專利名稱：使用片狀模塑料的風力發(fā)電機葉片的制作方法
技術領域：
使用片狀模塑料的風力發(fā)電機葉片技術領域[0001]本實用新型涉及一種風力發(fā)電裝置的轉子葉片，尤其涉及一種使用片狀模塑料的風力發(fā)電裝置的轉子葉片。
背景技術：
[0002]目前的風力發(fā)電領域，主要分為兩大領域:并網發(fā)電和離網發(fā)電。前者主要指集中發(fā)電的大型風力發(fā)電場，多采用大型兆瓦級機組，葉片材料也是使用玻璃纖維增強塑料。葉片的成型工藝分為濕法浸潰和預浸料熱壓兩種。離網型風力發(fā)電多是單獨應用的小型機組，多應用于島嶼、牧場、船舶或偏遠地帶作為電網的適當補充。目前離網型分機葉片多采用鑄鋁、增強尼龍等材料，但一般而言葉片長度不超過3米，超過后生產成本直線上升。[0003]現(xiàn)有技術中如果采用濕法浸潰制作風力發(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、導流層等，鋪覆完成后使用真空薄膜包覆，形成一個密閉的真空腔；檢查真空情況，確認后利用真空將預先按照比例配好的樹脂抽入該真空腔，沿著預先鋪好的導膠管，導流層，滲透層逐步將纖維浸潤并浸潰，在完全浸潰后視所用樹脂的種類及固化系統(tǒng)的要求，加熱至一定的溫度，使樹脂固化，待固化完全后即可脫模，整個流程時間約需8-12小時。[0004]現(xiàn)有技術中的預浸料熱壓制作風力發(fā)電葉片，與濕法浸潰類似，區(qū)別在于在模具上鋪覆的不是單純的纖維織物，而是已經涂上了樹脂的預浸潰織物，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。整個操作流程約6-10小時。[0005]上述的葉片生產工藝中，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，至于預浸潰纖維織物，因為含有樹脂的關系，對鋪覆工的要求更高。此外，逐層鋪覆織物，葉片的長度多為30-40米以上，耗費的時間也非?？捎^。直接的纖維織物浸潰樹脂產生的纖維增強塑料，其強度非常好，為典型的高比強度材料，然葉片的氣動力學關系，要求葉片在使用中氣動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，故在實際的產品設計時，均設計為夾層結構，使用巴沙木或者PVC泡沫來作為夾芯材料。而這兩種材料的設計使用，對國內的葉片生產商來講非常不利。巴沙木是天然木材，產于南美的亞馬孫雨林，供應逐年偏緊泡沫也是如此，主要的供應商全球就兩家，隨著中國風力發(fā)電市場的興起泡沫的價格在短期內都是倍數(shù)關系瘋長。[0006]因此急需要一種 新結構的風力發(fā)電機葉片代替現(xiàn)有技術中大量使用巴沙木或PVC泡沫的風力發(fā)電機葉片。實用新型內容[0007]為了克服現(xiàn)有技術中所存在的缺陷，本實用新型公開一種新結構的風力發(fā)電機葉片代替現(xiàn)有技術中大量使用巴沙木或PVC泡沫的風力發(fā)電機葉片。[0008]為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型公開一種風力發(fā)電機葉片，其特征在于，該葉片包括結構層和填充層，該結構層采用片狀模塑料，該填充層采用輕質材料。[0009]更進一步地，該結構層為三層復合結構，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]更進一步地，該蜂窩芯材由塑料組成。[0011 ] 更進一步地，該蜂窩芯材由結構泡沫組成。[0012]更進一步地，該輕質材料的比重范圍為1.1到1.3。[0013]與現(xiàn)有技術相比較，本實用新型所公開的風力發(fā)電機葉片，能滿足風力發(fā)電葉片所需要的強度和剛性，能替代現(xiàn)有技術中大量使用巴沙木或PVC泡沫的風力發(fā)電機葉片。


[0014]關于本實用新型的優(yōu)點與精神可以通過以下的實用新型詳述及所附圖式得到進一步的了解。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。以下附圖并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本實用新型的主旨。[0015]圖1是現(xiàn)有技術中的風力發(fā)電機葉片；[0016]圖2是本實用新型所涉及的風力發(fā)電機葉片剖面圖；[0017]圖3是本實用新型所涉及的風力發(fā)電機葉片剖面局部放大圖。
