一种等截面碳纤维垂直轴的风电叶片的制作方法

本发明涉及一种风电叶片，尤其涉及一种等截面碳纤维垂直轴的风电叶片。

背景技术：

传统垂直轴玻璃纤维风电叶片结构复杂，质量重，模具生产费用高，强度低，发电效率低。而同级别的水平轴风电叶片存在风场利用率低、结构复杂、风能转换效率低等问题。

现有水平轴、垂直轴玻璃纤维风电叶片结构复杂，质量重，模具生产费用高，强度低，发电效率低。不能满足风电叶片强度高、质量轻的现实要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种等截面碳纤维垂直轴的风电叶片，以解决现有垂直轴风电叶片结构复杂、生产费用高、强度低的问题。

为解决存在的技术问题，本发明采用的技术方案为：一种等截面碳纤维垂直轴的风电叶片，包括迎风面、背风面以及腹板，所述的腹板为c型腹板结构，腹板的截面积呈等截面状态，两块腹板设置在风电叶片的中部，两块腹板外部包覆迎风面壳体和背风面壳体；所述的迎风面壳体、背风面壳体及腹板分别成型，迎风面壳体与背风面壳体的前缘采用粘接角粘接，迎风面壳体与背风面壳体的后缘采用结构胶粘接；所述的迎风面壳体、背风面壳体以及腹板制成的空腔风电叶片壳体两端设置有端面板，风电叶片壳体呈等截面、无扭角、无预弯。

为了增加风电叶片壳体与机组连接部位的强度，提高抗扭强度，所述的风电叶片壳体与机组连接部位设置有内支撑结构，内支撑结构的外型面与风电叶片壳体的内型面相对应。

风电叶片壳体可根据实际情况采用多种方式与机组连接，本发明所述的风电叶片壳体与机组连接部位设置有螺栓孔，连接部位的风电叶片壳体外侧还设置有橡胶垫片。

本发明所述的迎风面壳体和背风面壳体为碳纤维复合材质。

本发明的等截面碳纤维垂直轴的风电叶片，该叶片等截面、无扭角、无预弯，碳纤维空腔结构，壳体无夹芯，双腹板，腹板采用c型夹芯结构，与机组连接部位设置内支撑。连接部位内表面粘接连接内支撑，内支撑用于支撑壳体提高抗扭强度，所述连接部位壳体外侧采用橡胶垫片，保护叶片外表面。

有益效果：

本发明的等截面碳纤维垂直轴风电叶片，等截面、无扭角、无预弯结构简单，叶片由碳纤维复合材料制成，风叶环保，强度高，重量轻，风能转换效率高。强度是普通玻璃纤维叶片的3-5倍，重量仅是普通玻璃纤维叶片的1/2，可大大提高风电机组的发电效率。与传统的水平轴风电系统相比，应用垂直轴风电叶片的垂直轴风电系统的风场利用率可比传统系统高5倍以上，等截面的设计结构，节省模具的生产成本和生产成本，有利于叶片的生产以及模具的生产，降低整体成本。连接部位采用内支撑结构设计可有效提高叶片运行中的抗扭强度。双c型腹板结构设计，可有效提高壳体的抗剪切强度。

附图说明

图1等截面碳纤维垂直轴的风电叶片内部结构示图，图中包括：迎风面1、背风面2、腹板3及端面板7；

图2等截面碳纤维垂直轴的风电叶片端部结构示图；

图3等截面碳纤维垂直轴的风电叶片内支撑结构示图，图中包括：内支撑结构4、橡胶垫片5和螺栓孔6；

图4等截面碳纤维垂直轴的风电叶片内支撑结构a-a截面示图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行具体描述。

如图1-2所示，一种等截面碳纤维垂直轴风电叶片，该叶片除腹板3夹芯结构外主体材质均为碳纤维，包括设有迎风面1和背风面2以及腹板3的空腔壳体，两端设置有端面板7。

如图3-4所示，叶片连接部位设置有内支撑结构，包括内支撑4和螺栓孔6，与机组连接部位壳体外侧设置有橡胶垫片5。

具体实施时，腹板3与迎风面壳体1、背风面壳体2分别成型，成型后使用结构胶粘接。迎风面壳体1与背风面壳体2前缘采用粘接角粘接，后缘结构胶粘接。内支撑4与迎风面壳体1、背风面壳体2结构胶粘接，连接部位壳体外侧设置有橡胶垫片5，防止连接划伤叶片壳体，连接部位打螺栓孔6。

本发明发电使用时，将竖直放置，迎风面朝外，叶片内支撑部位与机组螺栓连接。

本发明经过静力、模态试验，试验结果满足设计要求。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种等截面碳纤维垂直轴的风电叶片，包括迎风面、背风面以及腹板，所述的腹板为C型腹板结构，腹板的截面积呈等截面状态，两块腹板设置在风电叶片的中部，两块腹板外部包覆迎风面壳体和背风面壳体，迎风面壳体、背风面壳体以及腹板制成的空腔风电叶片壳体两端设置有端面板，风电叶片壳体呈等截面、无扭角、无预弯。本发明强度高，重量轻，风能转换效率高。等截面的设计结构，节省模具的生产成本和生产成本，有利于叶片的生产以及模具的生产，降低整体成本。

技术研发人员：海振东;范晓燕;王小岭
受保护的技术使用者：内蒙古航天亿久科技发展有限责任公司
技术研发日：2016.11.10
技术公布日：2018.05.25