[发明专利]一种风力机叶根结构及其生产方法

说明书

本发明公开了一种风力机叶根结构及其生产方法，该叶根结构包含：叶根部；包裹在叶根部外周的外壳体；所述外壳体具有翼型，包括外壳体外层、外壳体内层以及夹在外壳体外层和外壳体内层之间的外壳体夹心层；及叶片夹心层，其设置在叶根部和外壳体之间；其中，所述叶根部、叶片夹心层、外壳体紧密贴合固定。所述叶根部、叶片夹心层、外壳体均一体成型制备，降低了占模时间，提高了生产效率；省去了外壳体的粘贴和固定于叶根部外部的环节，节约人力和物料成本，不需要使用粘接胶，可以降低材料成本；外壳体随叶根部一体化成型和生产，使得外壳体结构强度高，叶根部无需设计限位固定法兰或者挡板，可以大大降低后续叶片在运行维护环节和成本。

技术领域

本发明涉及风力机叶根领域，具体涉及一种风力机叶根结构及其生产方法。

背景技术

随着新能源需求的增加，风力机单机装机容量逐渐增加，风电叶片作为风电机组的核心出功部件，由于风电叶片的长度越来越大，其最大弦长尺寸也在逐步增大。为了保证大叶片的叶根的气动效率，兼顾叶片根部的气动效率和叶根的强度，现有技术在叶根的圆柱段包络或者套一种钝尾缘翼型状的中空壳体结构，以减弱叶根的三维分离流动，提升叶根的气动性能，进而可以提高风机的发电量。如专利CN103629044B，提出了一种水平轴风力机叶片的叶根结构，所述基础叶片从叶根到叶尖的展向方向依次包括叶根圆柱段50、过渡段和主体段100，即在基础叶片的圆柱段50以及过渡段的外表面附件一种中空结构40，用于改善叶片圆柱段50和过渡段的空气动力学性能，提高叶片的风能利用效率。该中空结构40以附件的形式套在叶根段或者粘贴在叶根段，在并在所属中空结构的起始展向位置附近增加一段圆筒型结构或法兰结构，用来作为限制中空结构的展向运动的限位固定器。而该中空结构40是在风电叶片粘接工序通过粘接胶在风电叶片后缘特定位置与叶片后缘内壳体粘接成一体，如图1所示。

现有技术的叶根结构存下如下问题：

现有基础叶片的根部至最大弦长区域形状复杂，曲率较大，生产复杂，且玻纤铺设易产生皱褶。现有基础叶片的圆柱段至最大弦长处(叶根过渡段与主体段之间的截面)是一个整体，最大弦长宽度大，为预防屈曲失稳，需使用较厚的中空结构层，造成叶片重量较重，材料成本高。不同型号叶片的外形一般是不同，根部区域的外形一般无法通用。生产不同的叶片需要使用不同的模具，模具投入成本高。套在叶根的中空结构一般采用预制生产，生产成本高、安装工艺复杂。现有的叶根翼型壳体结构，以附件的形式，通过粘贴或者紧固连接的方式与叶片表面连接，安装操作繁琐，可靠性差，容易脱落，运行维护成本高。

发明内容

本发明的目的是避免中空结构以附件的形式粘贴而产生的粘接缺陷，提高叶根结构的可靠性，减少风电叶片生产所用的人工时及模具，降低成本，可以减少叶片的占模时间，提高生产效率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种风力机叶根结构，该叶根结构包含：

叶根部；

包裹在叶根部外周的外壳体，所述外壳体具有翼型；及

叶片夹心层，其设置在叶根部和外壳体之间；

其中，所述叶根部、叶片夹心层、外壳体紧密贴合固定。

较佳地，所述外壳体包括外壳体外层、外壳体内层、以及夹在所述外壳体外层和外壳体内层之间的外壳体夹心层，所述外壳体夹心层填充有轻质材料，所述轻质材料包括泡沫芯材、轻质木材、聚氯乙烯的至少一种。

较佳地，所述外壳体外层和外壳体内层均至少铺设5-10层玻纤布，所述至少5-10层玻纤布包含：三轴玻纤布至少一层，双轴玻纤布至少两层，单轴玻纤布至少两层。

较佳地，所述叶片夹心层填充有轻质材料，所述轻质材料包括泡沫芯材、轻质木材、聚氯乙烯的至少一种。

较佳地，所述叶片夹心层包含若干支撑件，支撑件之间填充有轻质材料。