风发电力机组三维层连夹芯结构复合外罩转让专利

申请号 : CN200910143428.0

文献号 : CN101560945B

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发明人 : 吴伯明

申请人 : 常州伯龙三维复合材料有限公司

摘要 :

本发明公开了一种风发电力机组三维层连夹芯结构复合外罩,该该复合外罩包括有导流帽、导流罩和机舱罩三部分;导流罩是由六个环罩体按照锥形圆筒结构布局共形构成,六个环罩体是指A环罩体、B环罩体、C环罩体、D环罩体、E环罩体和F环罩体;机舱罩包括有机舱A罩体、机舱B罩体和机舱上盖。导流罩的上圆环与导流帽连接,导流罩的下圆环与机舱罩的A定位圆环连接。本发明复合外罩的截面结构由于采用了纺织工艺制作出的三维空心织物与树脂的配合,经树脂固化后,该三维空心织物便成为硬质性的带有空隙的三维层连夹芯结构。导流罩自身重量轻,收缩型变小,强度高,使用寿命长。

权利要求 :

1.一种风力发电机组三维层连夹芯结构复合外罩,其特征在于:该复合外罩包括有导流帽(1)、导流罩和机舱罩三部分;导流罩是由六个环罩体按照锥形圆筒结构布局共形构成,六个环罩体是指A环罩体(2)、B环罩体(3)、C环罩体(4)、D环罩体(5)、E环罩体(6)和F环罩体(7),A环罩体(2)、B环罩体(3)、C环罩体(4)、D环罩体(5)、E环罩体(6)和F环罩体(7)的上连接端共形形成上圆环(2a),A环罩体(2)、B环罩体(3)、C环罩体(4)、D环罩体(5)、E环罩体(6)和F环罩体(7)的下连接端共形形成下圆环(2b);机舱罩包括有机舱A罩体(8)、机舱B罩体(9)和机舱上盖(10);机舱A罩体(8)与机舱B罩体(9)的结构相同;A环罩体(2)、C环罩体(4)和E环罩体(6)结构相同,B环罩体(3)、D环罩体(5)和F环罩体(7)结构相同;

导流帽(1)为锥形圆盘结构;导流帽(1)的截面结构从外向里顺次为面层(103)、三维层连夹芯织物层(104)和里层(105);三维层连夹芯织物层(104)由上层织物(141)、下层织物(142),以及用于连接上层织物(141)与下层织物(142)的中间织物(143)组成;

A环罩体(2)的上端设有A上连接端(21),A环罩体(2)的下端设有A下连接端(25),A环罩体(2)的一侧设有A侧端(22)、A半圆块(24),A环罩体(2)的另一侧设有B侧端(23);

A环罩体(2)的截面结构从外向里顺次为环体面层(201)、三维层连夹芯织物层(202)和环体里层(203);三维层连夹芯织物层(202)由上层织物(221)、下层织物(222),以及用于连接上层织物(221)与下层织物(222)的中间织物(223)组成;

机舱A罩体(8)的外部为光滑面,机舱A罩体(8)的内部设有多根横向加强筋(8A)和多根纵向加强筋(8B),横向加强筋(8A)和纵向加强筋(8B)是宽度为1mm、厚度为0.2mm钢片;机舱A罩体(8)的A面板(81)设在机舱罩的右面;机舱A罩体(8)的B面板(82)设在机舱罩的后端,在B面板(82)上开有百叶窗B窗口(821);机舱A罩体(8)的C面板(83)设在机舱罩的底部,C面板(83)上开有一个缺口(831);机舱A罩体(8)的D面板(84)设在机舱罩的前端,D面板(84)上设有百叶窗A窗口(841)、挡块(842)、A凸圆环(843),百叶窗A窗口(841)设在D面板(84)的下方,挡块(842)位于A凸圆环(843)的后缘;机舱A罩体(8)的截面结构从外向里为罩体面层(811)、三维层连夹芯织物层(812)和罩体里层(813);三维层连夹芯织物层(812)由上层织物(821)、下层织物(822),以及用于连接上层织物(821)与下层织物(822)的中间织物(823)组成;

机舱上盖(10)的外部为光滑面,机舱上盖(10)的内部设有多根横向加强筋(10A)和多根纵向加强筋(10B),横向加强筋(10A)和纵向加强筋(10B)是宽度为1mm、厚度为0.2mm钢片;机舱上盖(10)的前面板(1001)上设有B凸圆环(1011);机舱上盖(10)的截面结构从外向里为上盖面层(1111)、三维层连夹芯织物层(1112)和上盖里层(1113);三维层连夹芯织物层(1112)由上层织物(1121)、下层织物(1122),以及用于连接上层织物(1121)与下层织物(1122)的中间织物(1123)组成;

机舱上盖(10)的连接边缘(1002)分别与机舱A罩体(8)的A连接端(801)和机舱B罩体(9)上的A连接端(901)连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组三维层连夹芯结构复合外罩,其特征在于:导流帽(1)中的面层厚度H1=0.1mm~20mm;里层厚度H3=0.1mm~20mm;

三维层连夹芯织物层厚度H2=0.5mm~40mm;

A环罩体(2)的环体面层厚度A1=0.1mm~20mm;环体里层厚度A3=0.1mm~20mm;

三维层连夹芯织物层厚度A2=0.5mm~40mm;

机舱A罩体(8)的罩体面层厚度B1=0.1mm~20mm;罩体里层厚度B3=0.1mm~20mm;

