[發明專利]不同鑄造鋁合金制成的風電機葉片

有效

• 申請號: 200910101960.6
• 申請日: 2009-08-21
• 公開（公告）號: CN101994642A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 石孟成
• 申請（專利權）人: 浙江恒通機械有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所 33206
• 代理人: 戴曉翔

技術領域

本發明屬于風力發電設備零部件領域，尤其與一種不同鑄造鋁合金制成的風電機葉片有關。

背景技術

葉片是風力發電機中最基礎和最關鍵的部件，目前世界風力發電進一步向大功率、長葉片方向發展，葉片單體長度已達到了60米以上。葉片所處的惡劣環境和長期不停的運轉，對葉片提出了嚴格的技術性能和質量要求：比重輕且具有最佳的疲勞強度和機械性能，能經受暴風等極端惡劣條件和隨機負荷的考驗；葉片的彈性、旋轉時的慣性及其振動頻率特性曲線都正常，傳遞給整個發電系統的負荷穩定性好；耐腐蝕、紫外線照射和雷擊的性能好；發電成本較低，維護費用低。

為適應上述要求，葉片的制造材料從木制葉片、布蒙皮葉片等發展到了目前大型風力發電機葉片普遍采用玻璃纖維增強聚酯樹脂葉片、玻璃纖維增強環氧樹脂葉片和碳纖維增強環氧樹脂葉片，但這些材料制成的葉片重量較重，導電性差導致防雷擊性能差，對于超大型風力發電機葉片的發展仍然受到限制，并且碳纖維增強環氧樹脂葉片造價昂貴，玻璃鋼環氧樹脂、碳纖維等材料在原料制造過程中污染大，原料來源不可再生。為解決這些問題，本發明人提出了葉片采用鑄造鋁合金鑄造制成的方法制造，鑄造鋁合金主要分為鋁鎂合金、鋁銅合金、鋁硅合金和鋁鋅合金，不同合金成分的鑄造鋁合金的性能特性不同，而葉片從葉根至葉尖各部分運轉特點不同導致各部分受力、膨脹等等也不同，如果采用單一鑄造鋁合金材料，對于長葉片就會影響葉片的運轉性能。

發明內容

本發明的目的就是針對上述風力發電機葉片存在的問題，提供一種能解決這些問題的新型風電機葉片。為此，本發明采用以下技術方案：

不同鑄造鋁合金制成的風電機葉片，采用鑄造鋁合金鑄造制成，其特征是：所述的風電機葉片從葉根至葉尖依次分成至少兩部分，每一部分的鑄造鋁合金成分不同，相鄰兩部分之間形成構成該兩部分的鑄造鋁合金的熔合區。

作為對上述技術方案的補充和完善，本發明還包括以下附加技術方案：

所述的風電機葉片分成葉根、葉肚、葉尖三部分，葉根采用鋁銅合金，使葉根具有較高的抗拉強度和柔性，能夠承受較大的扭力和延伸力；葉肚采用鋁硅合金，具有較高的彎曲強度，使其不容易彎折斷裂；葉尖采用鋁鎂合金，具有較高的柔性，使其具有減震和吸震作用，避免產生共振，能夠對颶風的瞬間襲擊起緩沖作用；葉根與葉肚之間形成鋁銅合金和鋁硅合金熔合的第一熔合區，葉肚與葉尖之間形成鋁硅合金和鋁鎂合金熔合的第二熔合區。

本發明葉片具有以下有益效果：通過將葉片依次分成多個部分，每一部分采用不同的鑄造鋁合金，使葉片各部分具有了不同的性能，能夠更好的滿足長葉片運轉需要；能夠減小葉肚的橫截面積，則在同等重量下可以加長葉片長度，從而能減小風電機對最小風速的要求，增加年可發電時間，加大了投資產出率，還可以使葉片變漿性能提高，從而提高安全系數。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細描述。

如圖1所示，本發明葉片分成葉根1、葉肚2、葉尖3三部分，葉根1采用鋁銅合金，葉肚2采用鋁硅合金，葉尖3采用鋁鎂合金，葉根1和葉肚2之間形成鋁銅合金和鋁硅合金的第一熔合區4，葉肚2和葉尖3之間形成鋁硅合金和鋁鎂合金的第二熔合區5。