大型风力发电机组FRP机舱罩存在的成型模具复杂、生产周期长、综合成本高和运输困难的现状。

本实用新型是这样实现的：一种夹芯板模块式机舱罩，其特点是；外形是采用平面或斜面组合而成的类似矩形体，其各表面的结合部位及顶角处采用相同的过渡圆角；所述的夹芯板模块式机舱罩包括矩形模块、圆弧模块、顶角过渡模块、功能模块和T型材网状构架；矩形模块为一矩形板；圆弧模块为拱形，截面为圆弧形；顶角过渡模块每一边的弧度与圆弧模块对应；所述的功能模块根据机舱罩外型或功能需求而设置；各模块均采用复合夹芯板制成，复合夹芯板上有预设的螺孔，各模块通过T型材网状构架经机械连接方式相连接组合成为整体机舱罩；所述的T型材构架的截面为T形，与模块相连接的一侧设有连接孔，各部分T型材构架与其相对应的模块具有相同的弧度，T型材构架的纵、横向交接处采用焊接方式连接成为整体网架。

如上所述的夹芯板模块式机舱罩，其特点是：所述的复合夹芯板由FRP板、芯材和矩形钢管框架组成，外层为FRP板、内部为芯材和矩形钢管框架；芯材填充于两层FRP板之间，矩形钢管框架的横截面为矩形，长度和形状根据夹芯板模块的各边形状而确定，FRP板和矩形钢管框架均有预设的螺孔；所述的复合夹芯板采用树脂传递模塑成型工艺或真空辅助成型工艺制造。

如上所述的夹芯板模块式机舱罩，其特点是：在所述的各种模块的周边设有凹槽，使两模块在连接的平面上形成矩形密封槽，其内部放置O型密封条；模块与T型材构架间置有密封垫。

如上所述的夹芯板模块式机舱罩，其特点是：所述的各种模块的内表面设有梯形凹槽；所述的T型材构架朝向外侧的顶面设有与各模块复合夹芯板上梯形凹槽对应的凸块。

如上所述的夹芯板模块式机舱罩，其特点是：所述的各种模块的各个顶角处均有偏心调整机构；T型材构架在网架的节点处，有椭圆形的定位孔；偏心调整机构的芯轴螺栓与偏心轴部件被置于相应T型材构架上的定位孔内；旋转偏心轴上部的六角轴冠，可以调整相邻两模块之间的间隙大小，间隙调整合适后将芯轴螺栓上的螺母旋紧固定。

如上所述的一种夹芯板模块式机舱罩，其特点是：所述的各种模块的舱外表面上具有由胶衣树脂层和高耐候性涂料层构成的装饰保护面层。

本发明的有益效果是：

1.所述的夹芯模块式机舱罩采用了平面和斜面的组合成的类似矩形体的外形设计，其各个交接面和交接顶角为同一的过渡圆角，这就将机舱罩的外形变成了由平面、圆弧面和球冠三种基本元素组成的物体，为制造工艺和运输的方便，可以将平面和圆弧面分成适宜的尺寸规格。采用这种机舱罩的设计方案，对不同功率和规格的风电机组，只需在规定部位设置相应的功能模块，其余可全部采用矩形模块、圆弧模块和顶角过渡模块三种通用的标准模块，这就大大简化了结构设计、成型模具、生产工艺和运输的难度，加快了制造周期。

2.采用模块单元与T型材网状构架组合的连接方式，其总重量与对开式机舱罩相似，但整体刚度、生产周期和工艺难度均优于对开式机舱罩，尤以单个模块的体积小、重量轻、便于运输和运输成本低为明显优势。

3.各种模块采用了复合夹芯板结构，提高了外板的强度和刚度。同时这种结构适宜采用树脂传递模塑成型工艺(RTM)或真空辅助成型工艺(AVRI)制造。这两种工艺与现有工艺相比，在产品强度、表面质量和工艺周期等方面都有明显的提高。特别是可以采用现代化的规模生产，以保证产品的一致性和大量供货。

4.各种模块之间具有矩形密封槽，其内部放置O型密封条；各种模块与T型材构架间置有密封垫。这些措施保证了模块连接处的水密性。

5.各种模块与T型材构架之间采用连接螺栓紧固连接，T型材构架的纵、横向交接处采用焊接方式连接成为牢固的整体网架。各种模块上装有偏心轴调节装置，以调整相邻两模块之间的间隙大小。这些措施保证了所组合成的机舱罩的坚固性与可适性。

