[實(shí)用新型]一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220367841.2
• 申請(qǐng)日: 2012-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202811193U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊小兵;龍國(guó)榮;卞志勇;李秀平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東泰山瑞豹復(fù)合材料有限公司;泰山體育產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F03D3/06
• 分類(lèi)號(hào): F03D3/06
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 張貴賓

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片。?

背景技術(shù)

目前垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片一般用碳纖維、玻璃纖維等高強(qiáng)纖維增強(qiáng)的樹(shù)脂基復(fù)合材料代替原來(lái)的金屬材料制備。與金屬材料相比，纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料具有密度低、耐腐蝕性能優(yōu)異、比強(qiáng)度、比模量高等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但復(fù)合材料也存在著許多缺點(diǎn)，即由于復(fù)合材料的表面硬度較低，不耐劃傷，葉片在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，不斷受到風(fēng)沙、硬物的撞擊、摩擦，容易在葉片表面留下很深的凹痕，嚴(yán)重影響葉片的氣動(dòng)性能。?

此外，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，其迎風(fēng)面與背風(fēng)面處于不斷的交替變化中，因此需要葉片具有良好的剛度與阻尼性能。良好的剛度保證葉片不發(fā)生大的形變，提高發(fā)電效率；高的阻尼性能可以減低否則會(huì)有很大的噪聲，對(duì)周?chē)h(huán)境造成很大影響。?

因此需要設(shè)計(jì)一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片結(jié)構(gòu)，在保留原復(fù)合材料優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提高復(fù)合材料車(chē)架管材的表面硬度、整體剛度與阻尼性能。?

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，在保持復(fù)合材料輕質(zhì)、高強(qiáng)等特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提高復(fù)合材料車(chē)架管材的表面硬度、整體剛度與阻尼性能。?

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過(guò)以下手段實(shí)現(xiàn)的：?

一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，其特征是：包括有三層結(jié)構(gòu)，外層是一層金屬層，中間層是梯度復(fù)合材料層，內(nèi)部為低密度泡沫夾芯材料層。

所述的金屬層為鋁合金、鈦合金、鋼或其他金屬材料；所述的低密度泡沫夾芯材料層包括但不限于聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、苯乙烯泡沫或聚氯乙烯泡沫；所述的梯度復(fù)合材料層包括增強(qiáng)纖維與基體樹(shù)脂，所述的增強(qiáng)纖維為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維或其它纖維中的一種或一種以上，所述的基體樹(shù)脂為熱固性樹(shù)脂與彈性體樹(shù)脂的共混體系，在靠近金屬層的一側(cè)，為纖維增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂復(fù)合材料，在靠近夾芯材料的一側(cè)，為纖維增強(qiáng)彈性體樹(shù)脂復(fù)合材料，兩者之間為過(guò)渡部分，熱固性樹(shù)脂與彈性體樹(shù)脂的含量成梯度變化。?

所述的熱固性樹(shù)脂為不飽和樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂或其它樹(shù)脂中的一種或一種以上；所述的彈性體樹(shù)脂為聚氨酯彈性體、苯乙烯類(lèi)彈性體、烯烴類(lèi)彈性體或其他彈性體材料中的一種或一種以上。?

所述的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的制備方法，其特征是：先在模具中成型梯度復(fù)合材料層，然后通過(guò)熔融噴涂、電鍍、電鑄或其它工藝在梯度復(fù)合材料層表面形成金屬層的方法制作或采用在模具表面先制作一層金屬層，然后再在該層的基礎(chǔ)上成型梯度復(fù)合材料層的方法制作；內(nèi)部的泡沫夾芯材料在梯度復(fù)合材料層成型后通過(guò)直接在內(nèi)部發(fā)泡獲得，或通過(guò)將泡沫材料加工成所需的形狀，用膠粘劑將泡沫夾芯材料與梯度復(fù)合材料層進(jìn)行粘接；梯度復(fù)合材料層的制作步驟是：按照不同配比，將熱固性樹(shù)脂與彈性體樹(shù)脂進(jìn)行共混，制備成樹(shù)脂膠液，在纖維布表面涂敷所配制的樹(shù)脂膠液，每一層或幾層對(duì)應(yīng)不同的配比，然后按照順序鋪敷在模具上，使樹(shù)脂膠液配比呈現(xiàn)梯度變化，然后采用熱壓、吹脹、拉擠等工藝進(jìn)行成型；在成型過(guò)程中，樹(shù)脂膠液會(huì)發(fā)生在一定范圍內(nèi)的相互流動(dòng)，從而制得成份呈現(xiàn)連續(xù)梯度變化的復(fù)合材料。?

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型的一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，其最外層為金屬層，具有較高的硬度，可耐劃傷以及承受硬物的撞擊。中間為梯度復(fù)合材料層，熱固性復(fù)合材料提供良好的剛度與強(qiáng)度，彈性體復(fù)合材料提供了優(yōu)異的阻尼性能，而連續(xù)梯度變化的組分可以避免熱固性與彈性體復(fù)合材料的界面應(yīng)力。內(nèi)部的低密度多孔泡沫夾芯與復(fù)合材料層一起形成夾芯結(jié)構(gòu)，在受到外部載荷作用時(shí)，兩者會(huì)發(fā)生剪切作用，進(jìn)一步提高了剛度。此外，泡沫材料的多孔結(jié)構(gòu)可以吸收因突然受到?jīng)_擊、震動(dòng)作用而施加到葉片上的載荷，保障葉片運(yùn)行的安全可靠性。?

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。?

圖1為本實(shí)用新型一種垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的截面示意圖；?

圖中：1外層金屬層，2梯度復(fù)合材料層，3低密度泡沫夾芯材料層。

具體實(shí)施方式