本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電，尤其涉及一種殼體結(jié)構(gòu)、其制備方法、風(fēng)機(jī)葉片和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要結(jié)構(gòu)。風(fēng)機(jī)葉片包括兩個(gè)半殼體(即，上殼體和下殼體)以及設(shè)置在兩個(gè)半殼體之間用于支撐兩個(gè)半殼體的腹板。每個(gè)半殼體包括主梁和設(shè)置在主梁上下的內(nèi)外蒙皮。

2、主梁是葉片的主要承載結(jié)構(gòu)，為葉片提供抗彎和抗扭能力。目前，風(fēng)機(jī)葉片的主梁成型工藝主要包括真空灌注成型工藝、預(yù)浸料成型工藝、濕法手糊成型工藝、拉擠成型工藝等。

3、在拉擠成型工藝中，通過(guò)拉擠工藝形成拉擠板。在制造葉片的殼體時(shí)，堆疊多個(gè)拉擠板形成主梁，然后在由多個(gè)拉擠板構(gòu)成的主梁上下形成構(gòu)成內(nèi)外蒙皮的鋪層，最后通過(guò)一體灌注成型工藝形成殼體結(jié)構(gòu)。

4、然而，在現(xiàn)有風(fēng)機(jī)葉片的殼體結(jié)構(gòu)中，在主梁與內(nèi)外蒙皮(尤其是外蒙皮)之間可能會(huì)出現(xiàn)分層破壞，特別是在采用拉擠板形成主梁的情況下，更容易在拉擠板與內(nèi)外蒙皮之間出現(xiàn)分層破壞。這種分層破壞會(huì)導(dǎo)致葉片受損，影響風(fēng)機(jī)葉片的使用壽命。目前，需要在停機(jī)后將專用維修工裝升到空中對(duì)葉片進(jìn)行維修，這會(huì)影響發(fā)電效率并且增大維修成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種能夠降低主梁與外蒙皮之間的分層破壞的殼體結(jié)構(gòu)、其制備方法、風(fēng)機(jī)葉片和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供一種能夠降低主梁與內(nèi)蒙皮之間的分層破壞的殼體結(jié)構(gòu)、其制備方法、風(fēng)機(jī)葉片和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

3、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種風(fēng)機(jī)葉片的殼體結(jié)構(gòu)，所述殼體結(jié)構(gòu)包括：主梁；外蒙皮，設(shè)置在所述主梁的上表面上；內(nèi)蒙皮，設(shè)置在所述主梁的下表面上；粘接層，包括設(shè)置在所述主梁的所述上表面與所述外蒙皮之間的第一粘接層，所述第一粘接層包括纖維織物和粘接樹脂。

4、可選地，所述粘接層還包括設(shè)置在所述主梁的所述下表面與所述內(nèi)蒙皮之間的第二粘接層，所述第二粘接層包括纖維織物和粘接樹脂。

5、可選地，所述主梁包括彼此堆疊的多個(gè)拉擠板，所述第一粘接層設(shè)置在所述多個(gè)拉擠板中的最上面的拉擠板與所述外蒙皮之間，所述第二粘接層設(shè)置在所述多個(gè)拉擠板中的最下面的拉擠板與所述內(nèi)蒙皮之間。