三维层连夹芯织物层厚度B2=0.5mm~40mm;

机舱上盖(10)的上盖面层厚度C1=0.1mm~20mm;上盖里层厚度C3=0.1mm~20mm;

三维层连夹芯织物层厚度C2=0.5mm~40mm。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组三维层连夹芯结构复合外罩,其特征在于:导流帽(1)、A环罩体(2)、机舱A罩体(8)和机舱上盖(10)的截面结构中采用的三维层连夹芯织物层中的中间织物的构形是“8”字形、“1”字形、斜“1”字形、“W”字形或者“V”字形。

4.一种制备如权利要求1所述的风力发电机组三维层连夹芯结构复合外罩中的导流帽(1)的方法,其特征在于有下列步骤:步骤1-1:在第一模具中先铺上第一层面层用料,并均匀涂覆树脂;

步骤1-2:铺第二层面层用料,并均匀涂覆树脂;

步骤1-3:铺三维层连夹芯织物层用料,并均匀涂覆树脂;

步骤1-4:铺第一层里层用料,并均匀涂覆树脂;

步骤1-5:铺第二层里层用料;

步骤1-6:在温度22℃~32℃下树脂固化2~48小时后,脱模得到导流帽(1);

涂覆树脂用量为每一平方米用100g~350g的树脂,采用滚浆机进行涂覆;该树脂是液态的环氧系列树脂或者酚醛树脂;面层用料是玻璃纤维方格布或者玻璃纤维斜纹布;里层用料是玻璃纤维方格布或者玻璃纤维斜纹布;三维层连夹芯织物层用料是玻璃纤维三维空心织物。

5.一种制备如权利要求1所述的风力发电机组三维层连夹芯结构复合外罩中的A环罩体(2)的方法,其特征在于有下列步骤:步骤2-1:在第二模具中先铺上第一层环体面层用料,并均匀涂覆树脂;

步骤2-2:铺第二层环体面层用料,并均匀涂覆树脂;

步骤2-3:铺三维层连夹芯织物层用料,并均匀涂覆树脂;

步骤2-4:铺第一层环体里层用料,并均匀涂覆树脂;

步骤2-5:铺第二层环体里层用料;

步骤2-6:在温度22℃~32℃下树脂固化2~48小时后,脱模得到A环罩体(2);

涂覆树脂用量为每一平方米用100g~350g的树脂,采用滚浆机进行涂覆;该树脂是液态的环氧系列树脂或者酚醛树脂;面层用料是玻璃纤维方格布或者玻璃纤维斜纹布;里层用料是玻璃纤维方格布或者玻璃纤维斜纹布;三维层连夹芯织物层用料是玻璃纤维三维空心织物。

6.一种制备如权利要求1所述的风力发电机组三维层连夹芯结构复合外罩中的机舱A罩体(8)的方法,其特征在于有下列步骤:步骤8-1:在第三模具的外部平铺上第一层罩体里层用料,并均匀涂覆树脂;该第一层罩体里层用料为玻璃纤维方格布;

步骤8-2:平铺上第二层罩体里层用料,并均匀涂覆树脂;该第二层罩体里层用料为玻璃纤维方格布;

步骤8-3:平铺上第三层罩体里层用料,并均匀涂覆树脂;该第三层罩体里层用料为玻璃纤维斜纹布;

步骤8-4:在第三模具的横向凹槽、纵向凹槽上分别布置钢片,在横向钢片与纵向钢片交叉处用螺钉锁紧;

步骤8-5:平铺三维层连夹芯织物层用料,并均匀涂覆树脂;该三维层连夹芯织物层用料为玻璃纤维三维空心织物;

步骤8-6:平铺上第一层罩体面层用料,并均匀涂覆树脂;该第一层罩体面层用料为玻璃纤维方格布;

步骤8-7:平铺上第二层罩体面层用料,该第二层罩体面层用料为玻璃纤维方格布;

步骤8-8:在温度22℃~32℃下树脂固化2~48小时后,脱模得到机舱A罩体(8);

涂覆树脂用量为每一平方米用100g~350g的树脂,采用滚浆机进行涂覆;该树脂是液态的环氧系列树脂或者酚醛树脂。

7.一种制备如权利要求1所述的风力发电机组三维层连夹芯结构复合外罩中的机舱上盖(10)的方法,其特征在于有下列步骤:步骤10-1:在第三模具的外部平铺上第一层罩体里层用料,并均匀涂覆树脂;该第一层罩体里层用料为玻璃纤维方格布;

步骤10-2:平铺上第二层罩体里层用料,并均匀涂覆树脂;该第二层罩体里层用料为玻璃纤维方格布;

步骤10-3:平铺上第三层罩体里层用料,并均匀涂覆树脂;该第三层罩体里层用料为玻璃纤维斜纹布;

步骤10-4:在第三模具的横向凹槽、纵向凹槽上分别布置钢片,在横向钢片与纵向钢片交叉处用螺钉锁紧;

步骤10-5:平铺三维层连夹芯织物层用料,并均匀涂覆树脂;该三维层连夹芯织物层用料为玻璃纤维三维空心织物;

步骤10-6:平铺上第一层罩体面层用料,并均匀涂覆树脂;该第一层罩体面层用料为玻璃纤维方格布;

步骤10-7:平铺上第二层罩体面层用料,该第二层罩体面层用料为玻璃纤维方格布;

