專利名稱：一種風電葉片的葉根結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風力發(fā)電領域，尤其涉及一種風電葉片的葉根結構。
背景技術：
目前大型風力發(fā)電機葉片的根部連接方式多采用玻璃鋼后打孔工藝，即在葉根玻璃鋼厚度方向打孔然后組裝金屬螺栓套的方法實現葉片與輪轂的連接。這種連接方法由于破壞了葉根的玻璃纖維，會導致葉根強度降低，因此葉根需要大量的玻璃纖維，來保證葉根的結構安全。這不僅造成了葉片根部重量較重，葉片成本較高，同時，由于葉片成型后，葉根需要切割，也造成了極大的材料浪費。此外，后打孔設備價格昂貴，且占用較大的工廠面積， 造成葉片廠前期的投入大，社會資源浪費嚴重。玻璃鋼不易回收，在葉片達到壽命時，玻璃鋼的處理也是很大的環(huán)境問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是研發(fā)一種新型風電葉片的葉根結構，保證葉片與輪轂連接安全， 同時減輕葉根的重量，降低葉根的成本，減少葉片的生產投資，減少葉片回收后對環(huán)境的破壞。為了實現上述目的，本發(fā)明提供一種風電葉片的葉根結構，該葉根連接結構包括螺栓套、葉根厚度方向的兩層或兩層以上的竹條、螺栓套與竹條之間的玻璃纖維和/或碳纖維增強材料、葉根內外表面的玻璃纖維蒙皮。優(yōu)選地，所述螺栓套均勻的分布在葉根圓上，其端面有螺紋孔，便于與輪轂連接， 表面有“S”形的凹槽，在葉片制造過程中螺栓套的表面纏繞玻璃纖維紗，以增強其粘接強度。根據實際葉根的厚度，在葉片根部鋪放兩層或兩層以上的竹條，靠近螺栓套的多根竹條通過斜切面來適合螺栓套的外形。在螺栓套與竹條之間填充玻璃纖維和/或碳纖維，增加了螺栓套與竹條之間的連接強度。同時，在葉根的內外表面鋪放玻璃纖維蒙皮，可以保護葉根內的竹條不受環(huán)境的腐蝕、破壞。本發(fā)明采用高強度的竹基復合材料作為風電葉片葉根部分的主要材料，從而大幅減少了玻璃鋼制品在重量、成本、環(huán)境污染方面所帶來的影響。


通過下文中的參照附圖所進行的描述部分，能夠更好的理解所有上述特征，所述附圖為圖1為本發(fā)明中風電葉片的整體示意圖，1為葉片的葉根部分；圖2為圖1中葉根部分的放大示意圖，其中2為螺栓套，3為螺栓套端面的螺紋孔， 4為螺栓套與竹條之間的玻璃纖維和/或碳纖維增強材料，5為鋪放在葉根厚度方向的兩層或兩層以上的竹條，6為葉根內外表面的玻璃纖維蒙皮；
圖3為圖2中A-A截面剖視圖；圖4為圖3中螺栓套外表面B處的S形槽7的局部放大圖；圖5為螺栓套周圍竹條的斜切面形狀。
具體實施例方式為了解決玻璃鋼葉根所帶來的成本、資源、環(huán)境等方面的影響，我公司通過理論計算和實驗，自主研發(fā)以竹材為主要材料、玻璃纖維和/或碳纖維為輔助材料、在葉根預埋錐狀螺栓套的葉根連接方式，該方法既能達到結構安全的要求，同時使用竹材替代玻璃鋼葉片根部的大量玻璃纖維，降低了葉片重量、減少了葉片制造成本，利于材料的回收再利用。 由于采用預埋螺栓套的方式替代后打孔工藝，也減少了葉片生產的設備投資和工廠投資。本發(fā)明提供了一種新型風電葉片的葉根結構的設計，圖1是風電葉片的示意圖， 其中ι為葉片的葉根部分。圖2為葉根部分的放大圖，螺栓套2均勻的分布在葉根1圓周上，螺栓套2的周圍是葉根1厚度方向的兩層或兩層以上的竹條5，優(yōu)選采用高強度的竹基復合材料。竹條5與螺栓套2之間填充玻璃纖維或碳纖維增強材料4。