叶根及叶片

摘要

本发明提供一种叶根及叶片，其中，叶根包括：预埋螺套和单向件，相邻两个所述单向件夹持所述预埋螺套并包覆所述预埋螺套的外侧面。本发明提供的叶根，用以解决现有技术中现场施工费时且容易造成内、外增强层的褶皱，而影响叶根的强度的缺陷，无需铺设增强层或减少增强层的层数，不容易形成褶皱，减少了铺层工序，还有助于缩短现场施工时间，提升施工效率。

权利要求

1.一种叶根，其特征在于，包括：预埋螺套；

单向件，相邻两个所述单向件夹持所述预埋螺套并包覆所述预埋螺套的外侧面；所述单向件包括第一夹持段和第二夹持段，所述第一夹持段夹持所述预埋螺套，所述第二夹持段夹持预埋柔性条，所述第二夹持段包括与所述预埋柔性条的第一倾斜部共面的第二倾斜部，所述第一倾斜部包括相对设置的两个倾斜表面，所述第二倾斜部包括第一倾斜面和与所述第一倾斜面相对设置并连接形成夹角的第二倾斜面，所述第一倾斜面与其所连接的第一夹持段的铺层表面形成夹角，所述第二倾斜面与其所连接的第一夹持段的铺层表面形成夹角。

2.根据权利要求1所述的叶根，其特征在于，所述第一夹持段包括夹持表面，所述夹持表面通过所述铺层表面连接。

3.根据权利要求2所述的叶根，其特征在于，所述第一倾斜面与所述铺层表面形成第一夹角，所述第二倾斜面与所述铺层表面形成第二夹角，所述第一夹角与所述第二夹角之和为锐角。

4.根据权利要求1所述的叶根，其特征在于，所述第一倾斜部和所述第二倾斜部铺设增强层。

5.根据权利要求1所述的叶根，其特征在于，还包括预埋模具，所述第一夹持段的端部与所述预埋模具的第一端共面，所述第二夹持段沿所述第一夹持段延伸至所述预埋模具的第二端，所述第一端与所述第二端为所述预埋模具相对的两端。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的叶根，其特征在于，还包括预埋模具、预埋外蒙皮和预埋内蒙皮，所述预埋模具、所述预埋外蒙皮、所述单向件和所述预埋内蒙皮依次铺设，相邻所述单向件之间夹持同轴设置的所述预埋螺套与预埋柔性条。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的叶根，其特征在于，所述单向件的材料为单向玻纤材料或多轴玻纤材料；

和/或，所述单向件通过拉挤成型。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的叶根，其特征在于，包括主梁区域和位于所述主梁区域端部的边缘区域，所述主梁区域的所述单向件的长度大于所述边缘区域的所述单向件的长度。

9.一种叶片，其特征在于，包括权利要求1至8中任意一项所述的叶根。

说明书

叶根及叶片

技术领域

[0001] 本发明涉及风机技术领域，尤其涉及一种叶根及叶片。

背景技术

[0002] 风力发电具有低碳环保、容量大等特点，目前已成为电力系统新兴的发展趋势之一。随着风电技术的发展和风电机组单机容量的增加，如何进一步提高机组可靠性和降低
机组制造成本，是当前大型风力发电机组面临的挑战。

[0003] 相关技术中，参考图1至图3所示，叶根的结构是依次在模具110上铺设外蒙皮120、外增强层130、预埋组件140、内增强层150和内蒙皮160。其中，预埋组件140包括UD(Uni‑
Direction，单向)棒190、螺套170及泡沫条180，UD棒190一般长1m左右，UD棒190的下表面是
平面，上表面从UD棒190的中部到尖部有一个斜坡，UD棒190中间夹有缠绕纤维纱的螺套
170，螺套170的端部放有泡沫条180。

[0004] 其中，一般情况下，外增强层130一般需要铺设20多层，然后铺放螺套170和UD棒190，在内侧再铺放20多层的内增强层150，现场施工费时且容易造成内、外增强层150、130
的褶皱，而影响叶根的强度。

[0005] 为了解决前述的问题，提出一种在叶根的铺层中铺放有轻薄的柔性材料的方案，柔性材料末端开有V型剪口，然后预先灌注成型。该结构仅仅只考虑了柔性材料的褶皱问
题，而预制件自身的褶皱却没有考虑，没有充分利用UD棒的强度特点和UD棒的制造效率优
势，其侧重点在于改善叶根布层端部的褶皱，而没有解决现场施工费时且容易造成内、外增
强层的褶皱，影响叶根的强度等问题。

