专利名称：使用片状模塑料的风力发电机叶片的制作方法
技术领域：
使用片状模塑料的风力发电机叶片技术领域[0001]本实用新型涉及一种风力发电装置的转子叶片，尤其涉及一种使用片状模塑料的风力发电装置的转子叶片。
背景技术：
[0002]目前的风力发电领域，主要分为两大领域:并网发电和离网发电。前者主要指集中发电的大型风力发电场，多采用大型兆瓦级机组，叶片材料也是使用玻璃纤维增强塑料。叶片的成型工艺分为湿法浸溃和预浸料热压两种。离网型风力发电多是单独应用的小型机组，多应用于岛屿、牧场、船舶或偏远地带作为电网的适当补充。目前离网型分机叶片多采用铸铝、增强尼龙等材料，但一般而言叶片长度不超过3米，超过后生产成本直线上升。[0003]现有技术中如果采用湿法浸溃制作风力发电叶片，需要在模具上逐层铺覆玻璃纤维/玻璃纤维碳纤维混杂多轴向织物，再在其上部分别铺覆渗透层、导流层等，铺覆完成后使用真空薄膜包覆，形成一个密闭的真空腔；检查真空情况，确认后利用真空将预先按照比例配好的树脂抽入该真空腔，沿着预先铺好的导胶管，导流层，渗透层逐步将纤维浸润并浸溃，在完全浸溃后视所用树脂的种类及固化系统的要求，加热至一定的温度，使树脂固化，待固化完全后即可脱模，整个流程时间约需8-12小时。[0004]现有技术中的预浸料热压制作风力发电叶片，与湿法浸溃类似，区别在于在模具上铺覆的不是单纯的纤维织物，而是已经涂上了树脂的预浸溃织物，铺覆完毕后上部改铺脱模布和吸胶层，同样是在一定的真空压力下升温加热固化。整个操作流程约6-10小时。[0005]上述的叶片生产工艺中，需要大量使用熟练的人工去铺覆纤维织物，织物铺覆状态的好坏与缺陷率直接影响着叶片的缺陷率，至于预浸溃纤维织物，因为含有树脂的关系，对铺覆工的要求更高。此外，逐层铺覆织物，叶片的长度多为30-40米以上，耗费的时间也非常可观。直接的纤维织物浸溃树脂产生的纤维增强塑料，其强度非常好，为典型的高比强度材料，然叶片的气动力学关系，要求叶片在使用中气动外形即型面的保持性要求很高，从材料的角度讲需要很高的刚性或者模量，故在实际的产品设计时，均设计为夹层结构，使用巴沙木或者PVC泡沫来作为夹芯材料。而这两种材料的设计使用，对国内的叶片生产商来讲非常不利。巴沙木是天然木材，产于南美的亚马孙雨林，供应逐年偏紧泡沫也是如此，主要的供应商全球就两家，随着中国风力发电市场的兴起泡沫的价格在短期内都是倍数关系疯长。[0006]因此急需要一种 新结构的风力发电机叶片代替现有技术中大量使用巴沙木或PVC泡沫的风力发电机叶片。实用新型内容[0007]为了克服现有技术中所存在的缺陷，本实用新型公开一种新结构的风力发电机叶片代替现有技术中大量使用巴沙木或PVC泡沫的风力发电机叶片。[0008]为实现上述实用新型目的，本实用新型公开一种风力发电机叶片，其特征在于，该叶片包括结构层和填充层，该结构层采用片状模塑料，该填充层采用轻质材料。[0009]更进一步地，该结构层为三层复合结构，第一层是片状模塑料，第二层是蜂窝芯材，第三层是第一层是片状模塑料。[0010]更进一步地，该蜂窝芯材由塑料组成。[0011 ] 更进一步地，该蜂窝芯材由结构泡沫组成。[0012]更进一步地，该轻质材料的比重范围为1.1到1.3。[0013]与现有技术相比较，本实用新型所公开的风力发电机叶片，能满足风力发电叶片所需要的强度和刚性，能替代现有技术中大量使用巴沙木或PVC泡沫的风力发电机叶片。
[0014]关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及所附图式得到进一步的了解。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。以下附图并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。[0015]图1是现有技术中的风力发电机叶片；[0016]图2是本实用新型所涉及的风力发电机叶片剖面图；[0017]图3是本实用新型所涉及的风力发电机叶片剖面局部放大图。
具体实施方式