步骤10-8:在温度22℃~32℃下树脂固化2~48小时后,脱模得到机舱上盖(10);

涂覆树脂用量为每一平方米用100g~350g的树脂,采用滚浆机进行涂覆;树脂是液态的环氧系列树脂或者酚醛树脂。

说明书 :

风发电力机组三维层连夹芯结构复合外罩

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于风力发电机的外罩,更特别地说,是指一种具有重量轻的三维层连夹芯结构的复合外罩。

背景技术

[0002] 风力发电机是一种将风能转换为机械能,再把机械能转换为电能或热能等的能量转换装置。经过多年的研究与发展,出现了多种多样的风力发电机。近年来,风力发电事业作为一种清洁能源在全球范围内得到迅速发展,引起了众多复合材料企业,尤其是纺织复合材料企业的高度关注和投入,这是因为作为风力发电机主要构件中的叶片和外罩制造上,纺织复合材料得到越来越多的推广和应用。
[0003] 风力发电机的外罩是一种大型壳体结构,包括有机舱罩、导流罩等形成的外罩。

发明内容

[0004] 为了减轻现有风力发电机用外罩的自身重量,以及在应用于大型风力发电机中的外罩在拆卸和运输的不方便性,本发明设计出一种风发电力机组三维层连夹芯结构复合外罩。本发明采用模块化设计理念使得该外罩由导流帽和多个环罩体组成,多个环罩体的结构相同,且多个环罩体按照圆筒结构布局后安装在导流帽上。导流帽和环罩体采用了纺织工艺制作出的织物作为铺层用料,有效地降低了外罩的自身重量。
[0005] 本发明的一种风发电力机组三维层连夹芯结构复合外罩,该复合外罩包括有导流帽1、导流罩和机舱罩三部分;导流罩是由六个环罩体按照锥形圆筒结构布局共形构成,六个环罩体是指A环罩体2、B环罩体3、C环罩体4、D环罩体5、E环罩体6和F环罩体7,A环罩体2、B环罩体3、C环罩体4、D环罩体5、E环罩体6和F环罩体7的上连接端共形形成上圆环2a,A环罩体2、B环罩体3、C环罩体4、D环罩体5、E环罩体6和F环罩体7的下连接端共形形成下圆环2b;机舱罩包括有机舱A罩体8、机舱B罩体9和机舱上盖10。
[0006] 导流帽1、导流罩和机舱罩三部分的截面结构从外向里顺次为面层、三维层连夹芯织物层和里层;三维层连夹芯织物层由上层织物、下层织物,以及用于连接上层织物与下层织物的中间织物组成。
[0007] 本发明设计的复合外罩的截面结构采用的三维层连夹芯层中的中间织物的构形构形是“8”字形、“1”字形、斜“1”字形、“W”字形或者“V”字形。
[0008] 本发明的一种风发电力机组三维层连夹芯结构复合外罩优点在于:
[0009] (1)复合外罩自身重量轻,由于采用了纺织工艺制作出的三维空心织物与树脂的配合,经树脂固化后,该三维空心织物便成为硬质性的带有空隙的三维层连夹芯结构。
[0010] (2)复合外罩(包括有导流帽1、导流罩和机舱罩三部分)的截面结构采用分层结构设计,即面层、三维空心织物、里层,有利于不同层实现不同的功能。面层起到防晒、防腐蚀,三维空心织物起到减轻外罩重量,里层起到隔热等功能。
[0011] (3)复合外罩(包括有导流帽1、导流罩和机舱罩三部分)的截面结构采用铺层-涂覆方式在面层、三维空心织物、里层上均匀涂覆上树脂,并在常温下固化成硬质性的模壳,其制作工艺简单可控,不需大型辅助机械设备,降低了生产外罩的生产成本。
[0012] (4)导流罩的连接端、侧端、半圆块处可以不铺设三维空心织物,而替换成短切纤维,有利于提高接合处的强度。
[0013] (5)由于复合外罩采用的材料为玻璃纤维,并应用纺织工艺编制,提高了外罩的使用寿命。

