[发明专利]一种多腹板结构模块化风电叶片

说明书

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种多腹板结构模块化风电叶片，叶片分段均由壳体以及设置在壳体内的支撑结构组成，每一叶片分段将壳体分割形成前缘模块、中间模块和后缘模块；中间模块两端分别连接前缘模块和后缘模块的开口处，形成闭合结构，包括位于迎风面的上壳体和位于背风面的下壳体，支撑结构由至少为3个的腹板组成，腹板连接上壳体和下壳体，形成多腔体的盒式结构，通过设置壳体配合内部支撑结构的形式，能够有效保证无芯材的风电叶片安全稳定性，也能够减少风电叶片整体的重量，有效降低制造成本，将风电叶片进行分段，每一分段再分别设置有前缘模块、中间模块和后缘模块，形成模块化成型，保证风电叶片整体的稳定性效果。

技术领域

本发明涉风电叶片技术领域，尤其涉及一种多腹板结构模块化风电叶片。

背景技术

风能是自然界中一种常见的、可再生的清洁能源，利用风电叶片及发电机能够将风能转换为电能进行使用，随着新能源平价时代的来临，风电叶片逐渐大型化发展，低成本和高稳定性成为风电叶片设计和制造的关键。

风电叶片以“三明治”层合板结构为主，主要是以玻璃纤维（碳纤维）、夹层中间的芯材（轻木和泡沫）和环氧树脂以及粘接胶构成，其中，芯材作为填充材料，是维持风电叶片结构稳定性的主要结构，一般情况下，芯材一般选用轻木、PVC等泡沫，随着叶片大型化的发展，芯材的材料使用量也急剧增大，导致制造成本大幅提升，经济性低。

专利号为CN217055465U的中国专利公开了一种具有芯材的风电叶片，通过在叶根至叶中区域、运输支点区域、吊点位置区域或吊点前缘位置使用轻木层，在其他区域使用泡沫层，在保证风电叶片结构性能的同时，能够减少风电叶片的重量和成本；但是其仍需要设置芯材结构，直接将芯材结构去除又难以实现无芯材叶片安全稳定性的效果。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种多腹板结构模块化风电叶片，有效解决上述背景技术中提出的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种多腹板结构模块化风电叶片，沿着风电叶片的长度方向依次设置有若干叶片分段，所述叶片分段均由壳体以及设置在所述壳体内的支撑结构组成，每一叶片分段将所述壳体分割形成前缘模块、中间模块和后缘模块；

所述前缘模块设置在风电叶片弦长方向上的一端，呈弧形开口结构；

所述后缘模块设置在风电叶片弦长方向上的另一端，呈尖形开口结构；

其中，所述中间模块两端分别连接所述前缘模块和所述后缘模块的开口处，形成闭合结构，包括位于迎风面的上壳体和位于背风面的下壳体，所述支撑结构由至少为3个的腹板组成，所述腹板连接所述上壳体和所述下壳体，形成多腔体的盒式结构。

进一步的，所述壳体包括第一高强区和第二高强区，所述第一高强区位于迎风面和背风面的上应力集中处，且所述第一高强区成型厚度大于所述第二高强区成型厚度，所述第二高强区位于所述第一高强区的两侧，连接迎风面和背风面的所述第一高强区。

进一步的，所述第一高强区自所述前缘模块所在一侧朝向所述后缘模块所在一侧依次划分为第一分段、第二分段和第三分段，所述第一分段由单向织物拉挤成型和45°双轴布灌注成型组成，所述第二分段由单向碳纤维织物拉挤成型，所述第三分段由单向玻璃纤维织物拉挤成型。

进一步的，所述第二高强区由45°双轴布灌注成型。

进一步的，所述中间模块朝向所述前缘模块的一侧自所述第一高强区的所述第二分段中部分割。