[发明专利]一种分段式叶片模块结构及其成型方法

说明书

本发明涉及一种分段式叶片模块结构及其成型方法，叶片模块包括叶片壳体和设置其内的梁体和腹板，梁体包括连接梁、后缘梁和辅梁板，在连接梁的一端设置有连接结构。通过复合材料一体成型的梁体和腹板搭制出承载框架，并与叶片的轮廓形状相适应，通过包覆在承载框架上的蒙皮形成叶片壳体；辅梁板配合连接梁和后缘梁与叶片壳体的中间部至后缘部的区域对应设置，确保梁体与叶片壳体间足够的接触面积，避免叶片壳体失稳，确保分段式叶片模块的结构稳定性；将连接梁的两侧表面分别与腹板和叶片壳体固定连接，确保连接梁的结构稳定性，进而选择将连接相邻两分段式叶片模块的连接结构设置在连接梁处，确保两叶片模块的稳固连接。

技术领域

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种分段式叶片模块结构及其成型方法。

背景技术

风能作为一种可再生能源形式，具有开发成本低，技术成熟，分布广泛等优点，是可再生能源发展的重点方向。为了充分利用风能资源，风机叶片气动外形的改进和叶片尺寸的增加是提高风机发电功率的重要手段，因此风力机逐步走向大型化是风电技术发展的趋势。但是风资源丰富的地域往往是一些偏远、人迹罕至的地带，交通条件差，使风机大型化受到运输条件的制约。

目前，风电叶片普遍采用纤维强聚合物基复合材料制造，而复材叶片的生产过程对环境和工艺要求苛刻，超长叶片中使用的复合材料对生产条件更为敏感，使叶片质量不便控制。综上所述，当叶片长度达到一定限度后，采用分段式叶片结构，在现有工厂生产，分段运输、现场组装是解决风力机大型化的有效方法。但随着叶片尺寸增加，在风力机运行时，过重的叶片结构不利于维持运行的稳定，因此在确保叶片结构性能同时减少叶片重量和成本成为风电技术发展的另一技术问题。

发明内容

本发明提供了一种分段式叶片模块结构及其成型方法，可有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种分段式叶片模块结构，包括：叶片壳体和设置其内的梁体和腹板，所述叶片壳体包括一体设置的迎风面和背风面，所述梁体与所述叶片壳体贴合设置，并通过所述腹板支撑所述迎风面和所述背风面；

所述叶片壳体沿其弦长方向设置为前缘部、中间部和后缘部，所述梁体包括连接梁、后缘梁和辅梁板，所述连接梁分别与所述迎风面和所述背风面的中间部对应设置，所述后缘梁与所述后缘部对应设置，所述辅梁板嵌设在所述连接梁的断口部以及所述连接梁与所述后缘梁之间；

在所述连接梁的一端设置有连接结构，相邻两叶片模块通过设置在所述连接结构中的连接件固定连接。

进一步的，所述腹板沿所述叶片壳体的轴向设置，并在所述叶片壳体的弦长方向设置有多个；

所述腹板设置为工字型结构，包括支撑竖板和其两侧的连接板，所述连接板与所述支撑竖板呈设定倾角设置并与所述叶片壳体的弧面相适应。

进一步的，位于所述前缘部的所述腹板的两所述连接板分别与所述迎风面和所述背风面内侧相抵接，位于所述中间部的所述腹板的两所述连接板分别与两所述连接梁相抵接。

进一步的，所述连接板通过结构胶与所述叶片壳体或者所述连接梁固定连接。

进一步的，所述连接梁一体设置，包括环梁体和设置在其同侧的主梁帽和辅梁帽，所述主梁帽和所述辅梁帽均沿所述叶片壳体轴向设置，并配合所述环梁体在二者间形成所述断口部。

进一步的，所述连接结构设置在所述环梁体上，包括沿所述叶片壳体环向设置的多个第一环孔和多个第二环孔，所述第一环孔和所述第二环孔交错设置，且所述第一环孔更靠近所述环梁体端面，所述第一环孔设置为圆形通孔，所述第二环孔设置为葫芦形通孔；

所述第一环孔和所述第二环孔分别与所述第一轴孔和所述第二轴孔相连通，所述第一轴孔和所述第二轴孔均设置在所述环梁体端面并沿所述叶片壳体轴向延伸设置。