為了保護葉根內的竹條不受環(huán)境的腐蝕、破壞，在葉根的內外表面鋪放玻璃纖維蒙皮6。螺栓套2的外形總體為錐形的，靠近葉根1的截面大，并且含有與輪轂連接的螺紋孔3，如圖3所示。螺栓套2的外表面為S形槽7，如圖4所示。同時，為了增加螺栓套2表面的粘接強度，通常在其表面纏繞玻璃纖維紗。在圖5中，示例出了可用于本發(fā)明的竹條5的的斜切面8，通常將螺栓套2周圍的竹條5加工成不同方式的斜切面8，通過多根竹條5的斜切面8的組合以適應螺栓套2的外形。在生產過程中，葉根鋪層工藝如下1、在葉片生產模具中鋪放葉根1外側的玻璃纖維蒙皮6 ；2、在玻璃纖維蒙皮6的上方鋪放一層或幾層竹條5，帶有斜切面8的多根竹條5鋪放在相應的位置，預留出螺栓套2的空間；3、在竹條5的上方鋪放玻璃纖維和/或碳纖維增強材料4 ；4、在螺栓套2的表面纏繞玻璃纖維紗，然后固定在葉根圓周上；5、在螺栓套2和竹條5的上方鋪放玻璃纖維和/或碳纖維增強材料4 ；6、繼續(xù)鋪放一層或幾層竹條5，帶有斜切面8的多根竹條5鋪放在相應的位置，多根竹條5的斜切面8與螺栓套2的外形相適應；7、鋪放葉根部分1內側的玻璃纖維蒙皮6 ；8、使用樹脂將所有材料結合成為整體。
權利要求
1.一種風電葉片的葉根結構，其特征在于該葉根結構包括螺栓套O)、葉根厚度方向的兩層或兩層以上的竹條(5)、所述螺栓套( 與所述竹條( 之間的玻璃纖維和/或碳纖維增強材料G)、葉根內外表面的玻璃纖維蒙皮(6)。
2.根據權利要求1所述的葉根結構，其特征在于，所述竹條(5)為條狀的高強度竹基復合材料。
3.根據權利要求1所述的葉根結構，其特征在于，所述螺栓套(2)為錐形，其外表面有 S形槽(7)，端面有螺紋孔(3)，所述螺栓套O)的外表面纏繞玻璃纖維紗。
4.根據權利要求1所述的葉根結構，其特征在于，所述螺栓套(2)周圍的所述竹條(5) 通過不同的斜切面(8)來適應所述螺栓套O)的外形。
5.根據權利要求1所述的葉根結構，其特征在于，所述葉根連接結構中的所述竹條 (5)、所述玻璃纖維和/或碳纖維增強材料(4)和所述螺栓套( 之間具有用于將它們粘接成為整體的樹脂。
6.一種風電葉片的葉根的制造方法，包括a)在葉片生產模具中鋪放葉根外側的玻璃纖維蒙皮；b)在玻璃纖維蒙皮的上方鋪放一層或多層竹條，并預留出螺栓套的空間；c)在竹條的上方鋪放玻璃纖維和/或碳纖維增強材料；d)在螺栓套固定在葉根圓周上；e)在螺栓套和竹條的上方鋪放玻璃纖維和/或碳纖維增強材料；f)繼續(xù)鋪放一層或多層竹條，竹條的斜切面與螺栓套的外形相適應；g)鋪放葉根部分內側的玻璃纖維蒙皮。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種風電葉片的葉根結構，該葉根結構包括螺栓套、葉根厚度方向的兩層或兩層以上的竹條、所述螺栓套與所述竹條之間的玻璃纖維和/或碳纖維增強材料、葉根內外表面的玻璃纖維蒙皮。通過該葉根結構，保證了葉片與輪轂連接安全，同時減輕了葉根的重量，降低了葉根的成本和葉片的生產投資，減少了葉片回收后對環(huán)境的破壞。本發(fā)明同時提供了一種風電葉片的葉根的制造方法。
文檔編號F03D11/00GK102400859SQ201110230450
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權日2011年8月12日
發(fā)明者劉軍華, 尼克巴洛, 張旺, 杜瑛卓, 霍唐軍 申請人:北京可汗之風科技有限公司