[发明专利]含金属接头的箱型梁复材件及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含金属接头的箱型梁复材件及其制法，特别是涉及一种复合材料箱型梁的设计与制造方法，可应用于风力发电机的翼片，尤指一种风力发电机翼片内部的箱型梁，而其箱型梁是以具箱型梁复材叠层的翼片结构所制成的箱型梁。

背景技术

按，因应现今能源的越来越缺乏，使得风力发电也越来越受重视，但风力发电的最重要的东西就是风力发电机翼片，原因在于没有风力发电机翼片则风力发电机根本无法转动，而风力发电机翼片的要求就是要重量轻、结构强度高，但在现有习知技术上，重量轻则强度弱，结构强度高则重量重，似乎无法两全，加上其重量重将会影响整体风力机组的性能，也会无形中增加负担，因此，翼片的制作实在是相当重要。尤其是箱型梁末端为搭接叶片转轴之处，承受极大的扭力，加上复合材料在铆钉周围承压能力不佳，因此一般需要一环形金属端件；然而，如何有效的将金属端件搭接于复材箱型梁上，实为一极大的挑战；无论是在尺寸精度上的要求，其搭接处的应力传递效果上皆很重要。传统技艺如图1所示，环型金属套管端件1以铆合和/或胶合的方式固定金属于复材箱型梁2上；然而，铆合处易造成复材件扩孔失效，而胶合处则常因尺寸精度度不佳，而形成胶合线孔隙而脱胶。

惟，现有习用的风力发电机翼片，其因为面积大、强度要高且重量要轻，且封闭式箱型梁或组合式箱型梁零件，制造困难度高且组合不易。

是以，针对上述现有习知结构所存在的问题点，如何开发一种更具理想实用性的创新结构，实消费者所殷切企盼，亦相关业者须努力研发突破的目标及方向。

有鉴于此，发明人本于多年从事相关产品的制造开发与设计经验，针对上述的目标，详加设计与审慎评估后，终得一确具实用性的本发明。

由此可见，上述现有的箱型梁在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的含金属接头的箱型梁复材件及其制法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的箱型梁存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的含金属接头的箱型梁复材件及其制法，能够改进一般现有的箱型梁，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的箱型梁存在的缺陷，而提供一种新型的含金属接头的箱型梁复材件及其制法，所要解决的技术问题是使其风力发电机的翼片轻，强度高，又要制作与组装容易，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种含金属接头的箱型梁复材件，其包括有：两具槽形复材梁，该槽形梁末端具有环形金属端件，该端件局部被包覆于纤维复合材料内，另一部分外露的局部金属环，以供上下槽形复材梁组合时，可以螺栓扣件锁固或螺栓扣件锁固加上胶合方式，将两个槽形复材梁末端结合成一箱型梁。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的含金属接头的箱型梁复材件，其中所述的槽形复材梁的槽形截面可以选自ㄇ型、Ω型、半圆形、半椭圆、半梯形或以上的组合。

前述的含金属接头的箱型梁复材件，其中所述的槽形复材梁含有两个突耳，可藉螺栓扣件锁固或胶合或螺栓扣件锁固加上胶合，结合成一箱型梁者。

前述的含金属接头的箱型梁复材件，其中所述的环形金属端件呈一封闭式槽形复材梁截面形状，沿槽形复材梁外形的部份，被包覆于纤维复合材料内，另一悬空的部分则外露，以供上下槽形复材梁末端连结固定之用。

前述的含金属接头的箱型梁复材件，其中所述的环形金属端件的待搭接面，设置有两个定位机构及供搭接用的预留孔位或螺座。

前述的含金属接头的箱型梁复材件，其中所述的纤维复合材料的纤维为连续性的长纤维，其选自玻璃纤维、碳纤维、克维拉纤维、硼纤维或以上的组合。

前述的含金属接头的箱型梁复材件，其中所述的纤维复合材料的基材，则选自环氧树脂或不饱和聚酯。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种具箱型梁复材叠层的翼片结构，包含有如权利要求1所述的一种含金属接头的箱型梁复材件，在其外侧搭接上、下翼形复材蒙皮而成，其中该箱型梁复材件可以湿式积层、封袋型抽真空树脂灌注成形或预浸料加压加热成形。