[发明专利]风力发电机、叶片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电设备，特别是涉及一种风力发电机及其叶片。 

背景技术

随着能源危机的出现和人们对环保的要求，许多国家、机构和人员都对新的能源给予越来越多的重视。其中，风力作为一种清洁的能源正在被广泛利用。 

风力发电机即是一种将风能转化为电能的转换装置。现有技术风力发电机一般包括叶片和与其相连的发电装置。所述叶片在风力作用下旋转，发电装置则将叶片旋转产生的动能转换为电能。 

作为风力发电机最重要部件之一的叶片，其结构、材料等设计直接影响风力发电机的发电效率。除在空气动力学的角度上对叶片进行研究以提高其效能外，也在叶片的结构、制造工艺进行长期的改进，以实现更高的强度和更轻的重量、以及更低的成本。 

例如，现有技术一种叶片为实现较高强度，采用实心金属材料制成，但是，这种叶片重量过大成本较高。为减轻重量，另一种现有技术是叶片采用复合材料并且采用空腔结构或在空腔内布置加强筋的结构，但采用这样的设计后，叶片的刚性和强度仍难以得到保证。因为叶片一般为扁平结构，而且是在一个十分宽广的风速下工作，比如小到不到3米/秒风速就要启动，大到能够承受60米/秒飓风，在承受高风压时，现有采用空腔结构的叶片容易折断或弯折。 

目前，人们仍然在为实现既强度刚性好又能在各种风速下工作、且重量轻成本低的叶片而不断地进行各种尝试。 

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种风力发电机、叶片及其制造方法，在有效减轻风力发电机叶片重量的同时，可有效保证叶片具有较高的刚性和强度。 

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种风力发电机叶片，所述叶片包括：相对设置的迎风面体和背风面体，所述迎风面体和背风面体构成腔体结构；位于所述腔体内并支撑所述迎风面体和背风面体的腔体间隔支架；将所述腔体间隔支架、迎风面体以及背风面体粘合固定的粘合体；所述粘合体是弹性纤维和环氧树脂的组合物、或弹性纤维和不饱和树脂的组合物，粘合体平铺于所述间隔支架两侧，并高于所述间隔支架，与所述间隔支架一起支撑所述迎风面体和背风面体。 

较优实施方式中，所述间隔支架是弹性空心管材。 

较优实施方式中，所述弹性空心管材的材料是下列材料之一或其组合：纸、金属、塑料、布或其他适合材料，并且所述空心管材经过环氧树脂或不饱和树脂浸泡。 

较优实施方式中，所述间隔支架是条状弹性纤维体。 

较优实施方式中，所述支架包括一条弹性纤维体、两条或多条弹性纤维体，所述两条或多条条状弹性纤维体在所述腔体横断截面内均匀布置，并分别支撑所述迎风面体和背风面体，所述弹性纤维体是下列材料之一或其组合：玻璃纤维、棕纤维，并且所述弹性纤维体经过环氧树脂或不饱和树脂浸泡。 

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种风力发电机，包括叶片，所述叶片包括：相对设置的迎风面体和背风面体，所述迎风面体和背风面体构成腔体结构；位于所述腔体内并支撑所述迎风面体和背风面体的腔体间隔支架；将所述腔体间隔支架、迎风面体以及背风面体粘合固定的粘合体；所述粘合体是弹性纤维和环氧树脂的组合物、或弹性纤维和不饱和树脂的组合物，粘合体平铺于所述间隔支架两侧，并高于所述间隔支架，与所述间隔支架一起支撑所述迎风面体和背风面体。 

为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种风力发电机叶片的制造方法，包括步骤：将间隔支架放置于叶片迎风面体或背风面体上；将弹性纤维与粘结剂的组合物平铺于所述间隔支架两侧，并高于所述间隔支架；将上述迎风面体和背风面体中未放置间隔支架的一件按叶形要求覆于所述间隔支架之上，并压实；固定所述迎风面体和背风面体。 

较优实施方式中，所述弹性纤维是玻璃钢纤维布，所述粘结剂是环氧树脂或不饱和树脂；所述支架是空心管材或条状弹性纤维体，所述空心管材的材料是下列材料之一或其组合：纸、金属、塑料、布或其他适合材料；所述弹性纤维体是下列材料之一或其组合：玻璃纤维、棕纤维；并且所述支架经过环氧树脂或不饱和树脂浸泡。