CN206221147U - 风力发电机组叶片及风力发电机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种风力发电机组叶片及风力发电机组，其中的风力发电机组叶片，包括：第一主梁、第二主梁、腹板、叶片壳体，所述叶片壳体呈翼形形状包覆于所述第一主梁和所述第二主梁；在所述叶片壳体的内表面与所述腹板的板面之间设有一个或者一个以上翼肋板部件，所述翼肋板部件分别与所述叶片壳体的内表面、所述腹板的板面垂直连接。本实用新型提供的提供一种风力发电机组叶片及风力发电机组，采用翼肋板部件设计，使叶片壳体更加稳定、改善壳体的剪切载荷，减少后缘开裂等问题。
Description
技术领域
本实用新型属于风力发电设备技术领域，尤其涉及一种风力发电机组叶片及风力发电机组。
背景技术
目前大型风电叶片的结构包括蒙皮外壳、主梁、腹板、避雷系统等。其中壳体主要是保持几何翼型的作用，利用气流通过其形状产生气动力，推动叶片旋转，主要是承担大部分剪切载荷。主梁一般是单向复合材料增强结构，是叶片的主要承载结构，主要承受叶片的弯曲载荷。抗剪腹板一般多为夹芯结构，支撑主梁，并承受一定的来自上下壳体的剪切载荷。
由于叶片壳体可以主要承受剪切载荷，叶片壳体类似于薄壁结构，而薄壁结构一般对于剪切载荷比较敏感，容易发生失稳等问题。而腹板对于弦向的剪切载荷作用有限，上下壳体受剪切不均，容易造成后缘开裂等问题。同时叶片上下壳体粘合力不够也会造成后缘等位置开裂。特别是在分段叶片中，分段连接处，如果腹板采用C字形设计，减小应力集中，因此腹板的支撑与抗剪作用更加微弱，使得连接处受力变得复杂，且不稳，这样会导致连接器长时间受更多疲劳载荷，影响其疲劳寿命。
为了辅助腹板提高支撑和抗剪作用，需要在叶片壳体内安装翼肋，现有技术的翼肋为整体式构造，横向安装在叶片壳体内部，在使用时，需要根据翼肋的设计，将叶片腹板结构分割成多段；由于相邻两个翼肋之间的距离需要根据整个叶片承受剪切载荷的能力来确定，所以这样就使得叶片腹板结构在设计的过程中，为了满足剪切载荷的能力要求而设计成多段，这样也就造成了整个叶片结构的复杂，分段数量越多，制造成本越高，这是目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种风力发电机组叶片及风力发电机组，通过对翼肋结构的改进，提高了叶片的支撑能力和抗剪能力，既可以应用于整体式叶片，也可以应用于分段式叶片，并且可以减少叶片腹板结构设计的分段数量。
一方面，本实用新型提供一种风力发电机组叶片，包括：
第一主梁；
第二主梁，与所述第一主梁并行布置；
腹板，其上边与所述第一主梁垂直连接，下边与所述第二主梁垂直连接；
叶片壳体，呈翼形形状包覆于所述第一主梁和所述第二主梁；
一个或一个以上翼肋板部件，安装在所述叶片壳体的内表面与所述腹板的板面之间，所述翼肋板部件分别与所述叶片壳体的内表面、所述腹板的板面垂直连接。
优选地，所述翼肋板部件位于叶片壳体前缘与所述腹板之间；
和/或，所述翼肋板部件位于叶片壳体后缘与所述腹板之间。
优选地，所述腹板的数量为两个或两个以上，并且所述腹板并排布置在所述第一主梁和所述第二主梁之间。
进一步优选地，所述翼肋板部件位于叶片壳体前缘与所述腹板之间；
和/或，所述翼肋板部件位于叶片壳体后缘与所述腹板之间；
和/或，所述翼肋板部件位于相邻的两个腹板之间。
优选地，在与所述腹板的板面连接的所述翼肋板部件的连接面上设有一个或一个以上减应力槽。
进一步优选地，所述减应力槽为半圆形。
优选地，所述翼肋板部件上设有与所述第一主梁、所述第二主梁相适配连接的卡槽。
优选地，所述翼肋板部件上设有减重孔，用于减轻所述翼肋板部件的重量。
进一步优选地，所述减重孔为圆形或椭圆形。
优选地，在所述翼肋板部件与所述叶片壳体之间设有加强筋，和/或，在所述翼肋板部件与所述第一主梁和/或所述第二主梁之间设有加强筋。
优选地，所述风力发电机组叶片为分段式叶片。
优选地，所述腹板的端面设有内凹的C字形结构。
另一方面，本实用新型还提供一种风力发电机组，包括以上所述的风力发电机组叶片。
本实用新型实施例提供的一种风力发电机组叶片及风力发电机组，采用翼肋板部件设计，使叶片壳体更加稳定、改善壳体的剪切载荷，减少后缘开裂等问题。
本实用新型实施例提供的一种风力发电机组叶片，利用翼肋板部件与壳体的粘接，增强叶片上下壳体的粘合力，减少后缘等位置开裂的概率。
本实用新型实施例提供的一种风力发电机组叶片，使用翼肋板部件，用于辅助腹板，对主梁提供支撑。
本实用新型实施例提供的一种风力发电机组叶片，将翼肋板部件应用于分段叶片的连接处，优化分段连接处的载荷分布，减小连接器的疲劳载荷。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例风力发电机组叶片的结构示意图。