发明内容

[0006] 本发明提供一种叶根，用以解决现有技术中现场施工费时且容易造成内、外增强层的褶皱，而影响叶根的强度的缺陷，无需铺设增强层或减少增强层的层数，不容易形成褶
皱，减少了铺层工序，还有助于缩短现场施工时间，提升施工效率。

[0007] 本发明提供一种叶根，包括：

[0008] 预埋螺套；

[0009] 单向件，相邻两个所述单向件夹持所述预埋螺套并包覆所述预埋螺套的外侧面。

[0010] 根据本发明提供的一种叶根，所述单向件包括第一夹持段和第二夹持段，所述第一夹持段夹持所述预埋螺套，所述第二夹持段夹持预埋柔性条，所述第二夹持段包括与所
述预埋柔性条的第一倾斜部共面的第二倾斜部。

[0011] 根据本发明提供的一种叶根，所述第二倾斜部包括第一倾斜面和与所述第一倾斜面相对设置并连接形成夹角的第二倾斜面，所述第一倾斜面和所述第二倾斜面均与所述第
一夹持段的铺层表面形成夹角，所述第一夹持段包括所述铺层表面和夹持表面，所述夹持
表面通过所述铺层表面连接。

[0012] 根据本发明提供的一种叶根，所述第一倾斜面与所述铺层表面形成第一夹角，所述第二倾斜面与所述铺层表面形成第二夹角，所述第一夹角与所述第二夹角之和为锐角。

[0013] 根据本发明提供的一种叶根，所述第一倾斜部和所述第二倾斜部铺设增强层。

[0014] 根据本发明提供的一种叶根，还包括预埋模具，所述第一夹持段的端部与所述预埋模具的第一端共面，所述第二夹持段沿所述第一夹持段延伸至所述预埋模具的第二端，
所述第一端与所述第二端为所述预埋模具相对的两端。

[0015] 根据本发明提供的一种叶根，还包括预埋模具、预埋外蒙皮和预埋内蒙皮，所述预埋模具、所述预埋外蒙皮、所述单向件和所述预埋内蒙皮依次铺设，相邻所述单向件之间夹
持同轴设置的所述预埋螺套与预埋柔性条。

[0016] 根据本发明提供的一种叶根，所述单向件的材料为单向玻纤材料或多轴玻纤材料；

[0017] 和/或，所述单向件通过拉挤成型。

[0018] 根据本发明提供的一种叶根，包括主梁区域和位于所述主梁区域端部的边缘区域，所述主梁区域的所述单向件的长度大于所述边缘区域的所述单向件的长度。

[0019] 本发明还提供一种叶片，包括如上所述的叶根。

[0020] 本发明提供的叶根，包括预埋螺套和单向件，相邻的单向件包覆预埋螺套的外侧面，为了全面包覆预埋螺套，单向件的厚度需要增大，由于单向件的厚度增大，还增大了单
向件在叶根中所占体积比例，则单向件的强度、刚度均相应增强，有助于提升叶根的结构强
度和结构刚度，无需铺设增强层或减少增强层的层数，则不容易形成褶皱，能够解决增强层
产生褶皱的问题，减少了铺设工序，还有助于缩短现场施工时间，提升施工效率。

附图说明

[0021] 为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些
实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附
图获得其他的附图。

[0022] 图1是相关技术中提供的叶根的结构的分解状态示意图；

[0023] 图2是相关技术中提供的预埋组件的组装状态的结构示意图；

[0024] 图3是相关技术中提供的预埋组件的分解状态的结构示意图；

[0025] 图4是本发明实施例提供的叶根的分解状态的结构示意图；

[0026] 图5是本发明实施例提供的叶根的组装状态的结构示意图；

[0027] 图6是本发明实施例提供的叶根的预埋组件的组装状态的结构示意图；

[0028] 图7是本发明实施例提供的叶根的预埋组件的分解状态的结构示意图；

[0029] 图8是是本发明实施例提供的叶根中单向件的结构示意图。

[0030] 附图标记：

[0031] 110：模具；          120：外蒙皮；        130：外增强层；

[0032] 140：预埋组件；      150：内增强层；      160：内蒙皮；

[0033] 170：螺套；          180：泡沫条；        190：UD棒；

[0034] 210：预埋模具；      211：第一端；        212：第二端；

[0035] 220：预埋外蒙皮；    230：单向件；        231：第一夹持段；

[0036] 2311：铺层表面；     2312：夹持表面；     232：第二夹持段；

[0037] 2321：第一倾斜面；   2322：第二倾斜面；   2323：第三夹角；

[0038] 240：预埋内蒙皮；    250：预埋螺套；      260：预埋柔性条；

[0039] 261：第一倾斜部。

具体实施方式

[0040] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，
而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳
动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0041] 本发明的第一方面实施例，参考图4至图8所示，提供一种叶根，包括：预埋螺套250和单向件230，相邻两个单向件230夹持预埋螺套250并包覆预埋螺套250的外侧面。

