一种风轮叶片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种风轮叶片，属于风力发电技术领域，该风轮叶片包括用于设在迎风面的压力面壳体和与压力面壳体的边缘粘连形成空腔的用于设在背风面的吸力面壳体，压力面壳体与吸力面壳体的内壁上均设有与相应壳体弧度一致且沿壳体长度方向延伸的用于增加叶片强度的大梁，压力面大梁沿长度方向由紧贴压力面壳体内壁的玻璃纤维层和紧贴玻璃纤维层的碳纤维层层叠构成，玻璃纤维层与碳纤维层之间设有一层碳纤维与玻璃纤维的含量比连续变化的过渡层；吸力面大梁由玻璃纤维层构成，压力面大梁和吸力面大梁之间通过至少一个腹板连接。采用上述结构的风轮叶片具有刚度高、重量轻的优点，且能够降低企业的生产成本。

A kind of wind turbine blade

【技术实现步骤摘要】
一种风轮叶片
本技术涉及风力发电
，尤其是涉及一种风轮叶片。
技术介绍
一般将风轮叶片的迎风承压受力的一面称为压力面，将背风的一面称为吸力面。玻璃纤维因比重轻、疲劳强度和机械性能好而普遍使用，故风轮叶片通常是由玻璃纤维增强树脂的压力面壳体和吸力面壳体粘接组合而成。因玻璃纤维增强树脂的壳体重量相对轻且强度低。因此，为增加风轮叶片的强度，在壳体内部铺设大梁来增强壳体的强度。通常，大梁在风轮叶片的长度方向充分延伸。现有技术中的风轮叶片，粘接在压力面壳体上的压力面大梁和粘接在吸力面壳体内侧的吸力面大梁全部由玻璃纤维层层叠构成，有时叶片长度较大，为防止叶尖在极端风载下碰到塔架，也会使用强度更高的碳纤维层层叠构成大梁。然而，玻璃纤维的刚度低、密度大，不能给风轮叶片增加足够的刚度。碳纤维虽强度高、重量轻，但价格昂贵而无法广泛使用。因此，有必要提供一种刚度高、重量轻且价格合适的风轮叶片。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种刚度高、重量轻且能够降低生产成本的风轮叶片。本技术为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种风轮叶片，包括用于设在迎风面的压力面壳体和与压力面壳体的边缘粘连形成空腔的用于设在背风面的吸力面壳体，压力面壳体与吸力面壳体的内壁上均设有与相应壳体弧度一致且沿壳体长度方向延伸的用于增加叶片强度的大梁，压力面大梁沿长度方向由紧贴压力面壳体内壁的玻璃纤维层和紧贴玻璃纤维层的碳纤维层层叠构成，玻璃纤维层与碳纤维层之间设有一层碳纤维与玻璃纤维的含量比连续变化的过渡层；吸力面大梁由玻璃纤维层构成，压力面大梁和吸力面大梁之间通过至少一个腹板连接。进一步地，所述过渡层是由多层碳纤维层和玻璃纤维层交替铺设构成的。进一步地，所述过渡层是由以过渡层对角所在弧面或以弧度与压力面大梁匹配的弧面为界的碳纤维块和玻璃纤维块粘接构成，碳纤维块紧贴碳纤维层。进一步地，吸力面大梁的厚度厚于压力面大梁的整体厚度。有益效果：如上所述，本技术的一种风轮叶片，具有以下有益效果：1：在风轮叶片的压力面大梁采用碳纤维层结合玻璃纤维层的结构，这是由于风轮叶片的压力面主要受到拉力载荷，碳纤维层具有高刚度，因此，在风轮叶片的压力面上应用部分碳纤维层是有利的，且部分采用碳纤维层，在保证性能的同时也能合理降低风轮叶片的生产成本。吸力面大梁采用玻璃纤维层铺设形成，因为风轮叶片的吸力面主要受到压力载荷，玻璃纤维具有高压应变，在风轮叶片吸力面大梁应用玻璃纤维是有利的，且玻璃纤维层的相对厚度能够提供足够的抗屈曲性能。风轮叶片的压力面大梁采用碳纤维层与玻璃纤维层的层叠结构，这两种材料的优势得到充分发挥，而他们各个的缺点被降低。相比于纯碳纤维大梁，具有本专利技术结构的风轮叶片表现出更优的压缩应变和更低的价格；相比于纯玻璃纤维大梁，此叶片具有更高的刚度和更低的重量。2：在风轮叶片的压力面大梁的碳纤维层与玻璃纤维层之间设置过渡层，过渡层中碳纤维和玻璃纤维连续变化，有利于碳纤维层和玻璃纤维层的平滑过渡。3：吸力面大梁的厚度厚于压力面大梁的整体厚度，以提高吸力面大梁的抗屈曲性能。下面结合实施例附图和具体实施例对本技术做进一步具体详细的说明。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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是本技术中风轮叶片的截面图。图2是图1中过渡层的一种结构示意图。图3是图1中过渡层的另一种结构示意图。图4是图1中过渡层的再一种结构示意图。图示标记，1、压力面壳体，2、压力面大梁，21、玻璃纤维层，22、碳纤维层，23、过渡层，3、腹板，4、吸力面大梁，5、吸力面壳体。