專(zhuān)利名稱(chēng)：使用片狀模塑料的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
使用片狀模塑料的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子葉片，尤其涉及一種使用片狀模塑料的風(fēng)力發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子葉片。
背景技術(shù)：
[0002]目前的風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，主要分為兩大領(lǐng)域:并網(wǎng)發(fā)電和離網(wǎng)發(fā)電。前者主要指集中發(fā)電的大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，多采用大型兆瓦級(jí)機(jī)組，葉片材料也是使用玻璃纖維增強(qiáng)塑料。葉片的成型工藝分為濕法浸潰和預(yù)浸料熱壓兩種。離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電多是單獨(dú)應(yīng)用的小型機(jī)組，多應(yīng)用于島嶼、牧場(chǎng)、船舶或偏遠(yuǎn)地帶作為電網(wǎng)的適當(dāng)補(bǔ)充。目前離網(wǎng)型分機(jī)葉片多采用鑄鋁、增強(qiáng)尼龍等材料，但一般而言葉片長(zhǎng)度不超過(guò)3米，超過(guò)后生產(chǎn)成本直線(xiàn)上升。[0003]現(xiàn)有技術(shù)中如果采用濕法浸潰制作風(fēng)力發(fā)電葉片，需要在模具上逐層鋪覆玻璃纖維/玻璃纖維碳纖維混雜多軸向織物，再在其上部分別鋪覆滲透層、導(dǎo)流層等，鋪覆完成后使用真空薄膜包覆，形成一個(gè)密閉的真空腔；檢查真空情況，確認(rèn)后利用真空將預(yù)先按照比例配好的樹(shù)脂抽入該真空腔，沿著預(yù)先鋪好的導(dǎo)膠管，導(dǎo)流層，滲透層逐步將纖維浸潤(rùn)并浸潰，在完全浸潰后視所用樹(shù)脂的種類(lèi)及固化系統(tǒng)的要求，加熱至一定的溫度，使樹(shù)脂固化，待固化完全后即可脫模，整個(gè)流程時(shí)間約需8-12小時(shí)。[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的預(yù)浸料熱壓制作風(fēng)力發(fā)電葉片，與濕法浸潰類(lèi)似，區(qū)別在于在模具上鋪覆的不是單純的纖維織物，而是已經(jīng)涂上了樹(shù)脂的預(yù)浸潰織物，鋪覆完畢后上部改鋪脫模布和吸膠層，同樣是在一定的真空壓力下升溫加熱固化。整個(gè)操作流程約6-10小時(shí)。[0005]上述的葉片生產(chǎn)工藝中，需要大量使用熟練的人工去鋪覆纖維織物，織物鋪覆狀態(tài)的好壞與缺陷率直接影響著葉片的缺陷率，至于預(yù)浸潰纖維織物，因?yàn)楹袠?shù)脂的關(guān)系，對(duì)鋪覆工的要求更高。此外，逐層鋪覆織物，葉片的長(zhǎng)度多為30-40米以上，耗費(fèi)的時(shí)間也非常可觀(guān)。直接的纖維織物浸潰樹(shù)脂產(chǎn)生的纖維增強(qiáng)塑料，其強(qiáng)度非常好，為典型的高比強(qiáng)度材料，然葉片的氣動(dòng)力學(xué)關(guān)系，要求葉片在使用中氣動(dòng)外形即型面的保持性要求很高，從材料的角度講需要很高的剛性或者模量，故在實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，均設(shè)計(jì)為夾層結(jié)構(gòu)，使用巴沙木或者PVC泡沫來(lái)作為夾芯材料。而這兩種材料的設(shè)計(jì)使用，對(duì)國(guó)內(nèi)的葉片生產(chǎn)商來(lái)講非常不利。巴沙木是天然木材，產(chǎn)于南美的亞馬孫雨林，供應(yīng)逐年偏緊泡沫也是如此，主要的供應(yīng)商全球就兩家，隨著中國(guó)風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)的興起泡沫的價(jià)格在短期內(nèi)都是倍數(shù)關(guān)系瘋長(zhǎng)。[0006]因此急需要一種 新結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片代替現(xiàn)有技術(shù)中大量使用巴沙木或PVC泡沫的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片。實(shí)用新型內(nèi)容[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，本實(shí)用新型公開(kāi)一種新結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片代替現(xiàn)有技術(shù)中大量使用巴沙木或PVC泡沫的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片。[0008]為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型公開(kāi)一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，其特征在于，該葉片包括結(jié)構(gòu)層和填充層，該結(jié)構(gòu)層采用片狀模塑料，該填充層采用輕質(zhì)材料。[0009]更進(jìn)一步地，該結(jié)構(gòu)層為三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，第一層是片狀模塑料，第二層是蜂窩芯材，第三層是第一層是片狀模塑料。[0010]更進(jìn)一步地，該蜂窩芯材由塑料組成。[0011 ] 更進(jìn)一步地，該蜂窩芯材由結(jié)構(gòu)泡沫組成。[0012]更進(jìn)一步地，該輕質(zhì)材料的比重范圍為1.1到1.3。[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型所公開(kāi)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，能滿(mǎn)足風(fēng)力發(fā)電葉片所需要的強(qiáng)度和剛性，能替代現(xiàn)有技術(shù)中大量使用巴沙木或PVC泡沫的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片。


