[实用新型]一种风力发电机的风轮叶片

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，具体涉及一种用于风力发电机的风轮叶片。

背景技术

风轮叶片是风力发电机的重要组成部分。对于风轮叶片的制作而言，由于传统的手糊工艺效率低，成品质量不稳定，且对操作人员的熟练程度以及环境条件依赖较高，因此国内外风轮叶片生产商普遍采用真空吸注工艺，将树脂混合物吸注进入玻璃纤维铺层以制作风轮叶片。

所述真空吸注工艺是指利用真空将树脂混合物导入干的增强纤维，在纤维层的一端抽真空形成负压，树脂从另一端开始灌注的叶片生产工艺。

请参见图1，图1为现有技术中风轮叶片加工装置一种设置方式的结构示意图。

如图1所示，采用真空吸注工艺制作风轮叶片的过程一般为：

在特定风轮叶片模具001中铺设用于成品脱模的脱模布002后，将玻璃纤维铺层003按照要求铺设在脱模布002上；然后，在玻璃纤维铺层003的表面依次铺设脱模布002、控制流速的隔离膜004、用于引导树脂混合物流动的导流网005和密封模具的密封膜006；其中，脱模布002具有一定渗透率，隔离膜004和导流网005具有特定的渗透孔，密封膜006与模具001相贴合，以构成密封腔体；同时，分别将输送树脂混合物007的注胶管008和连接真空泵010的真空管009插入密封膜006；进而在开启真空泵010抽真空后，树脂混合物007在真空负压的作用下依次渗透导流网005、隔离膜004和脱模布002后进入到玻璃纤维铺层003中，经过固化后形成所需的风轮叶片。

当然，还可以采用预浸料工艺制作风轮叶片：预浸料工艺指的是直接将预固化材料铺放在叶片模具中，然后加热使其达到完全固化状态来制造风轮叶片的加工工艺。其中，预固化材料是指纤维束或纤维布经过树脂浸润后形成的均匀预固化材料。

请参考图2和图3，图2为现有技术叶片的翼型截面壳体的外蒙皮、夹芯材料和内蒙皮结构示意图；图3为现有技术叶片的翼型截面外蒙皮结构示意图。

风力发电机组的风轮叶片（以下简称叶片）具有壳体，壳体包括玻璃纤维布，现有技术中的壳体一般包括由外向内依次层叠铺设的外蒙皮01、夹芯材料02和内蒙皮03。其中，外蒙皮01一般由数层玻璃纤维布011组成，如图3中所示；内蒙皮03的结构与外蒙皮01相类似，也可以采用多层玻璃纤维布011铺设而成；夹芯材料02填充在外蒙皮01和内蒙皮03之间，以增强叶片的结构刚度，防止局部失稳，提高整个风轮叶片的抗载荷能力，现有的夹芯材料一般包括PVC泡沫夹芯材料、PMI夹芯材料等。

通常，在外蒙皮01的外部还设有保护层（图2中未显示），保护层为涂料和保护膜，涂、贴在外蒙皮01的表面。

请参考图4和图5，图4为现有技术叶片的前缘加强层结构示意图；图5为图4中前缘加强层的局部放大示意图。

在叶片合模后，需进行叶片前缘04和尾缘05加强（此处并未显示尾缘加强层），即在叶片前缘和尾缘吸注或手糊玻璃纤维布06，可以在一定程度上提高叶片前缘04和尾缘05的抗磨蚀性能，还可以增强叶片合模的可靠性。

需要说明的是，本文中所述的内外和前后均以风轮叶片为参照，靠近风轮叶片中心的一侧为内，相应地，远离其中心的一侧为外；整个翼型的头端为叶片的前缘，相应地，与前缘相对的一端为其尾缘，尾缘即为翼型的尾端。在无特别说明的情况下，本文中均采用上述定义来界定内外和前后。

在我国，风力发电机组一般位于高寒、沿海地区，虽然采用上述工艺制作的现有的风轮叶片具有一定的强度和柔韧度，但由于天气寒冷，叶片经常出现结冰的现象。这就导致叶片的性能及机组的输出功率达不到设计要求，叶片的结冰也会影响风力发电机组的气动性能和运行安全，给风力发电机组带来极大危害。

对于解决风轮叶片结冰问题，现阶段大多数的研究都集中在结冰的形成过程及结冰后翼型的数值模拟和性能预测。同时，也有公司对叶片防结冰采取物理方法，如在风轮叶片内腔、叶片根部位置或叶片展向处布置热风输送管，通过热风输送管对内腔输入热空气来提高叶片表面温度，从而解决叶片表面的结冰问题。也有公司通过疏水性涂料来改善叶片表面的覆冰状况。但以上这些叶片防结冰方式都是被动除冰，在叶片结冰后才进行去除，不能起到预防作用，除冰能力有限。

因此，如何设计一种风轮叶片，以主动防止其叶片表面结冰，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型解决的问题在于提供一种风力发电机的风轮叶片，可实现叶片表面主动防冰，能解决叶片结冰带来的风力发电机组性能下降及安全性低的问题。