图2是本实用新型实施例风力发电机组叶片采用分段式连接时的对接结构示意图。
图3是本实用新型实施例翼肋板部件的一种结构示意图。
图4是本实用新型实施例翼肋板部件的另一种结构示意图。
图中：
11、第一主梁；12、第二主梁；
20、腹板；
30、叶片壳体；
40、翼肋板部件；401、减应力槽；402、卡槽；403、减重孔；404、加强筋。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。本实用新型决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊。
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的主要技术创意。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
如图1-4所示，本实用新型实施例1提供一种风力发电机组叶片，包括：第一主梁11、第二主梁12、腹板20和叶片壳体30。
第二主梁12与第一主梁11并行布置；第一主梁11、第二主梁12为整个叶片提供刚度支持；
腹板20上边与第一主梁11垂直连接，下边与第二主梁12垂直连接；通过腹板20为第一主梁11、第二主梁12提供垂直方向的支持；
叶片壳体30呈翼形形状包覆于第一主梁11和第二主梁12；
在叶片壳体30的内表面与腹板20的板面之间设有一个或一个以上翼肋板部件40，翼肋板部件40分别与叶片壳体30的内表面、腹板20的板面垂直连接。
翼肋板部件40的作用是维持叶片翼型，并将局部气动载荷从叶片壳体30传递到第一主梁11、第二主梁12和腹板20上。一般情况下，叶片壳体受到气动载荷时，翼肋板部件以自身平面内的刚度向叶片壳体30和主梁提供垂直方向上的支持。
翼肋板部件40的数量以及翼肋板部件40之间的间距，可以根据叶片的实际长度和叶片受到的载荷应力来选取。
翼肋板部件40被腹板20、叶片壳体30围成的空间内分布，其一边与腹板20垂直连接，其他的边缘具有与叶片壳体30内表面相适配的形状，从而为翼肋板部件40所在位置的叶片壳体30提供支撑；本实施例中翼肋板部件40被腹板20限定，与现有技术的翼肋板采用整体结构相比，本实施例翼肋板部件40可以只采用部分设计，可以很好的应用于分段式叶片，为叶片壳体30提供良好的支撑力，可以使叶片腹板结构在分段设计过程中，分段的数量更少，从总体上降低风力发电机组叶片的重量。
当然，根据本领域技术人员对本实施例公开的技术方案的理解，本实施例翼肋板部件40也可以用于整体式风力发电机组叶片上。
本实施例提供的风力发电机组叶片，采用翼肋板部件设计，使叶片壳体更加稳定、改善壳体的剪切载荷，减少后缘开裂等问题。
本实施例提供的风力发电机组叶片，利用翼肋板部件与壳体的粘接，增强叶片上下壳体的粘合力，减少后缘等位置开裂的概率。
本实施例提供的风力发电机组叶片，采用翼肋板部件，用于辅助腹板，对主梁提供支撑。
本实施例提供的风力发电机组叶片，将翼肋板部件应用于分段叶片的连接处，优化分段连接处的载荷分布，减小连接器的疲劳载荷。
实施例2
本实施例2在实施例1的基础上进行优化设计，具体地：
翼肋板部件40位于叶片壳体前缘与腹板20之间，此时的翼肋板部件40可以对腹板20与叶片壳体的前缘之间的叶片壳体部分提供支撑；
或者也可以选择地，翼肋板部件40位于叶片壳体后缘与腹板20之间，此时的翼肋板部件40可以对腹板20与叶片壳体后缘之间的叶片壳体部分提供支撑。
当腹板20为两个时，翼肋板部件40还可以位于两个腹板20之间，此时的翼肋板部件40可以对两个腹板20之间的叶片壳体提供支撑。
当腹板20为三个时，可以参考腹板20为两个时进行设计翼肋板部件40。
本领域技术人员在实施的过程中，还可以将以上三种实施方式进行整合，即同时使用其中的两种或者三种具体的翼肋板部件40。
实施例3
本实施例3在以上实施例的基础上进行优化设计：
在与腹板20的板面连接的翼肋板部件40的连接面上设有一个或一个以上减应力槽401，减应力槽401不仅可以减小翼肋板部件40上的应力集中，还可以通过开槽的方式降低翼肋板部件40的重量；优选地，减应力槽401为半圆形。
翼肋板部件40上设有与第一主梁11、第二主梁12相适配连接的卡槽402。优选地，卡槽402为L形形状，通过卡槽402的设计，可以使翼肋板部件40与第一主梁11、第二主梁12之间的连接更为稳固，提高翼肋板部件40与第一主梁11、第二主梁12之间连接的稳固性，进而为叶片壳体提供更好的支撑。