6.各种模块的舱外表面上具有由胶衣树脂层和高耐候性涂料层构成的装饰保护面层，确保机舱罩表面美观和使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种夹芯板模块式机舱罩的整体示意图；

图2是图1中的矩形模块结构示意图；

图3是图2中EE向的剖视图；

图4是图1中的圆弧模块结构示意图；

图5是图4中GG向的剖视图；

图6是图4中FF向的剖视图；

图7是图1中的顶角过渡模块结构示意图；

图8是图7中HH向的剖视图；

图9是图1中D-D截面的T型材网状构架部分示意图；

图10是图1中A-A截面的模块与T型材构架连接的剖面结构示意图；

图11是图1中C-C截面的顶角过渡模块与周围模块连接示意图；

图12是各种模块顶角与T型材构架间的偏心调整机构示意图；

图13是图12偏心调整机构的J-J截面示意图；

图中，1.矩形模块，2.圆弧模块，3.顶角过渡模块，4.功能模块，5.FRP板，6.芯材，7.矩形钢管框架，8.密封条，9.装饰保护面层，10.连接螺栓，11密封垫，12.T型材构架，13.定位孔，14.芯轴螺栓，15.偏心轴，16.连接孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的一种夹芯板模块式机舱罩进行介绍：

本实施例为某型1.5MW风力发电机组的机舱罩。如图1、9所示，该夹芯板模块式机舱罩的外形是采用平面或斜面组合而成的类似矩形体，其各表面的结合部位及顶角处采用相同的过渡圆角；所述的夹芯板模块式机舱罩包括矩形模块1、圆弧模块2、顶角过渡模块3和功能模块4；各模块通过T型材构架12经机械连接方式组合成为整体机舱罩。

如图2～3所示，矩形模块1为一矩形板；如图4～6所示，圆弧模块2为拱形，截面为网弧形；如图7～8所示，顶角过渡模块3的每一边的弧度与圆弧模块对应；同领域技术人员也可以选择其它弧度的网弧模块与顶角过渡模块。所述的矩形模块1、圆弧模块2和顶角过渡模块3为标准模块，其最大边长以适合陆路运输为限，本实施例模块的最大边长≤2.8m；每种标准模块有多类规格，每种标准模块的规格数和数量为最低有限值；所述的最低有限值为模块不超过运输上限和满足工艺制造要求时计算出的值；所述的功能模块4根据机舱罩外型或功能需求而设置。

所述的矩形模块1、圆弧模块2、顶角过渡模块3和功能模块4均采用复合夹芯板制成；如图2-图8所示，所述的复合夹芯板由FRP板5、芯材6和矩形钢管框架7组成，其外层为FRP板5、内部为芯材6和矩形钢管框架7；矩形钢管框架7是横截面为矩形的钢管，长度和形状根据复合夹芯板模块的各边形状而确定；芯材6填充于两层FRP板5之间，不填充到矩形钢管内；FRP板5和矩形钢管框架7上均有预设的螺钉孔；在复合夹芯板的周边设有凹槽，当相邻两模块拼接时形成矩形密封槽，在复合夹芯板的内表面设有梯形凹槽，该梯形凹槽用于与T型材构架12配合安装时使用。

本实施例的尺寸规格为：FRP板5的厚度为4mm，芯材6采用厚度20mm的聚氨酯泡沫塑料，矩形钢管框架7为30×20×2.5(长×宽×厚)矩形钢管；所述的复合夹芯板采用树脂传递模塑成型工艺(RTM)或真空辅助成型工艺(AVRI)制造。本领域工作人员可根据本领域常识改变复合夹芯板各组成部分的尺寸。

如图9，10所示，所述的T型材构架12的截面为T形；在T型材构架12上每隔一段距离处，位于垂直端两侧的水平长端上各有一个可使螺栓通过的连接孔16；在网架的节点处，有椭圆形的定位孔13；T型材构架12朝向外侧的顶面设有与各模块复合夹芯板上梯形凹槽对应的凸块；各部分T型材构架12与其相对应的模块具有相同的弧度；T型材构架12的纵、横向交接处采用焊接方式连接成为整体网架。

