[发明专利]一种风力发电机叶片

说明书

技术领域

本发明属于风力发电设备制造领域，尤其与一种风力发电机叶片有关。

背景技术

叶片是风力发电机中最基础和最关键的部件，恶劣的环境和长期不停的运转，对叶片提出了严格的技术性能和质量要求：比重轻且具有最佳的疲劳强度和机械性能，能经受暴风等极端恶劣条件和随机负荷的考验；叶片的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲线都正常，传递给整个发电系统的负荷稳定性好；耐腐蚀、紫外线照射和雷击的性能好；发电成本较低，维护费用低。

为适应上述要求，叶片开始朝大型化和轻量化方向发展，叶片长度已超过了60米。从制造材料来分，叶片主要有木制叶片、布蒙皮叶片、钢梁玻璃纤维蒙皮叶片、铝合金等弦长挤压成型叶片、玻璃钢叶片、玻璃钢复合叶片和碳纤维复合叶片，木制叶片和布蒙皮叶片不易做成扭曲型，从强度上来说也只适合于微、小型风力发电机叶片；钢梁玻璃纤维蒙皮叶片蒙皮与钢梁接合面积小，固化强度低而容易脱落，造成运转过程危险性高；铝合金等弦长挤压成型叶片由于挤压工艺的限制无法制成从叶根至叶尖渐缩的叶片；目前大型风力发电机叶片最普遍采用玻璃纤维增强聚酯树脂叶片、玻璃纤维增强环氧树脂叶片和碳纤维增强环氧树脂叶片，但这些材料制成的叶片重量较重，导电性差导致防雷击性能差，对于超大型风力发电机叶片的发展仍然受到限制，并且碳纤维增强环氧树脂叶片造价昂贵，玻璃钢环氧树脂、碳纤维等材料主要从石油中提炼，在制造过程中污染大，原料来源会枯竭，又是不可再生。

发明内容

本发明的目的就是针对上述风力发电机叶片存在的问题，提供一种能解决这些问题的新型风力发电机叶片。为此，本发明采用以下技术方案：

一种风力发电机叶片，其特征是：其采用铸造铝合金铸造制成。

作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下附加技术方案：

所述的铸造铝合金最好是铝镁合金。

本发明叶片采用铸造铝合金铸造成型，具有以下有益效果：

1、刚度和屈服强度高，能降低叶片的厚度，从而能使整体重量比现有风力发电机叶片降低40％以上，能够提高叶片的转速，叶尖线速度能达到200m/s，适合于超大型叶片的制造；

2、制造铝合金可塑性强，适合于复杂形状的制造，使叶片形状能一次性铸造成型，形状一致性好，叶片内部结构可以根据需要灵活设计；

3、铸造铝合金导电性、散热性和耐腐蚀性都好，使叶片能防雷击、防老化、寿命长，能在温差大的恶劣环境下使用，并且不容易变形；

4、铸造铝合金原料矿藏丰富，叶片报废后材料可以回收利用，属于可循环资源，并且叶片铸造过程造成的环境污染小，有利于保护环境。

5、铸造铝合金价格相对较低，能大幅度降低叶片制造成本。

具体实施方式

实施例一：

本发明风力发电机叶片材料采用铸造铝合金中合金代号为ZL301的铝镁合金，采用成型模制造工艺，首先制造铸造模，内模使用砂芯，外模使用金属模或砂模。制造成型的叶片抗拉强度能达到280(MPa)，伸长率为10(％)，硬度达到60(N/mm²)。

实施例二：

本发明风力发电机叶片材料采用铸造铝合金中合金代号为ZL101的铝硅合金，采用成型模制造工艺，首先制造铸造模，内模使用金属模，外模使用金属模。制造成型的叶片抗拉强度能达到265(MPa)，伸长率为4(％)，硬度达到70N/mm²)。

实施例三：

本发明风力发电机叶片材料采用铸造铝合金中合金代号为ZL203的铝铜合金，采用成型模制造工艺，首先制造铸造模，内模使用砂芯，外模使用金属模或砂模。制造成型的叶片抗拉强度能达到225(MPa)，伸长率为3(％)，硬度达到70(N/mm²)。

实施例四：

本发明风力发电机叶片材料采用铸造铝合金中合金代号为ZL205A的铝铜合金，采用成型模制造工艺，首先制造铸造模，内模使用砂芯，外模使用砂模。制造成型的叶片抗拉强度能达到470(MPa)，伸长率为3(％)，硬度达到120(N/mm²)。

实施例五：

本发明风力发电机叶片材料采用铸造铝合金中合金代号为ZL402的铝锌合金，采用成型模制造工艺，首先制造铸造模，内模使用金属模，外模使用金属模。制造成型的叶片抗拉强度能达到235(MPa)，伸长率为4(％)，硬度达到70(N/mm²)。