CN211737356U - 条状件、梁、叶片及风电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种条状件、梁、叶片及风电机组。根据本实用新型实施例的条状件为棱柱状结构且包括：第一侧面和第二侧面，相对设置且彼此间限定条状件的厚度；第一凹槽，自第一侧面沿厚度方向凹入设置且沿第一侧面的长度方向延伸，第一凹槽的槽底表面宽度大于等于第二侧面的宽度。根据本实用新型实施例的条状件堆叠时能够形成嵌合结构，增加堆叠结构的整体稳定性和强度，提高整体结构承受载荷能力。

Description

条状件、梁、叶片及风电机组

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，具体涉及一种条状件、梁、叶片及风电机组。

背景技术

随着风电技术的不断发展，提供运行稳定的更大功率的风力发电机组已经是行业中发展趋势，高功率的风力发电机组一方面会使得叶片越来越长。叶片长度的增加对叶片结构设计提出了新的要求。

风电叶片通常由上下两个壳体构成外部轮廓，内部使用梁-腹板结构进行承载，梁是主要承载部件。随着叶片长度的增加，梁承受的载荷也不断增大，对梁的承载能力要求也越来越高。板材作为梁结构具有力学性能优异、加工方法简单的优点，使用板材作为条状件及堆叠形成增强结构件是风电领域叶片设计的重要技术思路。

然而，现有技术中的条状件及堆叠形成的梁构件，通常存在条状件堆叠稳定性较差和堆叠时不易定位的问题，以及条状件之间间隙设置不合理的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种条状件、梁、叶片及风电机组，条状件堆叠时能够形成嵌合结构，增加堆叠结构的整体稳定性和强度，提高整体结构承受载荷能力。

第一方面，本实用新型实施例提供一种条状件，用于叶片，条状件为棱柱状结构且包括：第一侧面和第二侧面，相对设置且彼此间限定条状件的厚度；第一凹槽，自第一侧面沿厚度方向凹入设置且沿第一侧面的长度方向延伸，第一凹槽的槽底表面宽度大于等于第二侧面的宽度。

根据本实用新型实施例的一个方面，第一凹槽的槽底表面和第二侧面为粗糙面。

根据本实用新型实施例的一个方面，条状件还包括第三侧面和第四侧面，与第一侧面和第二侧面共同限定横截面为梯形的条状件。

根据本实用新型实施例的一个方面，条状件还包括：第一边缘槽，自第三侧面向条状件内凹入设置且沿第三侧面的长度方向延伸，第一边缘槽的槽底表面与第二侧面相连接；第二边缘槽，自第四侧面向条状件内凹入设置且沿第四侧面的长度方向延伸，第二边缘槽的槽底表面与第二侧面相连接。

根据本实用新型实施例的一个方面，第一侧面和/或第二侧面为曲面。

根据本实用新型实施例的一个方面，第一凹槽的槽底表面的至少部分覆盖有第一剥离层。

根据本实用新型实施例的一个方面，第一边缘槽的槽底表面、第二边缘槽的槽底表面和第二侧面的至少部分覆盖有第二剥离层。

根据本实用新型实施例的一个方面，第二侧面覆盖有第二剥离层。

第二方面，本实用新型实施例提供一种梁，用于叶片，包括多个根据上述任一实施方式的条状件，多个条状件以预定方式堆叠排布，且厚度方向相邻的条状件之间第二侧面贴合至相邻第一凹槽的槽底表面。

根据本实用新型实施例的一个方面，横向相邻的条状件中第二侧面的朝向相同，或者横向相邻的条状件中第二侧面的朝向相反。

根据本实用新型实施例的一个方面，条状件沿横向以平面或曲面方式排布。

根据本实用新型实施例的一个方面，横向相邻的条状件之间具有间隙，多个条状件中相邻条状件之间填充有树脂或者相邻条状件之间设置导流夹层并填充有树脂。

根据本实用新型实施例的一个方面，导流夹层为纤维布。

第三方面，本实用新型实施例提供一种叶片，包括根据上述任一实施方式的梁。

第四方面，本实用新型实施例提供一种风电机组，包括根据上述任一实施方式的叶片。

根据本实用新型实施例的条状件，厚度方向上第一侧面具有第一凹槽且第二侧面的宽度小于等于第一凹槽的槽底表面宽度，厚度方向相邻的条状件之间形成嵌合结构。一方面，增强条状件堆叠结构的稳定性和强度，提高整体承受载荷能力。另一方面，在条状件堆叠过程中便于对条状件的定位和限位。再一方面，第一凹槽的槽壁附近留有粘接剂流动和填充的空隙，使得条状件之间充分浸润粘接剂。

