[发明专利]一种芯材组合式复合材料风电叶片及其制造方法

说明书

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种芯材组合式复合材料风电叶片及其制造方法；包括内部呈空腔结构的叶片外壳，以及设置在空腔结构内的腹板；其中，叶片外壳包括若干个芯材、两个主梁、边缘梁、内蒙皮、外蒙皮和填充结构；芯材包括两端贯通的拉挤管，以及封堵住拉挤管两端开口的封孔板；两个主梁上下分布设置在叶片外壳的中间段；边缘梁设置在叶片外壳一侧的边缘；内蒙皮和外蒙皮之间形成间隔，主梁、芯材和边缘梁均与内蒙皮和外蒙皮贴合、并且在间隔内拼接；填充结构用于填充部件拼接的缝隙处。本发明提供了一种芯材组合式复合材料风电叶片及其制造方法，有效降低了风电叶片的重量，增加了风电叶片的结构强度。

技术领域

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种芯材组合式复合材料风电叶片及其制造方法。

背景技术

风能是一种优质的可再生能源，风电是可再生能源发展的重要领域，我国有着大量的岛屿、山区、草原和高原，这些地带风能资源丰富，加快风电项目的建设，对于我国的调整能源结构和转变经济发展方式具有重要意义。

随着对风力发电机对风能的利用率要求不断提高，风力发电机的叶片也逐渐加长。传统的风力发电机的叶片使用金属材料制造而成，其叶片随着长度的加长重量就会过重，不便于安装和使用，因此风电叶片的材料逐渐使用强度高但重量更轻的复合材料（比如玻纤、碳纤或碳玻混合等材料）来代替传统的金属材料。

现有的复合材料风电叶片的制造方法如下：先使用复合材料织物铺设成风电叶片的形状，并使用树脂浸润复合材料织物，之后再通过固化成型工艺形成风电叶片整体。其中树脂是重量最大的材料，上述的制造方法所做出的风电叶片各个侧壁都会被树脂完全浸透，因此制作出来的风电叶片重量还是会较重。同时，由于复合材料织物通常是平铺形状，通过铺设多层所形成的风电叶片面板容易发生弯折和变形，风电叶片的结构强度较差。

鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用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，提供一种芯材组合式复合材料风电叶片及其制造方法，有效降低了风电叶片的重量，增加了风电叶片的结构强度。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种芯材组合式复合材料风电叶片及其制造方法，解决现有复合材料风电叶片的结构由于浸润过多树脂导致的重量过重、以及风电叶片的结构强度较差的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种芯材组合式复合材料风电叶片，包括内部呈空腔结构的叶片外壳，以及沿竖直方向设置在所述空腔结构内的腹板；

其中，所述叶片外壳包括若干个芯材、两个主梁、边缘梁、内蒙皮、外蒙皮和填充结构；所述芯材包括两端贯通的拉挤管，以及封堵住所述拉挤管两端开口的封孔板；两个所述主梁均沿所述叶片外壳长度方向延伸，且上下分布设置在所述叶片外壳的中间段；所述边缘梁沿所述叶片外壳长度方向延伸，且设置在所述叶片外壳一侧的边缘；所述内蒙皮和所述外蒙皮之间形成沿所述叶片外壳长度方向延伸的间隔，所述主梁、所述芯材和所述边缘梁均与所述内蒙皮和所述外蒙皮贴合、并且在所述间隔内拼接；所述填充结构用于填充部件拼接的缝隙处。

进一步地，所述拉挤管的内部设置有轻质填充料。

进一步地，所述腹板设置两个，且相互平行并间隔地设置在所述叶片外壳的空腔结构内；其中一个所述腹板设置在所述主梁处。

进一步地，所述腹板的顶端和底端均设置弯折段，所述弯折段与所述叶片外壳的空腔结构侧壁贴合。

进一步地，所述弯折段向两个所述腹板之间的间隔方向延伸。

进一步地，所述拉挤管的截面形状设置成可拼接成蜂窝结构的多边形。

进一步地，所述拉挤管的截面形状设置成圆形或椭圆形。