附图说明

[0014] 图1是本发明复合外罩的结构图。
[0015] 图1A是本发明复合外罩中导流罩的结构图。
[0016] 图1B是本发明复合外罩中导流罩的另一视角结构图。
[0017] 图1C是本发明复合外罩中机舱罩的结构图。
[0018] 图1D是本发明复合外罩中机舱罩的另一视角结构图。
[0019] 图2是本发明导流帽的结构图。
[0020] 图2A是图2的A-A视图。
[0021] 图2B是本发明导流帽的三维层连夹芯织物层中的中间织物为“8”字形的结构图。
[0022] 图2C是本发明导流帽的三维层连夹芯织物层中的中间织物为“1”字形的结构图。
[0023] 图2D是本发明导流帽的三维层连夹芯织物层中的中间织物为斜“1”字形的结构图。
[0024] 图2E是本发明导流帽的三维层连夹芯织物层中的中间织物为“W”字形的结构图。
[0025] 图2F是本发明导流帽的三维层连夹芯织物层中的中间织物为“V”字形的结构图。
[0026] 图3是本发明A环罩体的结构图。
[0027] 图3A是图3的B-B视图。
[0028] 图3B是本发明A环罩体的三维层连夹芯织物层中的中间织物为“8”字形的结构图。
[0029] 图3C是本发明两个环罩体之间搭接处的连接示意图。
[0030] 图4是本发明机舱A罩体的结构图。
[0031] 图4A是图4的C-C视图。
[0032] 图4B是本发明机舱A罩体的三维层连夹芯织物层中的中间织物为“8”字形的结构图。
[0033] 图5是本发明机舱B罩体的结构图。
[0034] 图6是本发明机舱上盖的结构图。
[0035] 图6A是图4的D-D视图。
[0036] 图6B是本发明机舱上盖的三维层连夹芯织物层中的中间织物为“8”字形的结构图。
[0037] 图中: 1.导流帽 101.连接边缘 103.面层104.三维层连夹芯织物层 105.里层 141.上层织物 142.下层织物143.中间织物144.中间织物 145.中间织物 146.中间织物 147.中间织物2.A环罩体
21.A上连接端 22.A侧端 23.B侧端 24.A半圆块25.A下连接端
201.环体面层 202.三维层连夹芯织物层 221.上层织物222.下层织物
223.中间织物 203.环体里层2a.上圆环 2b.下圆环 2c.空腔3.B环罩体 31.B上连接端 32.A侧端 33.B侧端 34.B半圆块4.C环罩体 41.C上连接端 42.A侧端 43.B侧端 44.C半圆块
5.D环罩体 51.D上连接端 52.A侧端 53.B侧端 54.D半圆块6.E环罩体 61.E上连接端 62.A侧端 63.B侧端 64.E半圆块7.F环罩体 71.F上连接端 72.A侧端 73.B侧端 74.F半圆块8.机舱A罩体 81.A面板 82.B面板 821.百叶窗B窗口
83.C面板 831.缺口 84.D面板 841.百叶窗A窗口842.挡块
843.A凸圆环 801.A连接端 802.B连接端 803.C连接端811.罩体面层
812.三维层连夹芯织物层 821.上层织物822.下层织物 823.中间织物
813.罩体里层8A.横向加强筋 8B.纵向加强筋 8a.A定位圆环 8b.机舱内腔
8c.B定位圆环9.机舱B罩体 91.A面板 92.B面板 921.百叶窗D窗口93.C面板 931.缺口 94.D面板 941.百叶窗C窗口942.挡块 943.C凸圆环 901.A连接端 902.B连接端 903.C连接端
9A.横向加强筋 9B.纵向加强筋 10.机舱上盖 1001.前面板 1011.B凸圆环1002.连接边缘 10A.横向加强筋 10B.纵向加强筋 1111.上盖面层1112.三维层连夹芯织物层 1113.上盖里层 1121.上层织物 1122.下层织物1123.中间织物 11.A圆孔 12.B圆孔 13.C圆孔

