[實用新型]一種復合材料風力機葉片

有效

• 申請號: 201520070277.1
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN204572349U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 許曉燕;顏鴻斌;黃汝超
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本實用新型涉及一種復合材料風力機葉片,屬于風力機葉片技術領域。

背景技術

由于一次性能源(石油、煤炭等)越來越短缺，可再生性能源的開發利用成為人類的共識，受到各國的極大關注。其中，風能是目前最有商業開發價值的一種再生性能源，必將成為我國能源開發利用的一個重點。

風力發電是把分散的風能收集起來做機械功，再轉化為電能，從而可被人類直接利用。葉片在風力發電機中占有舉足輕重的地位。葉片的設計和制造質量水平，是風力發電系統的關鍵技術和技術水平代表。通過風力發電機葉片，單位能量密度比較低的風能可以集中起來形成強大的旋轉機械功，再帶動電機，產生風電。由于空氣的密度很小，風力發電機葉片必須要有足夠大的表面面積，才可能產生風電的規模效益。因此，風力發電機的葉片通常都是很長、面積龐大。隨著風力發電機向大功率和/或低速風場方向發展，葉片尺寸的不斷增大，葉片受到的載荷隨之增大，如何降低葉片的自重，同時保證葉片在強風場中也具有足夠的剛度、強度尤其是抗疲勞強度、以及穩定性，是葉片設計與制造面臨的關鍵問題所在。

查閱國內外相關專利技術，目前，專利(申請號:CN101749173、CN102465826A、CN?101539116A、CN?101526070A、US2010104447和US7758313B2)主要涉及碳纖維在大梁上應用的成型工藝，其中CN101749173具體介紹了一種主梁結構形式，與本實用新型不同,US2010104447提及到了碳纖維和玻璃纖維混雜，但未見具體碳纖維、玻璃纖維混雜的實施方法，并未涉及碳纖維、玻璃纖維混雜的風力機葉片前后緣輔梁設計的報道。

為了提高風力機葉片的承載能力，在葉片主梁區域增加碳纖維以提高其揮舞方向性能，實際中，純用碳纖維制作風力機葉片大梁，碳纖維用量很高，綜合成本然較高，同時較厚的純碳纖維增強風力機葉片大梁對灌注工藝要求較高，生產過程中廢品率高；同時揮舞性能提高的同時如何提高擺陣性能也不容忽視，因此，如何提高擺陣剛度、如何降低主梁碳纖維灌注工藝技術難度、以及如何在葉片設計中優化利用碳纖維，用較低成本換來較大的效益，是需要研究的。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：為克服現有技術的不足，提供一種復合材料風力機葉片，以提高葉片在擺陣方向的強剛度。

本實用新型的技術解決方案是：

一種復合材料風力機葉片，包括上下殼體、前后緣輔梁、上下主梁、芯材，其中上下殼體為夾層結構，包括內表面和外表面蒙皮、位于蒙皮中間的芯材以及位于芯材同一鋪層上的上下主梁；上下主梁連線通過殼體截面的剪切中心，連接上下主梁設有腹板，前后緣輔梁內嵌于上下殼體的內表面蒙皮，前后緣輔梁和上下主梁之間由加強帶連接，葉片兩端為葉根及葉尖。

所述上下主梁由碳纖維和玻纖材料鋪層按厚度比例為1/4-2/1構成。

所述上下主梁從葉根至葉尖寬度逐漸變窄。

前后緣輔梁區域可從葉根到葉尖全長，或其中局部的一段區域。

前后緣輔梁區域的厚度從葉根到葉尖方向上遞減，或呈周期性的增、減。

加強帶的厚度不大于前后緣輔梁厚度。

本實用新型的有益效果：

(1)本實用新型在揮舞和擺陣方向同時提高了葉片的強度和剛度，同時隨形鋪設在葉片上下殼體內加強帶，使上下主梁和前后緣輔梁構成一個統一的整體，抗彎抗扭性能進一步提高。

(2)本實用新型主梁采用一定的碳纖維和玻纖材料厚度比例間隔鋪層，在工藝上降低了較厚的純碳纖維增強風力機葉片大梁對灌注工藝難度，提高了生產過程中合格率。

(3)本實用新型設計性風力機價比高、實用性強、適用性廣。

附圖說明

圖1為本實用新型的葉片結構示意圖；

圖2為本實用新型葉片結構X-X剖面示意圖；

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進行詳細敘述。