专利名称：一种环保型风力发电机舱罩的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种含有天然纤维材料的环保型风力发电机舱罩结构设计及其制造方法，它适用于水平轴风力发电机舱罩，尤其适用于大型的风力发电机舱罩。
背景技术：
风能作为清洁能源，近年来受到我国政府的高度重视。近几年来，我国风力发电行业发展迅速，年装机容量也在逐步的提高。风力发电是利用风电机组将风能转化为电能，通过电网进行输送。风电机组主要由三大部分组成风轮(含风电叶片)、发电机和塔架，其中发电机是产生电能的主要关键部件；由于风电机组一般都安装在比较偏远的地区，工作环境非常恶劣，出现故障难于维护，所以必须给风力发电机安装保护装置——机舱罩，以保护发电机(含传动机构)能够长 期的、正常的工作。目前大部分机舱罩是沿用国外的设计以及生产工艺(多采用普通玻璃纤维织物或多轴向玻璃纤维织物与不饱和聚酯树脂通过手糊工艺成型)，而且其产品以玻璃钢制品为主。由于玻璃钢产品难于回收处理，会对环境造成严重的污染；而且由于机舱罩的设计、生产无统一标准，为降低制造成本，个别生产厂家使用低质低价的原材料进行生产，造成机舱罩产品质量参差不齐。
发明内容本实用新型的目的是提供一种环保型的风力发电机舱罩，包括含有天然纤维材料的结构设计及生产制造工艺，通过在材料、结构设计和制造工艺上的改进，探索出一种更加有利于保证机舱罩产品质量的结构设计方案及其生产制造工艺，同时又保证在机舱罩产品退役后便于回收再利用或进行自然降解。为了实现上述目的，本实用新型提供一种环保型风力发电机舱罩，所述机舱罩的结构为“三明治”夹心结构。该结构或主要承载结构的主要材料为强度和刚度都较高的天然纤维材料(即夹心层)；由于天然纤维材料的含水率(要求在1% -15%之间)会对其物理、力学性能产生较大的影响，所以在其内外表面分别附有保护天然纤维材料的玻璃钢层，且夹心结构的玻璃钢层总厚度不超过6mm。所述天然纤维材料可以是但不限于木本植物(如木材)和草本植物(如竹材)。自然生长的木本植物，其纤维密度均匀，物理力学性能相差较小，可以直接按照设计要求的形状进行简单的机械加工后即可得到制造机舱罩的原材料，如木材；而自然生长的草本植物，其主干是空心的，壁厚方向的纤维密度从内到外呈不均匀状态分布，其物理力学性能相差较大，该种天然纤维材料需要经过比较繁琐的机械加工和层积工艺或重组工艺后才能得到物理和力学性能相差较小的条状和/或板状材料，如竹层积材和重组竹(统称为竹基复合材料)，以便用于机舱罩的生产制造。所述环保型机舱罩是通过树脂真空导入的工艺将天然纤维材料(夹心层)和两侧的玻璃钢保护层进行一体成型的；基体材料采用防水性能良好的材料，可以选用但不限于价格相对较低的环氧乙烯基树脂或价格略高的环氧树脂；其主要成型的步骤有I、将保护天然纤维材料的外层玻璃纤维铺放在准备好的模腔内；2、将天然纤维材料铺放在外层玻璃纤维上；3、将保护天然纤维材料的内层玻璃纤维布铺放在天然纤维材料表面；4、布置真空系统，并抽取真空，使真空压力保持在-0. 08-0. IMPa之间；5、导入基体材料并进行固化成型；6、产品脱模、修整、装配。目前大多数的风电机舱罩产品质量完全取决于手糊成型的玻璃钢的质量，无法保 证其质量的稳定性；而使用天然纤维材料制造的环保型风电机舱罩，其质量取决于天然纤维材料的质量，而天然纤维材料必须通过原材料的产品质量检验(包括物理和力学性能)才可应用于风电机舱罩的生产，所以能够保证风电机舱罩产品的质量及其稳定性。由于所述天然纤维材料为自然生长的植物材料，在环保型风电机舱罩退役后能够进行回收利用。目前现有竹制风力发电机叶片(天然纤维材料产品)，其产品在退役以后可以将其竹材提取出来进行家具制造及其他生活或工业应用，现已有相关产品面世；即使该竹基复合材料未被进行再次生产利用，将其掩埋后也可通过自然条件进行降解，从而达到保护环境的目的。
通过下文中的参照附图所进行的描述部分，能够更好理解所有上述特征，其中所述附图示出了本实用新型的非限制性实施例，所述附图为图I为本实用新型的横截面示意图；图2为图I局部A的放大视图。
具体实施方式