[0042] 单向件230构造有与预埋螺套250的外侧面形状相同的夹持表面2312，也就是单向件230构造出内凹的夹持表面2312，以使两个单向件230夹持固定预埋螺套250，两个单向件
230配合完全包覆预埋螺套250的外侧面，单向件230全面保护预埋螺套250；并且为了全面
包覆预埋螺套250，单向件230的厚度也需要增大。由于单向件230的厚度增大，则单向件230
的强度、刚度均相应增强，有助于提升叶根的结构强度和结构刚度。

[0043] 相对于相关技术中，参考2和图3所示，UD棒夹持螺套的局部外侧面，再通过内、外增强层对叶根进行结构增强；本实施例的单向件230的夹持表面2312全面包覆预埋螺套
250，单向件230的厚度增大，使得单向件230的强度和刚度均增大，此时可不铺设内、外增强
层或减少内、外增强层的层数，简化叶根的铺层工序，有助于提升生产效率，实现叶根减重。

[0044] 其中，单向件230可以理解为UD棒。预埋螺套250的外侧面可以理解为预埋螺套250的圆柱面，此处的外侧面不包括预埋螺套250两端的端面，预埋螺套250的一侧端面与单向
件230的一个端面共面，预埋螺套250的另一个端面被包覆在两个单向件230之间。

[0045] 本实施例的叶根，包括可包覆预埋螺套250的单向件230，单向件230的厚度增大，进而结构强度和结构刚度增大，同时，相对于相关技术中局部包覆螺套的UD棒结构，本实施
例的单向件230还增大了在叶根中所占体积比例，由于单向件230的结构强度稳定，有助于
加强叶根的整体强度和刚度，此时无需铺设增强层或减少增强层的层数，则不容易形成褶
皱，能够解决增强层产生褶皱的问题，减少了铺设工序，还有助于缩短现场施工时间，提升
施工效率。

[0046] 其中，叶根刚度的增加能有效的提高叶根内螺栓的抗疲劳强度，而螺栓抗疲劳强度是影响叶根节圆尺寸和螺栓数量设计的重要因素。在相同的载荷条件下，采用本实施例
的叶根，使得叶根的节圆尺寸可以更小和螺栓数量可以更少，整个叶根的重量会变得更轻。

[0047] 在一些实施例中，参考图6至图8所示，单向件230包括第一夹持段231和第二夹持段232，第一夹持段231夹持预埋螺套250，第二夹持段232夹持预埋柔性条260，第二夹持段
232包括与预埋柔性条260的第一倾斜部261共面的第二倾斜部。

[0048] 第一夹持段231包括夹持表面2312，两个单向件230中相对设置的夹持表面2312夹持预埋螺套250的外侧面，第二夹持段232设有与预埋柔性条260的外表面形状相同的表面，
以使相对设置的单向件230能够稳定夹持固定预埋柔性条260，预埋柔性条260的第一倾斜
部261与单向件230的第二倾斜部形成斜面，以便在其上铺设铺层，避免铺层过程中产生褶
皱，还有助于增大面积。

[0049] 其中，预埋柔性条260一般采用PVC泡沫材料，预埋柔性条260一般为长条状结构，预埋柔性条260可以理解为PVC泡沫条。

[0050] 参考图7所示，第一倾斜部261均包括相对设置的两个倾斜表面，第二倾斜部也包括相对设置的两个倾斜表面，可以理解为，预埋柔性条260的上下表面均为斜面，单向件230
的上下表面均为斜面。其中，预埋柔性条260不仅包括第一倾斜部261，预埋柔性条260与预
埋螺套250对接的一端设有连接部，连接部的形状与预埋螺套250的形状相适配。

[0051] 参考图1至图3所示的叶根结构，其内、外增强层需要共铺设近50层，增强层铺设过程操作复杂、施工时间长且容易产生褶皱，而本实施例的叶根结构，可省略或减少增强层，
若单向件230上铺设增强层，设置有第一倾斜部261和第二倾斜部，便于在第一倾斜部261和
第二倾斜部上搭接较长的增强层。

[0052] 在一些实施例中，第二夹持段232还包括与第一夹持段231结构相同且用于夹持固定预埋柔性条260的延伸部，延伸部位于第二倾斜部与第一夹持段231之间，延伸部的设置
方便固定预埋柔性条260。