在一些可选的实施例中，第一凹槽的槽底表面和第二侧面为粗糙面，粗糙面之间能够形成供粘接胶流动的间隙，利于粘接胶在接触的粗糙面之间通过和分布并形成粘接面。

根据本实用新型实施例的梁，厚度方向相邻的条状件通过第一凹槽彼此嵌合，一方面，增强梁的稳定性和强度，提高承受载荷能力。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征，附图并未按照实际的比例绘制。

图1示出根据本实用新型一个实施方式的条状件的立体示意图；

图2示出根据本实用新型一个实施方式的条状件的截面结构示意图；

图3示出根据本实用新型一个实施方式的条状件包括剥离层的截面结构示意图；

图4a和图4b示出根据本实用新型另一个实施方式的条状件的不同实施例的截面结构示意图；

图5a和图5b示出根据本实用新型另一个实施方式的条状件的不同实施例包括剥离层的截面结构示意图；

图6a和图6b示出根据本实用新型实施方式的梁的不同实施例的截面结构示意图；

图7示出根据本实用新型实施方式的梁的局部截面结构示意图；

图8示出根据本实用新型实施方式的叶片的示意图；

图9示出图8中区域A的结构示意图；

图10示出根据本实用新型实施方式的风电机组的示意图。

图中：

1-叶轮；2-发电机；3-机舱；4-塔筒；

10-叶片；11-外壳；12-腹板；13-梁；20-轮毂；

100-条状件；

110-第一侧面；111-第一凹槽；112-第一剥离层；

120-第二侧面；122-第二剥离层；

130-第三侧面；131-第一边缘槽；

140-第四侧面；141-第二边缘槽。

具体实施方式

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，为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本实用新型，并不被配置为限定本实用新型。对于本领域技术人员来说，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更好的理解。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的条状件、梁、叶片及风电机组的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”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，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图10对根据本实用新型实施例的条状件、梁、叶片及风电机组进行详细描述。

本实用新型实施例提供一种条状件，其可用于叶片，尤其可用于风力发电机组的叶片。参阅图1和图2，图1示出根据本实用新型一个实施方式的条状件的立体示意图；图2示出根据本实用新型一个实施方式的条状件的截面结构示意图。本实用新型实施例提供的条状件100为棱柱状结构，具有轴向延伸的长度方向。条状件100可以为预成型件，例如通过拉挤、灌注、预固化等技术成型的预成型件。条状件100可以优选为拉挤件。条状件100可以为高强度纤维结构体。条状件100可以为长条形状的板材，图1仅示意地示出条状件沿100长度方向上的一段。条状件100的宽度可以在50mm至250mm之间，厚度可以在2mm至15mm之间。条状件100 包括相对设置的第一侧面110和第二侧面120，且第一侧面110和第二侧面120彼此间限定条状件100的厚度。条状件100的厚度大致为均匀的。第一侧面110和第二侧面120均沿条状件100的长度方向延伸且作为棱柱状结构的两个侧面。第一侧面110和第二侧面120具有垂直于长度方向的宽度方向。在一个实施例中，第一侧面110和第二侧面120的宽度沿长度方向是均匀的。

继续参阅图1和图2，条状件100还包括设置于第一侧面110的第一凹槽111。第一凹槽111自第一侧面110沿厚度方向凹入设置，凹入的深度大体为均匀的。第一凹槽111沿第一侧面110的长度方向延伸。在一个实施例中，第一凹槽111的槽底表面的中心线与第一侧面110的中心线平行。第一凹槽111的深度可以在50μm至500μm之间。第一凹槽111的壁可以垂直于槽底表面，也可以与槽底表面之间呈钝角相交，使得第一凹槽111具有宽度不小于槽底的开口。在一个实施例中，第一凹槽111的槽宽沿长度方向是均匀的，即第一凹槽111的槽底表面宽度沿长度方向是均匀的。第一凹槽111的槽底表面宽度大于等于第二侧面120的宽度。