具體實施方式
[0018]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，
以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體實施例。[0019]本實用新型公開一種風力發(fā)電機葉片，該葉片包括結構層和填充層，所述結構層采用片狀模塑料，所述填充層采用輕質材料。[0020]圖2是本實用新型所涉及的風力發(fā)電機葉片剖面圖，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的表層材料對整個葉片而言至關重要。風力發(fā)電機葉片結構設計的目的是要通過空氣動力學分析，充分利用復合材料的性能，使大型葉片以最小的質量獲得最大的掃風面積，從而使葉片具有更高的捕風能力。葉片100的表層102采用片狀模塑料構成。[0021]片狀模塑料(Sheet molding compound,簡稱SMC),其主要原料由SMC專用紗、不飽和樹脂、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，質輕及工程設計容易、靈活等優(yōu)點，其機械性能可以與部分金屬材料相媲美。在小型風力發(fā)電葉片中(不超過3米)，表層材料使用普通片狀模塑料已經可以滿足對葉片的硬度和剛性的需求，但是在大型風力發(fā)電葉片中，表層材料必須使用特殊的片狀模塑料結構。該特殊結構層為三層復合結構，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是本實用新型所涉及的風力發(fā)電機葉片剖面局部放大圖。如圖3中所示，該表層結構為一三明治式結構，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。同時也降低了由于葉片自重過大所導致的易毀壞的風險。該蜂窩芯材111的材質可以為塑料，優(yōu)選為結構泡沫。[0023]該風力發(fā)電機葉片的填充層采用輕質材料101，其中我們實驗數(shù)據表明，當該輕質材料101的比重范圍在1.1到1.3之間時，該輕質材料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，使大型葉片以最小的質量獲得最大的掃風面積，從而使葉片具有更聞的捕風能力。[0024]本實用新型所提供的葉片能滿足風力發(fā)電葉片所需要的強度和剛性，能替代現(xiàn)有技術中大量使用巴沙木或PVC泡沫的風力發(fā)電機葉片。[0025]本說明書中所述的只是本實用新型的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對本實用新型的限制。凡本領域技術人員依本實用新型的構思通過邏輯分析、推理或者有 限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本實用新型的范圍之內。
權利要求1.一種風力發(fā)電機葉片，其特征在于，所述葉片包括結構層和填充層，所述結構層采用片狀模塑料，所述填充層采用輕質材料。
2.一種如權利要求1所述的風力發(fā)電機葉片，其特征在于，所述結構層為三層復合結構，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.—種如權利要求2所述的風力發(fā)電機葉片，其特征在于，所述蜂窩芯材由塑料組成。
4.一種如權利要求2所述的風力發(fā)電機葉片，其特征在于，所述蜂窩芯材由結構泡沫組成。
5.一種如權利要求1所述的風力發(fā)電機葉片，其特征在于，所述輕質材料的比重范圍為 1.1 到 1.3。
專利摘要本實用新型提供一種風力發(fā)電機葉片，該葉片包括結構層和填充層，所述結構層采用片狀模塑料，所述填充層采用輕質材料。該新型結構的風力發(fā)電機葉片代替現(xiàn)有技術中大量使用巴沙木或PVC泡沫的風力發(fā)電機葉片。
文檔編號F03D1/06GK203114512SQ20132009604
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月4日 優(yōu)先權日2013年3月4日
發(fā)明者胡志榮 申請人:律通復合材料(上海)有限公司