如图10、11所示，两复合夹芯板模块相连接的平面形成所述的矩形密封槽，其内部放置O型密封条8；T型材构架12的一个凸块卡接在一个模块的一个梯形凹槽里，T型材构架12的另一个凸块卡接在另一个模块的一个梯形凹槽里；用连接螺栓10穿过T型材构架12上的连接孔16及复合夹芯板上预设的螺孔完成模块的固定安装，在模块与T型材构架12之间还设有密封垫11；依此类推直到完成全部模块的安装。

用本实施例采用的连接螺栓10为前端带有自攻丝结构的锁紧螺钉；连接螺栓10通过T型材构架12上的孔旋入模块夹芯板的矩形钢管框架中；本领域工作人员可根据本领域常识使用其它螺栓或其它连接方式。

所述的矩形模块1、圆弧模块2、顶角过渡模块3和功能模块4上的各个顶角处均有偏心调整机构；如图12、13所示，偏心调整机构的芯轴螺栓14与偏心轴15部件被置于所述的T型材构架12上的定位孔13内，旋转偏心轴15上部的六角轴冠，可以调整相邻两模块之间的间隙大小，间隙调整合适后将芯轴螺栓14上的螺母旋紧固定。本技术是本领域的公知常识。

如图10所示，所述的各种模块的舱外表面上具有由胶衣树脂层和高耐候性涂料层构成的装饰保护面层9。

Claims (6)

1.一种夹芯板模块式机舱罩，其特征在于：外形是采用平面或斜面组合而成的类似矩形体，其各表面的结合部位及顶角处采用相同的过渡圆角；所述的夹芯板模块式机舱罩包括矩形模块(1)、圆弧模块(2)、顶角过渡模块(3)、功能模块(4)和T型材构架(12)；矩形模块(1)为一矩形板；圆弧模块(2)为拱形，截面为圆弧形；顶角过渡模块(3)每一边的弧度与圆弧模块对应；各模块均采用复合夹芯板制成，复合夹芯板上预设螺钉孔；各模块通过T型材构架(12)经机械连接方式相连接组合成为整体机舱罩；所述的T型材构架(12)的截面为T形，与模块相连接的一侧设有连接孔，各部分T型材构架(12)与其相对应的模块具有相同的弧度，T型材构架(12)的纵、横向交接处采用焊接方式连接成为整体网架。

2.根据权利要求1所述的夹芯板模块式机舱罩，其特征在于：所述的复合夹芯板由玻璃钢FRP板(5)、芯材(6)和矩形钢管框架(7)组成，外层为FRP板(5)、内部为芯材(6)和矩形钢管框架(7)；芯材(6)填充于两层FRP板(5)之间，矩形钢管框架(7)的横截面为矩形，长度和形状根据夹芯板模块的各边形状而确定，FRP板(5)和矩形钢管框架(7)均有预设的螺孔。

3.根据权利要求1或2所述的夹芯板模块式机舱罩，其特征在于：在所述的各种模块的周边设有凹槽，使两模块在连接的平面上形成矩形密封槽，其内部放置O型密封条(8)；模块与T型材构架间置有密封垫(11)。

4.根据权利要求1或2所述的夹芯板模块式机舱罩，其特征在于：所述的各种模块的内表面设有梯形凹槽；所述的T型材构架(12)朝向外侧的顶面设有与各模块复合夹芯板上梯形凹槽对应的凸块。

5.根据权利要求1或2所述的夹芯板模块式机舱罩，其特征在于：所述的各种模块的内表面的各个顶角处均有偏心调整机构；T型材构架(12)在网架的节点处，有椭圆形的定位孔(13)；偏心调整机构的芯轴螺栓(14)与偏心轴(15)部件被置于相应T型材构架(12)上的定位孔(13)内；旋转偏心轴(15)上部的六角轴冠，可以调整相邻两模块之间的间隙大小，间隙调整合适后将芯轴螺栓(14)上的螺母旋紧固定。

6.根据权利要求1或2所述的夹芯板模块式机舱罩，其特征在于：所述的各种模块的舱外表面上具有由胶衣树脂层和高耐候性涂料层构成的装饰保护面层(9)。

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