具体实施方式

[0038] 下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
[0039] 参见图1、图1A、图1B、图1C、图1D所示,本发明的一种风发电力机组三维层连夹芯结构复合外罩,该复合外罩包括有导流帽1、导流罩和机舱罩三部分;导流罩是由六个环罩体按照锥形圆筒结构布局共形构成,六个环罩体是指A环罩体2、B环罩体3、C环罩体4、D环罩体5、E环罩体6和F环罩体7,A环罩体2、B环罩体3、C环罩体4、D环罩体5、E环罩体6和F环罩体7的上连接端共形形成上圆环2a,A环罩体2、B环罩体3、C环罩体4、D环罩体5、E环罩体6和F环罩体7的下连接端共形形成下圆环2b;机舱罩包括有机舱A罩体8、机舱B罩体9和机舱上盖10。
[0040] (一)导流帽1
[0041] 参见图2所示,导流帽1为一体成型件,且为锥形圆盘结构;导流帽1的连接边缘101为圆形;导流帽1的连接边缘101与六个环罩体共形形成的上圆环2a连接。该连接是将导流帽1的连接边缘101与六个环罩体共形形成的上圆环2a按照阴阳方式(如图3C所示)搭接好后,用钻孔工具钻出孔后用螺钉与螺母配合实现连接。
[0042] 导流帽1的截面结构如图2A所示,导流帽1的截面结构从外向里顺次为面层103、三维层连夹芯织物层104和里层105。
[0043] 面层103的厚度(面层厚度)记为H1,H1=0.1mm~20mm。
[0044] 里层105的厚度(里层厚度)记为H3,H3=0.1mm~20mm。
[0045] 三维层连夹芯织物层104的厚度(三维织物厚度)记为H2,H2=0.5mm~40mm。
[0046] 制备导流帽1包括有下列步骤:
[0047] 步骤1-1:在第一模具中先铺上第一层面层用料,并均匀涂覆树脂;
[0048] 步骤1-2:铺第二层面层用料,并均匀涂覆树脂;
[0049] 步骤1-3:铺三维层连夹芯织物层用料,并均匀涂覆树脂;
[0050] 步骤1-4:铺第一层里层用料,并均匀涂覆树脂;
[0051] 步骤1-5:铺第二层里层用料;
[0052] 步骤1-6:在温度22℃~32℃下树脂固化2~48小时后,脱模得到导流帽1。
[0053] 涂覆树脂用量为每一平方米用100g~350g的树脂,采用滚浆机进行涂覆。
[0054] 上述涂覆的树脂可以是液态的环氧系列树脂或者酚醛树脂(粘稠状液态)。树脂为外购材料,直接应用。
[0055] 面层用料可以是玻璃纤维方格布或者玻璃纤维斜纹布。
[0056] 里层用料可以是玻璃纤维方格布或者玻璃纤维斜纹布。
[0057] 三维层连夹芯织物层用料是玻璃纤维三维空心织物。
[0058] 在本发明的制备方法中,第一模具的形状与导流帽1的形状相同。在制备时,在第一模具内部涂上脱模剂为常规工艺,故未加入制备步骤中进行说明。
[0059] 在本发明的制备方法中,面层用料和里层用料的铺层层数可以相同,也可以不同。其铺层层数(铺的方格布或斜纹布)至少为两层。铺层层数是分别根据面层厚度H1、里层厚度H3来确定的。
[0060] 在本发明的制备方法中,三维层连夹芯织物层用料只需铺一层。经步骤1-6的无压力、常温条件下固化变硬后三维层连夹芯织物层厚度H2便取决于三维层连夹芯织物层用料中的玻璃纤维三维织物的中间织物(标号记为143、144、145、146和147)的长度d,设定H2=d,略去上层织物141和下层织物142的厚度,参见图2B、图2C、图2D、图2E、图2F所示。
[0061] 三维层连夹芯织物层104由上层织物141、下层织物142,以及用于连接上层织物141与下层织物142的中间织物143组成。根据中间织物143与上层织物141、下层织物
142的连接方式不同,中间织物143的构形可以是“8”字形(图2B所示)、“1”字形(图2C所示的中间织物144)、斜“1”字形(图2D所示的中间织物145)、“W”字形(图2E所示的中间织物146)或者“V”字形(图2F所示的中间织物147)。
[0062] (二)A环罩体2
[0063] 参见图1、图1A、图1B、图3所示,六个环罩体(A环罩体2、B环罩体3、C环罩体4、D环罩体5、E环罩体6和F环罩体7)按照圆筒结构布局共形形成导流罩。将六个环罩体依据圆筒结构布局、且每一个环罩体的上连接端共形形成上圆环2a,每一个环罩体的下连接端共形形成下圆环2b,上圆环2a与导流帽1的连接边缘101连接,下圆环2b与机舱罩的A定位圆环8a连接。六个环罩体共形形成的导流罩的中心有一空腔2c,该空腔2c用于放置固定件。固定件是指用于安装风力发电机的叶片的连接端的器件,该固定件置于空腔2c中。风力发电机的叶片的连接端穿过导流罩上的三个圆孔(A圆孔11、B圆孔12、C圆孔
13)后固定在固定件上。
[0064] 参见图3所示,A环罩体2的上端设有A上连接端21,A环罩体2的一侧设有A侧端22、A半圆块24,A环罩体2的另一侧设有B侧端23,A环罩体2的下端设有A下连接端25。
[0065] B环罩体3的上端设有B上连接端31,B环罩体3的一侧设有A侧端32,B环罩体3的另一侧设有B侧端23、B半圆块34。
[0066] C环罩体4的上端设有C上连接端41,C环罩体4的一侧设有A侧端42、C半圆块44,C环罩体4的另一侧设有B侧端43。
[0067] D环罩体5的上端设有D上连接端51,D环罩体5的一侧设有A侧端52,D环罩体5的另一侧设有B侧端53、D半圆块54。
