CN201155423Y - 竹制复合材料风力发电机叶片 - Google Patents

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杜瑛卓
迈克尔·詹姆斯·普拉茨
黄伟兴
俞向东
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Abstract

本实用新型涉及一种风力发电设备使用的叶片，按照本实用新型提供的技术方案，所述叶片本体包括片状的上片与下片，在叶片本体的根部设有叶根，叶片本体的顶端为叶尖，叶片本体的中部为叶中，上片与下片通过合模粘结条粘合而成一体，并在上片与下片间形成空腔，在叶根和/或上片和/或下片内部填充有竹层积材，在叶片本体的叶片外边的底端边角处是叶根预成型部件。本实用新型制造成本低廉，生产周期短，有利于环保。

Description

竹制复合材料风力发电机叶片
技术领域
本实用新型涉及一种风力发电设备，尤其是指一种风力发电机竹制复合材料的叶片。
背景技术
目前，世界上绝大多数风力发电设备使用的叶片均采用以玻璃钢为主要结构体，但是对于长度超过30米的叶片，通常需要加入昂贵的碳纤维才能弥补材料刚度上的不足，这无疑增加了生产制造的成本，生产周期长，并且这种叶片制造过程中出现的废品以及使用后损坏的损毁品均不易于回收，随意丢弃必将造成环境污染，使得合理处置这些废品以及损毁品需要花费较大的人力和物力。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种制造成本低廉、生产周期短、有利于环保的竹制复合材料风力发电机叶片。
按照本实用新型提供的技术方案，所述叶片本体包括片状的上片与下片，在叶片本体的根部设有叶根，叶片本体的顶端为叶尖，叶片本体的中部为叶中，上片与下片通过合模粘结条粘合而成一体，并在上片与下片间形成空腔，在叶根和/或上片和/或下片内部填充有竹层积材，在叶片本体的叶片外边的底端边角处是叶根预成型部件。
所述竹层积材，即数十片竹片通过粘结材料粘结在一起，经过压实后，切割形成的长条状物体。
在叶根、上片和下片内部均填充有竹层积材。上片与下片均包括外玻璃钢层与内玻璃钢层，外玻璃钢层与内玻璃钢层之间为基体材料层，在对应于叶中处的基体材料层内填充有竹层积材，在叶中两侧的叶片外边与叶片内边的外玻璃钢层与内玻璃钢层之间以及竹层积材之间均为基体材料层。上片和下片及叶尖利用合模粘结条粘合成一体。
所述基体材料，在玻璃钢中，它的功能是把玻璃纤维粘合在一起。我们工艺中所用的基体材料即为环氧树脂与固化剂的混合，也可以简称基体树脂。
所述合模粘结条，即在上下两半叶片合模时，在两叶片粘结缝隙处，帖于内部的有一定宽度的部件，用于增强粘结处的强度。该部件预先按照粘结处的形状制造。
本实用新型制造成本低廉，生产周期短，有利于环保。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是本实用新型的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图所示：叶片本体包括片状的上片2与下片3，在叶片本体的根部设有叶根1，叶片本体的顶端为叶尖，叶片本体的中部为叶中，上片2与下片3通过合模粘结条10粘合而成一体并使其围成空腔4，在叶根1和/或上片2和/或下片3内部填充有竹层积材5，在叶片本体的叶片外边12的底端边角处是叶根预成型部件9。
在叶根1、上片2和下片3内部均填充有竹层积材5，上片2与下片3均包括外玻璃钢层6与内玻璃钢层7，外玻璃钢层6与内玻璃钢层7之间为基体材料层8，在位于叶中11位置的基体材料层8内填充有竹层积材5，在叶中11两侧的叶片外边12与叶片内边13的外玻璃钢层6与内玻璃钢层7之间以及竹层积材5之间均为基体材料层8，上片2和下片3及其叶尖14部分通过合模粘结条10粘合而成一体。
叶根1的曲率较大位置区域，预先分割成许多个部分来制造模具，利用模具生产出叶根预成型部件9，这些部件与其它铺层材料一起铺放于叶片的阴模内，然后一同灌输为一个整体。叶尖14部分也借助合模粘结条10粘合而成。
本实用新型由于外玻璃钢层6与内玻璃钢层7之间的基体材料层8中大量使用竹层积材5，即可大大减少了玻璃布的使用，其主要优势在于：
首先，采用我国优势资源毛竹作为原材料。在大型风力发电机叶片中，为了满足强度要求，除主要材料玻璃钢之外，还要加入碳纤维布。而碳纤维布不仅价格昂贵，而且供应量严重不足。使用毛竹作为叶片的主要结构体，加之合理的翼型设计，40米长以内的叶片完全可以避免使用碳纤维。
其次，降低成本。避免使用昂贵的碳纤维布，因此降低了原材料的成本。同时竹质叶片生产效率高、初始投资低，并且所需生产人员少。从长远看来，竹质叶片减少了树脂的使用，而树脂是石油的副产品，这就降低了产品价格随原油价格波动的风险。
再次，竹质叶片采用树脂灌输工艺，生产速度大约是玻璃钢叶片的两倍，而且需要更少的劳动力。
最后，有利于环保。竹质叶片产品中大约有50～80％的重量是天然材料(竹材)，对比于玻璃钢叶片，更加利于降解。

Claims (4)

1、一种竹制复合材料风力发电机叶片，包括片状的上片(2)与下片(3)构成的叶片本体，其中叶片本体的根部设有叶根(1)，叶片本体的顶端为叶尖(14)，叶片本体的中部为叶中(11)，上片(2)与下片(3)通过合模粘结条(10)粘合而成一体，并在上片(2)与下片(3)间形成空腔(4)，其特征是：在叶根(1)和/或上片(2)和/或下片(3)内部填充有竹层积材(5)，在叶片本体的叶片外边(12)的底端边角处是叶根预成型部件(9)。
2、如权利要求1所述的竹制复合材料风力发电机叶片，其特征是：在叶根(1)、上片(2)和下片(3)内部均填充有竹层积材(5)。
3、如权利要求1所述的竹制复合材料风力发电机叶片，其特征是：上片(2)与下片(3)均包括外玻璃钢层(6)与内玻璃钢层(7)，外玻璃钢层(6)与内玻璃钢层(7)之间为基体材料层(8)，在对应于叶中(11)处的基体材料层(8)内填充有竹层积材(5)，在叶中(11)两侧的叶片外边(12)与叶片内边(13)的外玻璃钢层(6)与内玻璃钢层(7)之间以及竹层积材(5)之间均为基体材料层(8)。
4、如权利要求1所述的竹制复合材料风力发电机叶片，其特征是：上片(2)和下片(3)及叶尖(14)利用合模粘结条(10)粘合成一体。
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