[0053] 在一些实施例中，参考图7所示，第二倾斜部包括第一倾斜面2321和与第一倾斜面2321相对设置并连接形成夹角的第二倾斜面2322，第一倾斜面2321和第二倾斜面2322均与
第一夹持段231的铺层表面2311形成夹角，第一夹持段231包括铺层表面2311和夹持表面
2312，夹持表面2312通过铺层表面2311连接。铺层表面2311一般为平面，铺层表面2311用于
铺设蒙皮或增强层。

[0054] 第二倾斜部通过第一倾斜面2321和第二倾斜面2322限制出尖端结构，尖端结构位于远离第一夹持段231的一端。

[0055] 在一些实施例中，参考图7所示，第一倾斜面2321与铺层表面2311形成第一夹角，第二倾斜面2322与铺层表面2311形成第二夹角，第一夹角与第二夹角之和为第三夹角
2323，第三夹角2323为锐角。

[0056] 第一夹角与第二夹角可相同或不同，但要保证第三夹角2323为锐角，因此，第一夹角与第二夹角也需要为锐角，第一夹角与第二夹角的角度可根据需要设置。

[0057] 在一些实施例中，第一倾斜部261和第二倾斜部的表面铺设增强层(图中未示意)，增强层起到加强的作用，增强层用于调整单向件230与内蒙皮或外蒙皮之间的间隙，还可增
加叶根的扭转刚度。其中，增强层一般采用多轴布。其中，增强层可包括内增强层和外增强
层中的至少一种。

[0058] 其中，本实施例中增强层的层数少于50层。

[0059] 在一些实施例中，参考图4和图5所示，叶根还包括预埋模具210，第一夹持段231的端部与预埋模具210的第一端211共面，第二夹持段232沿第一夹持段231延伸至预埋模具
210的第二端212，第一端211与第二端212为预埋模具210相对的两端。

[0060] 预埋模具210的第一端211对应于叶根0米截面，第二端212对应于叶根几何圆柱段附近终止位置，单向件230从叶根0米截面到叶根几何圆柱段附近终止位置截止，单向件230
的上下表面均倒有斜面，便于与较长的增强层进行搭接。

[0061] 在一些实施例中，参考图4至图6所示，叶根还包括预埋模具210、预埋外蒙皮220和预埋内蒙皮240，预埋模具210、预埋外蒙皮220、单向件230和预埋内蒙皮240依次铺设，相邻
单向件230之间夹持同轴设置的预埋螺套250与预埋柔性条260。

[0062] 相对于图1所示的叶根，本实施例的叶根，通过增加单向件230的强度和刚度，可省去内、外增强层，则不存在增强层铺设过程中出现褶皱的问题，也会提升铺设效率，缩短施
工时间。

[0063] 在铺设完预埋外蒙皮220后直接开始铺设单向件230，考虑到单向件230还可以起到替代内、外增强层的作用，该单向件230的厚度要比常规UD棒厚。单向件230的长度从叶根
的第一端211端面到叶根的第二端212的几何外形的圆柱段附近截止。若铺设增强层，超出
单向件230的增强层可以与单向件230的尖部上下斜角进行搭接，最后铺设内蒙皮后一体灌
注成型。

[0064] 在一些实施例中，单向件230的材料为单向玻纤材料或多轴玻纤材料，单向玻纤材料或多轴玻纤材料重量轻、结构强度高，有助于为单向件230减重和加强，进而降低叶根的
重量、提升叶根的结构强度。

[0065] 在一些实施例中，单向件230通过拉挤成型，单向件230为预制成型的结构件，拉挤成型的加工过程简便且加工效率高。

[0066] 单向件230为拉挤预制件，单向件230的模量相比普通的灌注玻纤而言有20％左右的提升，可以实现用较薄的叶根厚度承受较大的叶根载荷，实现叶根减重。

[0067] 在一些实施例中，叶根包括主梁区域和位于主梁区域端部的边缘区域(图中未示意)，主梁区域的单向件230的长度大于边缘区域的单向件230的长度。主梁区域的单向件
230的长度较大，有助于增强主梁区域的结构强度，边缘区域的单向件230的长度较小，有助
于减轻边缘区域的重量，进而优化叶根的承载能力和重量分布。

[0068] 上述实施例中的叶根，从结构模块化制造组装的角度出发，提出了一种拉挤预制叶根的结构，能有效提高叶根刚度，提高螺栓连接的抗疲劳性能，并且单向件230可在单独
的模具中预先制造，无需占用叶片壳体主模具，可大大提高叶片生产效率。

[0069] 本发明的第二方面实施例，参考图4至图8所示，提供一种叶片，包括上述一个或多个实施例中的叶根，叶根具有上述的全部有益效果，此处不再赘述。

[0070] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；
而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。