6、可選地，所述纖維織物包括短切纖維氈。

7、可選地，所述第一粘接層和所述第二粘接層還包括分散在所述短切纖維氈上的納米粒子。

8、可選地，所述納米粒子包括石墨烯、碳納米管和納米二氧化硅中的至少一種，所述短切纖維氈(20a)中的纖維為玻璃纖維和碳纖維中的至少一種。

9、可選地，所述第一粘接層和所述第二粘接層中的每個(gè)設(shè)置單層的所述短切纖維氈。

10、可選地，所述主梁還包括設(shè)置在所述多個(gè)拉擠板中的相鄰拉擠板之間的導(dǎo)流層。

11、可選地，所述多個(gè)拉擠板為玻纖拉擠板和碳纖拉擠板中的至少一種。

12、可選地，所述最上面的拉擠板和/或所述最下面的拉擠板為碳纖維拉擠板或者免脫模布玻纖拉擠板，所述外蒙皮包括多個(gè)外蒙皮織物層，所述內(nèi)蒙皮包括多個(gè)內(nèi)蒙皮織物層，所述多個(gè)外蒙皮織物層中的靠近所述最上面的拉擠板的外蒙皮織物層為玻璃纖維織物層，所述多個(gè)內(nèi)蒙皮織物層中的靠近所述最下面的拉擠板的內(nèi)蒙皮織物層為玻璃纖維織物層。

13、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種風(fēng)機(jī)葉片的殼體結(jié)構(gòu)的制備方法，所述制備方法包括：在模具上鋪放外蒙皮織物層；在所述外蒙皮織物層上鋪放第一粘接鋪層，所述第一粘接鋪層包括纖維織物；在所述第一粘接鋪層上鋪放主梁鋪層；在所述主梁鋪層上鋪放內(nèi)蒙皮織物層；灌注樹脂，使所述外蒙皮織物層、所述第一粘接鋪層、所述主梁鋪層和所述內(nèi)蒙皮織物層固化成型。

14、可選地，所述制備方法還包括：在所述主梁鋪層與所述內(nèi)蒙皮織物層之間鋪放第二粘接鋪層，所述第二粘接鋪層包括纖維織物。

15、可選地，在所述第一粘接鋪層上鋪放主梁鋪層的步驟包括：鋪放多個(gè)拉擠板，在所述多個(gè)拉擠板中的相鄰拉擠板之間插入導(dǎo)流布。

16、可選地，所述第一粘接鋪層和所述第二粘接鋪層中的纖維織物包括短切纖維氈，所述第一粘接鋪層和所述第二粘接鋪層還包括分散在所述短切纖維氈上的納米粒子，通過(guò)以下方法來(lái)制備所述第一粘接鋪層和所述第二粘接鋪層中的每個(gè)：將所述納米粒子溶解在溶劑中形成納米粒子溶液，所述納米粒子的濃度為0.01-0.1g/l；將所述納米粒子溶液噴涂在所述短切纖維氈上；干燥噴涂有所述納米粒子的所述短切纖維氈。

17、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種風(fēng)機(jī)葉片，所述風(fēng)機(jī)葉片包括彼此結(jié)合的上殼體和下殼體，所述上殼體和/或所述下殼體包括如上所述的風(fēng)機(jī)葉片的殼體結(jié)構(gòu)。

18、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括如上所述的風(fēng)機(jī)葉片。

19、根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在主梁與外蒙皮之間設(shè)置第一粘接層，可提高主梁與外蒙皮之間的粘接強(qiáng)度，因此可降低主梁與外蒙皮之間的分層破壞，提高風(fēng)機(jī)葉片的使用壽命。

20、根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在主梁與內(nèi)蒙皮之間設(shè)置第二粘接層，還可提高主梁與內(nèi)蒙皮之間的粘接強(qiáng)度，因此可降低主梁與內(nèi)蒙皮之間的分層破壞，提高風(fēng)機(jī)葉片的使用壽命。

21、根據(jù)本發(fā)明，即使主梁通過(guò)拉擠板形成，也可通過(guò)設(shè)置第一粘接層和第二粘接層來(lái)提高主梁與外蒙皮和內(nèi)蒙皮之間的粘結(jié)強(qiáng)度，降低分層破壞的風(fēng)險(xiǎn)。

22、根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)設(shè)置包括短切纖維氈的纖維織物，可基于短切纖維交織的強(qiáng)耦合力學(xué)載荷傳遞模式，增大界面破壞過(guò)程中裂紋擴(kuò)展的路徑，從而更有利于提高界面結(jié)合強(qiáng)度。