[0068] E环罩体6的上端设有E上连接端61,E环罩体6的一侧设有A侧端62、E半圆块64,E环罩体6的另一侧设有B侧端63。
[0069] F环罩体7的上端设有F上连接端71,F环罩体7的一侧设有A侧端72,F环罩体7的另一侧设有B侧端73、F半圆块74。
[0070] 本发明设计的六个环罩体中,A环罩体2、C环罩体4和E环罩体6的结构相同,B环罩体3、D环罩体5和F环罩体7的结构相同。A环罩体2与B环罩体3为第一分瓣,C环罩体4和D环罩体5为第二分瓣,E环罩体6和F环罩体7为第三分瓣。每一分瓣共形一个圆孔,即A半圆块24与B半圆块34搭接后形成的A圆孔11,C半圆块44与D半圆块54搭接后形成的B圆孔12,E半圆块64与F半圆块74搭接后形成的C圆孔13。对六个环罩体共形得到的导流罩采用分块、分瓣的设计,能够对应用于大型功率的风力发电机方便的组装、拆卸、运输。另外在制作分块的环罩体时,其应用的模具尺寸也得到缩小,降低了模具的生产成本,从而使得六个环罩体共形的导流罩整体生产成本得到降低。
[0071] 本发明通过对A环罩体2的下端的A下连接端25的描述,同理可以得到其余五个环罩体的下连接端。
[0072] A环罩体2的截面结构如图3A所示,A环罩体2的截面结构从外向里为环体面层201、三维层连夹芯织物层202和环体里层203。三维层连夹芯织物层202由上层织物221、下层织物222,以及用于连接上层织物221与下层织物222的中间织物223组成。
[0073] 环体面层201的厚度记为A1,A1=0.1mm~20mm。
[0074] 环体里层203的厚度记为A3,A3=0.1mm~20mm。
[0075] 三维层连夹芯织物层202的厚度记为A2,A2=0.5mm~40mm。
[0076] 制备A环罩体2包括有下列步骤:
[0077] 步骤2-1:在第二模具中先铺上第一层环体面层用料,并均匀涂覆树脂;
[0078] 步骤2-2:铺第二层环体面层用料,并均匀涂覆树脂;
[0079] 步骤2-3:铺三维层连夹芯织物层用料,并均匀涂覆树脂;
[0080] 步骤2-4:铺第一层环体里层用料,并均匀涂覆树脂;
[0081] 步骤2-5:铺第二层环体里层用料;
[0082] 步骤2-6:在温度22℃~32℃下树脂固化2~48小时后,脱模得到A环罩体2。
[0083] 涂覆树脂用量为每一平方米用100g~350g的树脂,采用滚浆机进行涂覆。
[0084] 上述涂覆的树脂可以是液态的环氧系列树脂或者酚醛树脂(粘稠状液态)。树脂为外购材料,直接应用。
[0085] 上述涂覆的树脂可以是液态的环氧系列树脂或者酚醛树脂。
[0086] 环体面层用料可以是玻璃纤维方格布或者玻璃纤维斜纹布。
[0087] 环体里层用料可以是玻璃纤维方格布或者玻璃纤维斜纹布。
[0088] 三维层连夹芯织物层用料是玻璃纤维三维空心织物。依据导流帽1所选玻璃纤维三维空心织物的结构,同理可以得到A环罩体2的玻璃纤维三维空心织物的中间织物的构形可以是“8”字形(图3B所示)、“1”字形(图2C所示的中间织物144)、斜“1”字形(图2D所示的中间织物145)、“W”字形(图2E所示的中间织物146)或者“V”字形(图2F所示的中间织物147)。
[0089] 在本发明的制备方法中,第二模具的形状与A环罩体2的形状相同。
[0090] 在本发明的制备方法中,环体面层用料和环体里层用料的铺层层数可以相同,也可以不同。其铺层层数(铺的方格布或斜纹布)至少为两层。铺层层数是分别根据环体面层厚度A1、环体里层厚度A3来确定的。
[0091] 在本发明的制备方法中,三维层连夹芯织物层用料只需铺一层。经步骤2-6的无压力、常温条件下固化变硬后三维层连夹芯织物层厚度A2便取决于三维层连夹芯织物层用料中的玻璃纤维三维织物的中间织物的长度。
[0092] 在本发明中,六个环罩体(A环罩体2、B环罩体3、C环罩体4、D环罩体5、E环罩体6和F环罩体7)中的三维层连夹芯织物层的结构与导流帽1中的三维层连夹芯织物层的结构相同(如图2A、图3A所示)。
[0093] 六个环罩体之间的连接,以及六个环罩体与导流帽1的连接为:
[0094] A环罩体2的A上连接端21与导流帽1的连接边缘101连接,A环罩体2的A侧端22与B环罩体3的B侧端33连接,A环罩体2的B侧端23与F环罩体7的A侧端72连接。
[0095] B环罩体3的B上连接端31与导流帽1的连接边缘101连接,B环罩体3的A侧端32与C环罩体4的B侧端43连接,B环罩体3的B侧端33与A环罩体2的A侧端22连接。
[0096] C环罩体4的C上连接端41与导流帽1的连接边缘101连接,C环罩体4的A侧端42与D环罩体5的B侧端53连接,C环罩体4的B侧端43与B环罩体3的A侧端32连接。
[0097] D环罩体5的D上连接端51与导流帽1的连接边缘101连接,D环罩体5的A侧端52与E环罩体6的B侧端63连接,D环罩体5的B侧端53与C环罩体4的A侧端42连接。
[0098] E环罩体6的E上连接端61与导流帽1的连接边缘101连接,E环罩体6的A侧端62与F环罩体7的B侧端73连接,E环罩体6的B侧端63与D环罩体5的A侧端52连接。
[0099] F环罩体7的F上连接端71与导流帽1的连接边缘101连接,F环罩体7的A侧端72与A环罩体2的B侧端23连接,F环罩体7的B侧端73与E环罩体6的A侧端62连接。