具体实施方式本技术中，表达“连续”应该被理解为更宽泛的涵义，应该被理解为包括“逐渐地”和“均匀地”的涵义。本技术的核心是提供一种风轮叶片，该风轮叶片中压力面大梁2与吸力面大梁4的组成结构不同，能够使风轮叶片在保证刚度高、重量轻的前提下，能够降低生产成本。在本技术中，碳纤维层和碳纤维块都是采用多层碳纤维布铺层并固化而成的；玻璃纤维层和玻璃纤维块是采用多层玻璃纤维布铺层并固化而成的。请参考图1，图1为本技术所提供风轮叶片的截面图。本技术所提供的一种风轮叶片，风轮叶片包括用于将风轮叶片安装到风机轮毂上的根部区域，与根部区域相对的位置设有风轮叶片的尖部。风轮叶片的叶身区域在根部区域与尖部区域之间延伸，在结构上主要包括用于设在迎风面的压力面壳体1和用于设在背风面的吸力面壳体5，压力面壳体1与吸力面壳体5的边缘粘结形成截面为流线型的空腔结构。在压力面壳体1内侧设有弧度与壳体一致的且沿叶片长度方向延伸的压力面大梁2，在吸力面壳体5内侧设有弧度与壳体一致的且沿叶片长度方向延伸的吸力面大梁4，压力面大梁2和吸力面大梁4之间连接有至少一个腹板3。现有技术中，腹板3一般包括靠前缘腹板和靠后缘腹板。其中，压力面大梁2在叶片的长度方向上是由碳纤维层22和玻璃纤维层21层叠固化而成的，吸力面大梁4整体由玻璃纤维层21制成。因为风轮叶片的吸力面主要受到压力载荷，玻璃纤维具有高压应变，在风轮叶片吸力面大梁4应用玻璃纤维是有利的，且玻璃纤维层21的相对厚度能够提供足够的抗屈曲性能。另一方面，风轮叶片的压力面主要受到拉力载荷，碳纤维具有高刚度，因此，在风轮叶片的压力面大梁2上应用碳纤维是有利的。为在保证风轮叶片强度的同时，有效降低生产成本，可在压力面大梁2中采用碳纤维层22与玻璃纤维层21层叠的结构，这两种材料的优势得到充分发挥，而他们各个的缺点被降低。相比于纯碳纤维大梁，具有上述所述结构的风轮叶片表现出更优的压缩应变和更低的价格；相比于纯玻璃纤维大梁，此叶片具有更高的刚度和更低的重量。如图1所示，压力面大梁2是由紧贴压力面壳体1内壁的玻璃纤维层21和紧贴玻璃纤维层21的碳纤维层22依次层叠构成的。压力面大梁2在碳纤维层22与玻璃纤维层21之间设有过渡层23，过渡层23中玻璃纤维和碳纤维之间的定量比连续变化，实现了具有不同刚度的碳纤维层22和玻璃纤维层21的平滑过渡。以下介绍几种过渡层23的具体组成结构。需要提到的是，在制作压力面大梁2的过程中，可以根据实际的工作环境，在压力面大梁2中对材料强度和刚度要求较高的关键部位铺设碳纤维层22。可选地，如图2所示，过渡层23可以是多层碳纤维层和玻璃纤维层交替铺设而成。可选地，过渡层23也可以是由碳纤维块与玻璃纤维块拼接而成。碳纤维块与玻璃纤维块的形状不限定，只要能够拼接成过渡层的结构且性能满足要求即可，以下给出两个由碳纤维块与玻璃纤维块拼接形成过渡层23的具体实施例：一种具体实施例，如图3所示，过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风轮叶片，包括用于设在迎风面的压力面壳体(1)和与压力面壳体(1)的边缘粘连形成空腔的用于设在背风面的吸力面壳体(5)，其特征在于：压力面壳体(1)与吸力面壳体(5)的内壁上均设有与相应壳体弧度一致且沿壳体长度方向延伸的用于增加叶片强度的大梁，压力面大梁(2)沿长度方向由紧贴压力面壳体(1)内壁的玻璃纤维层(21)和紧贴玻璃纤维层(21)的碳纤维层(22)层叠构成，玻璃纤维层(21)与碳纤维层(22)之间设有一层碳纤维与玻璃纤维的含量比连续变化的过渡层(23)；吸力面大梁(4)由玻璃纤维层(21)构成，压力面大梁(2)和吸力面大梁(4)之间通过至少一个腹板(3)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种风轮叶片，包括用于设在迎风面的压力面壳体(1)和与压力面壳体(1)的边缘粘连形成空腔的用于设在背风面的吸力面壳体(5)，其特征在于：压力面壳体(1)与吸力面壳体(5)的内壁上均设有与相应壳体弧度一致且沿壳体长度方向延伸的用于增加叶片强度的大梁，压力面大梁(2)沿长度方向由紧贴压力面壳体(1)内壁的玻璃纤维层(21)和紧贴玻璃纤维层(21)的碳纤维层(22)层叠构成，玻璃纤维层(21)与碳纤维层(22)之间设有一层碳纤维与玻璃纤维的含量比连续变化的过渡层(23)；吸力面大梁(4)由玻璃纤维层(21)构成，压力面大梁(2)和吸力面...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢惠，关洪涛，乔阳阳，石志琪，陈佳佳，张志杰，
申请(专利权)人：洛阳双瑞风电叶片有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41