[0014]關(guān)于本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過(guò)以下的實(shí)用新型詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。以下附圖并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片；[0016]圖2是本實(shí)用新型所涉及的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片剖面圖；[0017]圖3是本實(shí)用新型所涉及的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片剖面局部放大圖。
具體實(shí)施方式
[0018]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。[0019]本實(shí)用新型公開(kāi)一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，該葉片包括結(jié)構(gòu)層和填充層，所述結(jié)構(gòu)層采用片狀模塑料，所述填充層采用輕質(zhì)材料。[0020]圖2是本實(shí)用新型所涉及的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片剖面圖，如圖2中所示。該葉片100由至少兩種材料組成。其中該葉片100的表層材料對(duì)整個(gè)葉片而言至關(guān)重要。風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是要通過(guò)空氣動(dòng)力學(xué)分析，充分利用復(fù)合材料的性能，使大型葉片以最小的質(zhì)量獲得最大的掃風(fēng)面積，從而使葉片具有更高的捕風(fēng)能力。葉片100的表層102采用片狀模塑料構(gòu)成。[0021]片狀模塑料(Sheet molding compound,簡(jiǎn)稱(chēng)SMC),其主要原料由SMC專(zhuān)用紗、不飽和樹(shù)脂、低收縮添加劑，填料及各種助劑組成。片狀模塑料具有優(yōu)越的電氣性能，耐腐蝕性能，質(zhì)輕及工程設(shè)計(jì)容易、靈活等優(yōu)點(diǎn)，其機(jī)械性能可以與部分金屬材料相媲美。在小型風(fēng)力發(fā)電葉片中(不超過(guò)3米)，表層材料使用普通片狀模塑料已經(jīng)可以滿(mǎn)足對(duì)葉片的硬度和剛性的需求，但是在大型風(fēng)力發(fā)電葉片中，表層材料必須使用特殊的片狀模塑料結(jié)構(gòu)。該特殊結(jié)構(gòu)層為三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，第一層是片狀模塑料，第二層是蜂窩芯材，第三層是第一層是片狀模塑料。[0022]圖3是本實(shí)用新型所涉及的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片剖面局部放大圖。如圖3中所示，該表層結(jié)構(gòu)為一三明治式結(jié)構(gòu)，即在上下兩層片狀模塑料110之間是一蜂窩芯材111。該蜂窩芯材111的密度低于上下兩層片狀模塑料110，因此使該葉片的整體重量大大降低。同時(shí)也降低了由于葉片自重過(guò)大所導(dǎo)致的易毀壞的風(fēng)險(xiǎn)。該蜂窩芯材111的材質(zhì)可以為塑料，優(yōu)選為結(jié)構(gòu)泡沫。[0023]該風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的填充層采用輕質(zhì)材料101，其中我們實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)該輕質(zhì)材料101的比重范圍在1.1到1.3之間時(shí)，該輕質(zhì)材料101與表層102的融合性最佳。該葉片的整體的硬度及剛性最強(qiáng)，使大型葉片以最小的質(zhì)量獲得最大的掃風(fēng)面積，從而使葉片具有更聞的捕風(fēng)能力。[0024]本實(shí)用新型所提供的葉片能滿(mǎn)足風(fēng)力發(fā)電葉片所需要的強(qiáng)度和剛性，能替代現(xiàn)有技術(shù)中大量使用巴沙木或PVC泡沫的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片。[0025]本說(shuō)明書(shū)中所述的只是本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)本實(shí)用新型的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思通過(guò)邏輯分析、推理或者有 限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，其特征在于，所述葉片包括結(jié)構(gòu)層和填充層，所述結(jié)構(gòu)層采用片狀模塑料，所述填充層采用輕質(zhì)材料。
2.一種如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)層為三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，第一層是片狀模塑料，第二層是蜂窩芯材，第三層是是片狀模塑料。
3.—種如權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，其特征在于，所述蜂窩芯材由塑料組成。
4.一種如權(quán)利要求2所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，其特征在于，所述蜂窩芯材由結(jié)構(gòu)泡沫組成。
5.一種如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，其特征在于，所述輕質(zhì)材料的比重范圍為 1.1 到 1.3。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，該葉片包括結(jié)構(gòu)層和填充層，所述結(jié)構(gòu)層采用片狀模塑料，所述填充層采用輕質(zhì)材料。該新型結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片代替現(xiàn)有技術(shù)中大量使用巴沙木或PVC泡沫的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片。
文檔編號(hào)F03D1/06GK203114512SQ20132009604
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月4日
發(fā)明者胡志榮 申請(qǐng)人:律通復(fù)合材料(上海)有限公司