本实用新型涉及一种环保型风力发电机舱罩的结构设计及其制造工艺，此种风力发电机舱罩的壳体结构如图I、图2所示，其中I为环保型机舱罩结构中天然纤维材料的表面玻璃钢(或玻璃纤维)保护层，2为所述环保型机舱罩中的天然纤维材料。上述环保型机舱罩主体结构或主要承载结构的材料为天然纤维材料2，所述天然纤维材料2可以是木本植物(如木材)，也可以是草本植物(如竹材)，但不限于以上两种材料。自然生长的木本植物，其主干纤维密度均匀，物理力学性能相差较小，可以直接按照设计要求的形状进行简单的机加工后即可得到制造机舱罩的原材料，如木材(桦木等)；而自然生长的草本植物，其主干是空心的，壁厚方向的纤维密度从内到外呈不均匀状态分布，其物理力学性能相差较大，该种天然纤维材料需要通过对原材进行切片取材和/或沿纤维方向进行疏解后，使用层积工艺和/或重组工艺按顺纤维方向经组合胶压而成的板、方材，如竹层积材和/或重组竹(统称为竹基复合材料)，其物理力学性能优良、质量稳定，能够完全符合机舱罩的设计性能要求。由于天然纤维材料2本身具有一定的刚度，将其铺设在模具上很难与略带曲面的模具表面完全贴合，故环保型机舱罩的生产工艺选择树脂真空导入工艺，其可以利用真空负压将天然纤维材料2贴合在模具表面。在使用树脂真空导入工艺将天然纤维材料2 (夹心层)和两侧的玻璃钢I保护层进行一体成型时，其基体材料采用防水性能良好的材料，可以选用但不限于环氧乙烯基树脂或饱和树脂；环保型风电机舱罩的主要成型步骤有I、将保护天然纤维材料的外层玻璃纤维I铺放在准备好的模腔内；2、将天然纤维材料2铺放在外层玻璃纤维I上；3、将保护天然纤维材料的内层玻璃纤维I铺放在天然纤维材料2表面；4、布置真空系统，并抽取真空，使真空压力保持在-0. 08--0. IMPa之间；5、导入基体材料并进行固化成型；6、产品脱模、修整、装配。与同型号的手糊玻璃钢机舱罩相比，环保型机舱罩不仅在保证原产品结构安全的同时，重量降低10%以上，而且由于环保型机舱罩的主体材料为天然纤维材料2，因此在机舱罩退役后，可以将天然纤维材料2进行回收再利用。回收后的天然纤维材料2可以用于生活、工业等应用或通过自然进行降解，在一定程度上缓解了自然环境的污染和对竹木等天然纤维材料原材的砍伐；同时从环保型机舱罩的整个产业链(原材的生长——天然纤维的材料加工——环保型机舱罩的制造——回收再利用)来看，将天然纤维材料2应用于机舱罩的生产制造，可使环保型机舱罩生产制造的整个产业链形成低碳排或负碳排的环保型产业链。
权利要求1.一种环保型风力发电机舱罩，其特征在于，所述机舱罩中含有天然纤维材料(2)。
2.如权利要求I所述的机舱罩，其特征在于，所述机舱罩的主体结构的材料为天然纤维材料⑵。
3.如权利要求2所述的机舱罩，其特征在于，所述机舱罩的主要承载结构的材料为天然纤维材料(2)。
4.如权利要求1-3之一所述的机舱罩，其特征在于，所述天然纤维材料(2)为木材或竹材。
5.如权利要求1-3之一所述的机舱罩，其特征在于，所述天然纤维材料(2)为竹材。
6.如权利要求1-3之一所述的机舱罩，其特征在于，所述天然纤维材料(2)为竹层积材或重组竹。
7.如权利要求1-3之一所述的机舱罩，其特征在于，所述天然纤维材料(2)的内外两侧有玻璃钢层(I)进行保护。
8.如权利要求1-3之一所述的机舱罩，其特征在于，进行所述机舱罩壳体成型的基体材料为环氧乙烯基树脂或饱和树脂。
9.如权利要求1-3之一所述的机舱罩，其特征在于，所述天然纤维材料(2)的含水率保持在1% -15%之间。
专利摘要本实用新型涉及一种环保型风力发电机舱罩，尤其是一种含有天然纤维材料(2)的机舱罩，包含了因此而设计的机舱罩壳体结构及其使用的生产制造工艺。本实用新型所涉及的机舱罩采用了天然纤维材料(2)和玻璃纤维(1)，这两种材料以一定的顺序和方式铺放，以达到满足承受机舱罩载荷强度的目的。
文档编号B29C70/36GK202468175SQ20112054567
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者张旺, 杜瑛卓, 陈宏凯 申请人:北京可汗之风科技有限公司