23、根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在主梁拉擠板和纖維織物層之間鋪放納米粒子改性的短切纖維氈，可進(jìn)一步吸收界面破壞過(guò)程中裂紋擴(kuò)展中的能量，進(jìn)一步提高拉擠板主梁與內(nèi)/外蒙皮織物界面的界面性能。

24、根據(jù)本發(fā)明，納米粒子改性短切纖維氈制備方法簡(jiǎn)單，且氈本身克重較小，對(duì)葉片整體重量影響不大。

技術(shù)特征：

1.一種風(fēng)機(jī)葉片的殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼體結(jié)構(gòu)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述粘接層(20)還包括設(shè)置在所述主梁(30)的所述下表面與所述內(nèi)蒙皮(12)之間的第二粘接層(22)，所述第二粘接層(22)包括纖維織物和粘接樹脂。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主梁(30)包括彼此堆疊的多個(gè)拉擠板(31)，所述第一粘接層(21)設(shè)置在所述多個(gè)拉擠板(31)中的最上面的拉擠板(31)與所述外蒙皮(11)之間，所述第二粘接層(22)設(shè)置在所述多個(gè)拉擠板(31)中的最下面的拉擠板(31)與所述內(nèi)蒙皮(12)之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述纖維織物包括短切纖維氈(20a)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一粘接層(21)和所述第二粘接層(22)還包括分散在所述短切纖維氈(20a)上的納米粒子(20b)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述納米粒子(20b)包括石墨烯、碳納米管和納米二氧化硅中的至少一種，所述短切纖維氈(20a)中的纖維為玻璃纖維和碳纖維中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一粘接層(21)和所述第二粘接層(22)中的每個(gè)設(shè)置單層的所述短切纖維氈(20a)。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主梁(30)還包括設(shè)置在所述多個(gè)拉擠板(31)中的相鄰拉擠板(31)之間的導(dǎo)流層(32)。

9.權(quán)利要求3所述的殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)拉擠板(31)為玻纖拉擠板(31)和碳纖拉擠板(31)中的至少一種。

10.權(quán)利要求9所述的殼體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述最上面的拉擠板(31)和/或所述最下面的拉擠板(31)為碳纖維拉擠板或者免脫模布玻纖拉擠板，

11.一種風(fēng)機(jī)葉片的殼體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括：在所述主梁鋪層與所述內(nèi)蒙皮織物層之間鋪放第二粘接鋪層，所述第二粘接鋪層包括纖維織物。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，在所述第一粘接鋪層上鋪放主梁鋪層的步驟包括：鋪放多個(gè)拉擠板(31)，在所述多個(gè)拉擠板(31)中的相鄰拉擠板(31)之間插入導(dǎo)流布。

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備方法，其特征在于，所述第一粘接鋪層和所述第二粘接鋪層中的纖維織物包括短切纖維氈(20a)，所述第一粘接鋪層和所述第二粘接鋪層還包括分散在所述短切纖維氈(20a)上的納米粒子(20b)，

15.一種風(fēng)機(jī)葉片，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)葉片(100)包括彼此結(jié)合的上殼體(110)和下殼體(120)，所述上殼體(110)和/或所述下殼體(120)包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)葉片的殼體結(jié)構(gòu)。

16.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組包括根據(jù)權(quán)利要求15所述的風(fēng)機(jī)葉片。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種殼體結(jié)構(gòu)、其制備方法、風(fēng)機(jī)葉片和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。所述殼體結(jié)構(gòu)包括：主梁；外蒙皮，設(shè)置在所述主梁的上表面上；內(nèi)蒙皮，設(shè)置在所述主梁的下表面上；粘接層，包括設(shè)置在所述主梁的所述上表面與所述外蒙皮之間的第一粘接層，所述第一粘接層包括纖維織物和粘接樹脂。根據(jù)本發(fā)明，可提高主梁與外蒙皮之間的粘接強(qiáng)度，因此可降低主梁與外蒙皮之間的分層破壞，提高風(fēng)機(jī)葉片的使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：郝月,郝壯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇金風(fēng)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2