根据本实用新型实施例的条状件100，厚度方向上第一侧面110具有第一凹槽111且第二侧面120的宽度小于等于第一凹槽111的槽底表面宽度，这样使得多个条状件100堆叠设置时厚度方向相邻的条状件100之间能够形成嵌合结构，即一个条状件100的第二侧面120对应端嵌入至另一个条状件100的第一凹槽111中。一方面，嵌合结构增强了堆叠后的条状件100结构的稳定性和强度，提高整体结构承受载荷的能力。另一方面，在条状件100堆叠过程中便于对条状件的定位和限位。再一方面，第一凹槽111的槽壁附近留有粘接剂流动和填充的空隙，使得条状件100之间充分且均匀浸润粘接剂。

参阅图3，在一些实施例中，第一凹槽111的槽底表面的至少部分覆盖有第一剥离层112。图3示出根据本实用新型一个实施方式的条状件包括剥离层的截面结构示意图。第一剥离层112为条形片状结构且具有相对的两个表面，其中一个表面贴附至第一凹槽111的槽底表面，另一个表面与第一侧面110平齐。第一剥离层112可以是脱模布，或者是可使表面粗糙的其他附加层，即第一剥离层112在条状件100拉挤成型过程中可剥离地形成在条状件100的第一侧面110处，第一剥离层112的形成位置对应为第一凹槽111，在剥离第一剥离层112后得到露出第一凹槽111的条状件100。在一些可选的实施例中，得到露出第一凹槽111的条状件100之后还可以对第一凹槽111的一侧或两侧边缘凸起进行去材处理，以减小第一凹槽111的深度。在一些可选的实施例中，第一凹槽111的深度可以减小到微米级或毫米级，甚至可以为零。例如可以通过打磨、切削、侵蚀等手段来进行去材操作。

在一个实施例中，第一凹槽111的槽底表面和第二侧面120为粗糙面，粗糙面能够在该面形成接触面后提供粘接剂流动的间隙，利于粘接剂在接触面之间通过和分布并形成分布均匀的粘接面。具体地，剥离第一剥离层 112后可形成粗糙的第一凹槽111的槽底表面。可以理解的是，粗糙表面还可以通过打磨、切削、侵蚀等手段来实现。

在一些实施例中，参阅图1和图2，条状件100还包括第三侧面130 和第四侧面140，第三侧面130和第四侧面140夹设在第一侧面110和第二侧面120之间。第三侧面130和第四侧面140与第一侧面110和第二侧面120共同限定横截面为梯形的条状件100。第三侧面130和第四侧面 140的倾角为5°至89.9°，优选为85°至89°。本文中的横截面尤其指垂直于条状件100的轴向的横截面。在一个优选实施例中，条状件100的横截面为等腰梯形。

图4a和图4b示出根据本实用新型另一个实施方式的条状件的不同实施例的截面结构示意图。在一些实施例中，参阅图4a和图4b，条状件100 还包括第一边缘槽131，第一边缘槽131自第三侧面130向条状件100内凹入设置，凹入的深度大体为均匀的。第一边缘槽131沿第三侧面130的长度方向延伸，第一边缘槽131的槽宽沿长度方向是均匀的，即第一边缘槽131的槽底表面宽度沿长度方向是均匀的。第一边缘槽131的槽底表面与第二侧面120相连接。

在一些实施例中，继续参阅图4a和图4b，条状件100还包括第二边缘槽141，第二边缘槽141自第四侧面140向条状件100内凹入设置，凹入的深度大体为均匀的。第二边缘槽141沿第四侧面140的长度方向延伸，第二边缘槽141的槽宽沿长度方向是均匀的，即第二边缘槽141的槽底表面宽度沿长度方向是均匀的。第二边缘槽141的槽底表面与第二侧面120相连接。

图4a和图4b示出了条状件100中第一边缘槽131和第二边缘槽141 的不同设置形式。图4a所示的实施例中，第一边缘槽131和第二边缘槽 141的槽底表面分别与第二侧面120相交成钝角，第一边缘槽131和第二边缘槽141的槽底表面设置为分别与第三侧面130和第四侧面140大体平行。图4a所示的实施例中，第一边缘槽131和第二边缘槽141的槽底表面分别与第二侧面120大体相交成钝角，第一边缘槽131和第二边缘槽141 的槽壁设置为大体平行于第二侧面120。