[0018]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，
以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。[0019]本实用新型公开一种风力发电机叶片，该叶片包括结构层和填充层，所述结构层采用片状模塑料，所述填充层采用轻质材料。[0020]图2是本实用新型所涉及的风力发电机叶片剖面图，如图2中所示。该叶片100由至少两种材料组成。其中该叶片100的表层材料对整个叶片而言至关重要。风力发电机叶片结构设计的目的是要通过空气动力学分析，充分利用复合材料的性能，使大型叶片以最小的质量获得最大的扫风面积，从而使叶片具有更高的捕风能力。叶片100的表层102采用片状模塑料构成。[0021]片状模塑料(Sheet molding compound,简称SMC),其主要原料由SMC专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂，填料及各种助剂组成。片状模塑料具有优越的电气性能，耐腐蚀性能，质轻及工程设计容易、灵活等优点，其机械性能可以与部分金属材料相媲美。在小型风力发电叶片中(不超过3米)，表层材料使用普通片状模塑料已经可以满足对叶片的硬度和刚性的需求，但是在大型风力发电叶片中，表层材料必须使用特殊的片状模塑料结构。该特殊结构层为三层复合结构，第一层是片状模塑料，第二层是蜂窝芯材，第三层是第一层是片状模塑料。[0022]图3是本实用新型所涉及的风力发电机叶片剖面局部放大图。如图3中所示，该表层结构为一三明治式结构，即在上下两层片状模塑料110之间是一蜂窝芯材111。该蜂窝芯材111的密度低于上下两层片状模塑料110，因此使该叶片的整体重量大大降低。同时也降低了由于叶片自重过大所导致的易毁坏的风险。该蜂窝芯材111的材质可以为塑料，优选为结构泡沫。[0023]该风力发电机叶片的填充层采用轻质材料101，其中我们实验数据表明，当该轻质材料101的比重范围在1.1到1.3之间时，该轻质材料101与表层102的融合性最佳。该叶片的整体的硬度及刚性最强，使大型叶片以最小的质量获得最大的扫风面积，从而使叶片具有更闻的捕风能力。[0024]本实用新型所提供的叶片能满足风力发电叶片所需要的强度和刚性，能替代现有技术中大量使用巴沙木或PVC泡沫的风力发电机叶片。[0025]本说明书中所述的只是本实用新型的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型的限制。凡本领域技术人员依本实用新型的构思通过逻辑分析、推理或者有 限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的范围之内。
权利要求1.一种风力发电机叶片，其特征在于，所述叶片包括结构层和填充层，所述结构层采用片状模塑料，所述填充层采用轻质材料。
2.一种如权利要求1所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述结构层为三层复合结构，第一层是片状模塑料，第二层是蜂窝芯材，第三层是是片状模塑料。
3.—种如权利要求2所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述蜂窝芯材由塑料组成。
4.一种如权利要求2所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述蜂窝芯材由结构泡沫组成。
5.一种如权利要求1所述的风力发电机叶片，其特征在于，所述轻质材料的比重范围为 1.1 到 1.3。
专利摘要本实用新型提供一种风力发电机叶片，该叶片包括结构层和填充层，所述结构层采用片状模塑料，所述填充层采用轻质材料。该新型结构的风力发电机叶片代替现有技术中大量使用巴沙木或PVC泡沫的风力发电机叶片。
文档编号F03D1/06GK203114512SQ20132009604
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者胡志荣 申请人:律通复合材料(上海)有限公司