[0100] A环罩体2的A侧端22与B环罩体3的B侧端33连接,使得A半圆块24(设在A环罩体2上)与B半圆块35(设在B环罩体3上)形成了A圆孔11。
[0101] C环罩体4的A侧端42与D环罩体5的B侧端53连接,使得C半圆块44(设在C环罩体4上)与D半圆块54(设在D环罩体5上)形成了B圆孔12。
[0102] E环罩体6的A侧端62与F环罩体7的B侧端73连接,使得E半圆块64(设在E环罩体6上)与F半圆块74(设在F环罩体7上)形成了C圆孔13。
[0103] A圆孔11、B圆孔12和C圆孔13分别供三个风力发电机的叶片穿过。
[0104] A环罩体2和B环罩体3的连接如图1C所示,采用了常规的阴阳搭接形式。如A环罩体2的A侧端22与B环罩体3的B侧端33搭接后,用钻孔工具钻出孔后用螺钉与螺母配合实现连接。同理可得,A环罩体2与F环罩体7的连接,B环罩体3与C环罩体4连接,C环罩体4与D环罩体5连接,D环罩体5与E环罩体6连接,E环罩体6与F环罩体7连接。为了保证连接处的密封和防止雨水入浸的侵蚀,可以在连接处涂上透明玻璃胶(学名:中性硅酮密封胶)达到密封的作用。
[0105] (三)机舱A罩体8
[0106] 参见图1C、图1D、图4所示,机舱A罩体8的外部为光滑面,机舱A罩体8的内部设有多根横向加强筋8A和多根纵向加强筋8B,加强筋的设计有利于提高机舱A罩体8的承载能力。横向加强筋8A和纵向加强筋8B是宽度为1mm、厚度为0.2mm钢片。
[0107] 机舱A罩体8的A面板81设在机舱罩的右面。
[0108] 机舱A罩体8的B面板82设在机舱罩的后端,在B面板82上开有百叶窗B窗口821,该百叶窗B窗口821用于安装一百叶窗,实现外部空气与机舱内腔8b中的空气的热交换。
[0109] 机舱A罩体8的C面板83设在机舱罩的底部,C面板83上开有一个缺口831,该缺口831与机舱B罩体9上的缺口931配合后共形得到B定位圆环8c,该定位B圆环8c用于安装风力发电机的支撑圆柱,支撑圆柱的另一端安装在地面上,该支撑圆柱与B定位圆环8c的安装,实现了将复合外罩(导流帽、导流罩和机舱罩三者装配在一起时,则形成一个适用于风力发电机用的复合外罩)托起,置于半空中。
[0110] 机舱A罩体8的D面板84设在机舱罩的前端,D面板84上设有百叶窗A窗口841、挡块842、A凸圆环843,百叶窗A窗口841设在D面板84的下方,该百叶窗A窗口841用于安装一百叶窗,实现外部空气与机舱内腔8b中的空气的热交换。挡块842位于A凸圆环843的后缘,该挡块842用于扩大机舱罩前端的承载力,即导流罩的下圆环2b与机舱罩前端的A圆环8a的安装。
[0111] 为了实现机舱A罩体8与机舱B罩体9、机舱上盖10的装配,在机舱A罩体8的边缘设有A连接端801、B连接端802和C连接端803,B连接端802和C连接端803用于与机舱B罩体9连接,A连接端801用于与机舱上盖10的连接边缘1002连接。
[0112] 机舱A罩体8的截面结构如图4A所示,机舱A罩体8的截面结构从外向里为罩体面层811、三维层连夹芯织物层812和罩体里层813。如图4B所示,三维层连夹芯织物层812由上层织物821、下层织物822,以及用于连接上层织物821与下层织物822的中间织物823组成。依据导流帽1所选玻璃纤维三维空心织物的结构,同理可以得到机舱A罩体8的玻璃纤维三维空心织物的中间织物的构形可以是“8”字形(图4B所示)、“1”字形(图
2C所示的中间织物144)、斜“1”字形(图2D所示的中间织物145)、“W”字形(图2E所示的中间织物146)或者“V”字形(图2F所示的中间织物147)。
[0113] 罩体面层811的厚度记为B1,B1=0.1mm~20mm。
[0114] 罩体里层813的厚度记为B3,B3=0.1mm~20mm。
[0115] 三维层连夹芯织物层812的厚度记为B2,B2=0.5mm~40mm。
[0116] 制备机舱A罩体8包括有下列步骤:
[0117] 步骤8-1:在第三模具的外部平铺上第一层罩体里层用料,并均匀涂覆树脂;该第一层罩体里层用料为玻璃纤维方格布;
[0118] 步骤8-2:平铺上第二层罩体里层用料,并均匀涂覆树脂;该第二层罩体里层用料为玻璃纤维方格布;
[0119] 步骤8-3:平铺上第三层罩体里层用料,并均匀涂覆树脂;该第三层罩体里层用料为玻璃纤维斜纹布;
[0120] 步骤8-4:在第三模具的横向凹槽、纵向凹槽上分别布置钢片,在横向钢片与纵向钢片交叉处用螺钉锁紧;
[0121] 步骤8-5:平铺三维层连夹芯织物层用料,并均匀涂覆树脂;该三维层连夹芯织物层用料为玻璃纤维三维空心织物;
[0122] 步骤8-6:平铺上第一层罩体面层用料,并均匀涂覆树脂;该第一层罩体面层用料为玻璃纤维方格布;
[0123] 步骤8-7:平铺上第二层罩体面层用料,该第二层罩体面层用料为玻璃纤维方格布;
[0124] 步骤8-8:在温度22℃~32℃下树脂固化2~48小时后,脱模得到机舱A罩体8。
[0125] 涂覆树脂用量为每一平方米用100g~350g的树脂,采用滚浆机进行涂覆。
[0126] 上述涂覆的树脂可以是液态的环氧系列树脂或者酚醛树脂(粘稠状液态)。树脂为外购材料,直接应用。
[0127] (四)机舱B罩体9
[0128] 参见图5所示,机舱B罩体9的外部为光滑面,机舱B罩体9的内部设有多根横向加强筋9A和多根纵向加强筋9B,加强筋的设计有利于提高机舱B罩体9的承载能力。横向加强筋9A和纵向加强筋9B是宽度为1mm、厚度为0.2mm钢片。