参阅图5a和图5b，图5a和图5b示出根据本实用新型另一个实施方式的条状件的不同实施例包括剥离层的截面结构示意图。在一些实施例中，如图5a所示，第一边缘槽131的槽底表面、第二边缘槽141的槽底表面和第二侧面120的至少部分覆盖有第二剥离层122。第二剥离层122为长条形，且一个表面贴附至第一边缘槽131的槽底表面、第二边缘槽141的槽底表面和第二侧面120。第二剥离层122可以是脱模布，即第二剥离层 122在条状件100拉挤成型过程中可剥离地形成在条状件100的第二侧面 120以及从第二侧面120延伸至第三侧面130和第四侧面140的部分位置处，在剥离第二剥离层122后暴露出第一边缘槽131、第二边缘槽141和第二侧面120。第一边缘槽131的槽底表面和第二边缘槽141的槽底表面可以是粗糙面。在另一些实施例中，如图5b所示，第二侧面120覆盖有第二剥离层122。优选地，第二剥离层122的宽度与第二侧面120的宽度相等。在该实施例中，第二剥离层122在条状件100拉挤成型过程中可剥离地形成在条状件100的第二侧面120，在剥离第二剥离层122后暴露出粗糙的第二侧面120。

在一些实施例中，第一侧面110和第二侧面120大致为平面。在另一些实施例中，第一侧面110和第二侧面120为曲面，可以更好地顺应叶片的曲面轮廓。

本实用新型实施例提供一种梁13，其可用于叶片，尤其可用于风力发电机组的叶片。参阅图6a、图6b和图7，图6a和图6b示出根据本实用新型实施方式的梁的不同实施例的截面结构示意图；图7示出根据本实用新型实施方式的梁的局部截面结构示意图。本实用新型实施例提供的梁13 包括多个根据上述任一实施例的条状件100，其中多个条状件100以预定方式堆叠排布。图6a和图6b中示意性地示出三行四列排布的条状件100，可以理解的是梁13中的条状件100不限于图中所示的排布方式。具体地，多个条状件100同轴向设置，即多个条状件100的轴线之间大致平行。多个条状件100中厚度方向相邻的条状件100之间第二侧面120贴合至相邻第一凹槽111的槽底表面。条状件100在厚度方向上通过第一凹槽111彼此嵌合。即一个条状件100的第二侧面120对应端嵌入至相邻的另一个条状件100的第一凹槽111中。横向相邻的条状件100之间具有间隙，多个条状件100中相邻条状件100之间填充有树脂。

根据本实用新型实施例的梁13，多个条状件100中厚度方向相邻的条状件100之间第二侧面120贴合至相邻第一凹槽111的槽底表面，这样使得梁13的沿厚度方向设置的条状件100之间能够形成嵌合结构。嵌合结构增强了梁13的结构稳定性和强度，提高了梁13承受载荷的能力。

在一些实施例中，如图6a所示，横向相邻的条状件100中第二侧面 120的朝向相同。横向相邻条状件之间形成V型间隙，能够提供足够的粘接剂流动的空间，利于粘接剂在条状件100之间的分布。

在另一些实施例中，如图6b所示，横向相邻的条状件100中第二侧面120的朝向相反。即横向相邻的条状件100交错颠倒设置，使得横向相邻的条状件100的截面形状匹配契合并且之间形成倾斜间隙，条状件100 之间排列紧密并增大横向相邻条状件100之间的胶合面积。

在一些实施例中，条状件100沿横向以平面或曲面方式排布。条状件 100沿横向适应叶片的轮廓进行排布。在形成V型间隙的实施例中，条状件100沿横向以曲面方式排布时，能够通过V型间隙协调横向相邻的条状件100之间的夹角，不会因为曲面方式排布而在间隙处形成闭合空间，避免了闭合空间导致的树脂灌注不良。

在一些实施例中，相邻条状件100之间设置导流夹层并填充有树脂。导流夹层有利于树脂在条状件100之间均匀良好浸润，减少条状件100之间不被树脂灌透的风险。导流夹层可以为编织片状体。具体地，导流夹层为纤维布，例如二维编织纤维布，导流夹层的面重为100-1200kg/m²，导流夹层的编织方式可为0°/90°交织或±45°交织。

本实用新型实施例提供一种叶片10，参阅图8和图9，图8示出根据本实用新型实施方式的叶片的示意图；图9示出图8中区域A的结构示意图。本实用新型实施例提供的叶片10包括外壳11以及腹板12。腹板12 设置于外壳11内并连接于外壳11。叶片10还包括根据上述任一实施例的梁13。梁13位于腹板12连接于壳体11的两端处，并且梁13沿着叶片10 的长度方向延伸。本实用新型实施例提供的叶片10包括根据上述任一实施例的梁13，使得叶片10的结构稳定性高和强度高，承受载荷的能力更强。