翼肋板部件40上设有减重孔403。减重孔403可以是圆形或者椭圆形的形状，通过开孔的方式降低翼肋板部件40的重量。
在翼肋板部件40与叶片壳体30之间设有加强筋404，通过加强筋404将翼肋板部件40提供稳定支撑，防止翼肋板部件40受力不均而倾斜。
可以选择地，在翼肋板部件40与第一主梁11、第二主梁12之间设有加强筋404，由于第一主梁11、第二主梁12本身结构稳定，所以将加强筋404设置在第一主梁11、第二主梁12上，可以使加强筋404的支撑效果更好。
加强筋404是一种增加翼肋板部件40局部面外刚度的措施，能够极大增加翼肋板部件40的面外刚度，加强对翼肋板部件的支持，提高其抵抗失稳的能力，在一定的载荷范围内，使得局部应变与应力得到较好的控制。
翼肋板部件40一般由复合材料制作，作为一种示例，本实施例中翼肋板部件40是由夹芯材料制作。
优选地，腹板20的端面设有内凹的C字形结构，C字形结构具有减轻腹板20重量的作用，并且还可以减少应力集中。
优选地，本实施例提供的风力发电机组叶片为分段式叶片。但基于本领域技术人员对本实用新型技术方案的理解，本实施例提供的风力发电机组叶片也可以用于整体式叶片。
实施例4
本实施例提供一种风力发电机组，其包括以上任一实施例提供的风力发电机组叶片。
本实施例提供的风力发电机组，使用以上任一实施例提供的风力发电机组叶片，采用翼肋板部件设计，使叶片壳体更加稳定、改善壳体的剪切载荷，减少后缘开裂等问题。
本实施例提供的风力发电机组，利用翼肋板部件与壳体的粘接，增强叶片上下壳体的粘合力，减少风力发电机组叶片后缘等位置开裂的概率。
本实施例提供的风力发电机组，其叶片使用翼肋板部件，用于辅助腹板，对主梁提供支撑。
本实施例提供的风力发电机组，将翼肋板部件应用于分段叶片的连接处，优化分段连接处的载荷分布，减小连接器的疲劳载荷。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种风力发电机组叶片，包括：
第一主梁(11)；
第二主梁(12)，与所述第一主梁(11)并行布置；
腹板(20)，其上边与所述第一主梁(11)垂直连接，下边与所述第二主梁(12)垂直连接；
叶片壳体(30)，呈翼形形状包覆于所述第一主梁(11)和所述第二主梁(12)；
其特征在于，还包括一个或者一个以上翼肋板部件(40)，安装在所述叶片壳体(30)的内表面与所述腹板(20)的板面之间，所述翼肋板部件(40)分别与所述叶片壳体(30)的内表面、所述腹板(20)的板面垂直连接。
2.如权利要求1所述的风力发电机组叶片，其特征在于，
所述翼肋板部件(40)位于叶片壳体前缘与所述腹板(20)之间；
和/或，所述翼肋板部件(40)位于叶片壳体后缘与所述腹板(20)之间。
3.如权利要求1所述的风力发电机组叶片，其特征在于，
所述腹板(20)的数量为两个或两个以上，并且所述腹板(20)并排布置在所述第一主梁(11)和所述第二主梁(12)之间。
4.如权利要求3所述的风力发电机组叶片，其特征在于，
所述翼肋板部件(40)位于叶片壳体前缘与所述腹板(20)之间；
和/或，所述翼肋板部件(40)位于叶片壳体后缘与所述腹板(20)之间；
和/或，所述翼肋板部件(40)位于相邻的两个腹板(20)之间。
5.如权利要求1-4之一所述的风力发电机组叶片，其特征在于，
在与所述腹板(20)的板面连接的所述翼肋板部件(40)的连接面上设有一个或一个以上的减应力槽(401)。
6.如权利要求1-4之一所述的风力发电机组叶片，其特征在于，
所述翼肋板部件(40)上设有与所述第一主梁(11)、所述第二主梁(12)相适配连接的卡槽(402)。
7.如权利要求1-4之一所述的风力发电机组叶片，其特征在于，
所述翼肋板部件(40)上设有减重孔(403)。
8.如权利要求1-4之一所述的风力发电机组叶片，其特征在于，
在所述翼肋板部件(40)与所述叶片壳体(30)之间设有加强筋(404)，和/或，在所述翼肋板部件(40)与所述第一主梁(11)和/或所述第二主梁(12)之间设有加强筋(404)。
9.如权利要求1-4之一所述的风力发电机组叶片，其特征在于，所述风力发电机组叶片为分段式叶片。
10.如权利要求1-4之一所述的风力发电机组叶片，其特征在于，所述腹板(20)的端面设有内凹的C字形结构。
11.一种风力发电机组，其特征在于，包括权利要求1-10之一所述的风力发电机组叶片。
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| GR01 | Patent grant | ||
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