[0129] 机舱B罩体9的A面板91设在机舱罩的左面。
[0130] 机舱B罩体9的B面板92设在机舱罩的后端,在B面板92上开有百叶窗D窗口921,该百叶窗D窗口921用于安装一百叶窗,实现外部空气与机舱内腔8b中的空气的热交换。
[0131] 机舱B罩体9的C面板93设在机舱罩的底部,C面板93上开有一个缺口931,该缺口931与机舱A罩体8上的缺口配合后共形得到B圆环8c,该B圆环8c用于安装风力发电机的支撑圆柱,支撑圆柱的另一端安装在地面上,该支撑圆柱与B圆环8c的安装,实现了将复合外罩(导流帽、导流罩和机舱罩三者装配在一起时,则形成一个适用于风力发电机用的复合外罩)托起,置于半空中。
[0132] 机舱B罩体9的D面板94设在机舱罩的前端,D面板94上设有百叶窗C窗口941、挡块942、C凸圆环943,百叶窗C窗口941设在D面板94的下方,该百叶窗C窗口941用于安装一百叶窗,实现外部空气与机舱内腔8b中的空气的热交换。挡块942位于C凸圆环943的后缘,该挡块942用于扩大机舱罩前端的承载力,即导流罩的下圆环2b与机舱罩前端的A圆环8a的安装。
[0133] 为了实现机舱A罩体8与机舱B罩体9、机舱上盖10的装配,在机舱B罩体9的边缘设有A连接端901、B连接端902和C连接端903,B连接端902和C连接端903用于与机舱A罩体8连接,A连接端901用于与机舱上盖10的连接边缘1002连接。
[0134] 由于机舱B罩体9与机舱A罩体8的结构相同,其制作工艺也相同。
[0135] (五)机舱上盖10
[0136] 参见图1、图1C、图1D、图6所示,机舱上盖10的外部为光滑面,机舱上盖10的内部设有多根横向加强筋10A和多根纵向加强筋10B,加强筋的设计有利于提高机舱上盖10的承载能力。横向加强筋10A和纵向加强筋10B是宽度为1mm、厚度为0.2mm钢片。
[0137] 机舱上盖10的前面板1001上设有B凸圆环1011,该B凸圆环1011与机舱A罩体8上的A凸圆环843、机舱B罩体9上的C凸圆环943共形形成A定位圆环8a,A定位圆环
8a用于实现与导流罩的下圆环2b连接,从而实现导流罩与机舱罩的连接。
[0138] 机舱上盖10的连接边缘1002分别与机舱A罩体8的A连接端801和机舱B罩体9上的A连接端901连接,从而实现机舱上盖10、机舱A罩体8、机舱B罩体9三者之间的连接。
[0139] 机舱上盖10的截面结构如图6A所示,机舱上盖10的截面结构从外向里为上盖面层1111、三维层连夹芯织物层1112和上盖里层1113。如图6B所示,三维层连夹芯织物层1112由上层织物1121、下层织物1122,以及用于连接上层织物1121与下层织物1122的中间织物1123组成。依据导流帽1所选玻璃纤维三维空心织物的结构,同理可以得到机舱上盖10的玻璃纤维三维空心织物的中间织物的构形可以是“8”字形(图6B所示)、“1”字形(图2C所示的中间织物144)、斜“1”字形(图2D所示的中间织物145)、“W”字形(图2E所示的中间织物146)或者“V”字形(图2F所示的中间织物147)。
[0140] 上盖面层1111的厚度记为C1,C1=0.1mm~20mm。
[0141] 上盖里层1113的厚度记为C3,C3=0.1mm~20mm。
[0142] 三维层连夹芯织物层1112的厚度记为C2,C2=0.5mm~40mm。
[0143] 制备机舱上盖10包括有下列步骤:
[0144] 步骤10-1:在第三模具的外部平铺上第一层罩体里层用料,并均匀涂覆树脂;该第一层罩体里层用料为玻璃纤维方格布;
[0145] 步骤10-2:平铺上第二层罩体里层用料,并均匀涂覆树脂;该第二层罩体里层用料为玻璃纤维方格布;
[0146] 步骤10-3:平铺上第三层罩体里层用料,并均匀涂覆树脂;该第三层罩体里层用料为玻璃纤维斜纹布;
[0147] 步骤10-4:在第三模具的横向凹槽、纵向凹槽上分别布置钢片,在横向钢片与纵向钢片交叉处用螺钉锁紧;
[0148] 步骤10-5:平铺三维层连夹芯织物层用料,并均匀涂覆树脂;该三维层连夹芯织物层用料为玻璃纤维三维空心织物;
[0149] 步骤10-6:平铺上第一层罩体面层用料,并均匀涂覆树脂;该第一层罩体面层用料为玻璃纤维方格布;
[0150] 步骤10-7:平铺上第二层罩体面层用料,该第二层罩体面层用料为玻璃纤维方格布;
[0151] 步骤10-8:在温度22℃~32℃下树脂固化2~48小时后,脱模得到机舱上盖10。
[0152] 涂覆树脂用量为每一平方米用100g~350g的树脂,采用滚浆机进行涂覆。
[0153] 上述涂覆的树脂可以是液态的环氧系列树脂或者酚醛树脂(粘稠状液态)。树脂为外购材料,直接应用。
[0154] 本发明的一种风发电力机组三维层连夹芯结构复合外罩,其结构从外向里为面层、三维层连夹芯织物层和里层。在复合成型过程中,可以根据外罩对各层的厚度要求进行铺层用料层数,所选树脂可在常温(22℃~32℃)下固化在铺层用料上,使得固化后的硬质性各层之间粘接牢固。在三维层连夹芯织物层中使用了三维夹芯织物作为增强体。这不但减轻结构重量,降低收缩变形、而且能提高整个罩壳的整体刚度、强度与稳定性能。这是因为三维夹芯织物在抗层间剪切、抗脱层、抗冲击及抗弯、抗扭截面模量方面均优于层合板结构的缘故。本发明制得的复合外罩自身重量轻,收缩型变小,强度高,使用寿命长。