本实用新型实施例提供一种风电机组，参阅图10，图10示出根据本实用新型实施方式的风电机组的示意图。本实用新型实施例提供的风力发电机组主要包括塔筒4、机舱3、发电机2以及叶轮1，机舱3设置于塔筒 4的顶端，发电机2设置于机舱3，可以位于机舱3的内部，当然，也可以位于机舱3的外部。叶轮1包括轮毂20，发电机2与轮毂20连接并固定于机舱3的底座上。本实用新型实施例提供的风电机组包括根据上述任一实施例的叶片10。两个以上叶片10分别与轮毂20连接，叶片10在风载的作用下带动轮毂20转动，进而实现发电机2的发电。本实用新型实施例提供的风力发电机组包括根据上述任一实施例的叶片10，叶片10的结构稳定性高和强度高，使得风力发电机组能够更稳定、可靠地连续运行。

依照本实用新型如上文所述的实施例，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (14)

1.一种条状件，用于叶片，其特征在于，所述条状件(100)为棱柱状结构且包括：

第一侧面(110)和第二侧面(120)，相对设置且彼此间限定所述条状件(100)的厚度；

第一凹槽(111)，自所述第一侧面(110)沿所述厚度方向凹入设置且沿所述第一侧面(110)的长度方向延伸，

所述第一凹槽(111)的槽底表面宽度大于等于所述第二侧面(120)的宽度。

2.根据权利要求1所述的条状件，其特征在于，所述第一凹槽(111)的槽底表面和所述第二侧面(120)为粗糙面。

3.根据权利要求1所述的条状件，其特征在于，所述条状件(100)还包括第三侧面(130)和第四侧面(140)，与所述第一侧面(110)和所述第二侧面(120)共同限定横截面为梯形的所述条状件(100)。

4.根据权利要求3所述的条状件，其特征在于，所述条状件(100)还包括：

第一边缘槽(131)，自所述第三侧面(130)向所述条状件(100)内凹入设置且沿所述第三侧面(130)的长度方向延伸，所述第一边缘槽(131)的槽底表面与所述第二侧面(120)相连接；

第二边缘槽(141)，自所述第四侧面(140)向所述条状件(100)内凹入设置且沿所述第四侧面(140)的长度方向延伸，所述第二边缘槽(141)的槽底表面与所述第二侧面(120)相连接。

5.根据权利要求1所述的条状件，其特征在于，所述第一侧面(110)和/或所述第二侧面(120)为曲面。

6.根据权利要求1至5任一项所述的条状件，其特征在于，所述第一凹槽(111)的槽底表面的至少部分覆盖有第一剥离层(112)。

7.根据权利要求4所述的条状件，其特征在于，所述第一边缘槽(131)的槽底表面、所述第二边缘槽(141)的槽底表面和所述第二侧面(120)的至少部分覆盖有第二剥离层(122)；或者所述第二侧面(120)覆盖有第二剥离层(122)。

8.一种梁，用于叶片，其特征在于，包括多个如权利要求1至5任一项所述的条状件(100)，多个所述条状件(100)以预定方式堆叠排布，且厚度方向相邻的所述条状件(100)之间所述第二侧面(120)贴合至相邻所述第一凹槽(111)的槽底表面。

9.根据权利要求8所述的梁，其特征在于，横向相邻的所述条状件(100)中所述第二侧面(120)的朝向相同，或者横向相邻的所述条状件(100)中所述第二侧面(120)的朝向相反。

10.根据权利要求8或9所述的梁，其特征在于，所述条状件(100)沿横向以平面或曲面方式排布。

11.根据权利要求8或9所述的梁，其特征在于，横向相邻的所述条状件(100)之间具有间隙，多个所述条状件(100)中相邻所述条状件(100)之间填充有树脂，或者相邻所述条状件(100)之间设置导流夹层并填充有树脂。

12.根据权利要求11所述的梁，其特征在于，所述导流夹层为纤维布。

13.一种叶片，其特征在于，包括如权利要求8至12任一项所述的梁。

14.一种风电机组，其特征在于，包括如权利要求13所述的叶片。

Images