專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電是全球投資熱點(diǎn)之一，各個(gè)國家都在大力推進(jìn)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，我 國也推出了許多相關(guān)的政策來鼓勵(lì)發(fā)展風(fēng)力發(fā)電，并且規(guī)劃在2050年風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量 達(dá)到4億千瓦，成為第二大主力發(fā)電電源。我國目前最大的風(fēng)力發(fā)電集團(tuán)，裝機(jī)容量已經(jīng)突 破260萬千瓦。如何提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率，保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組安全平穩(wěn)運(yùn)行是一 個(gè)重大課題。 現(xiàn)在工業(yè)上常用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是水平軸式的，其基本原理是利用葉片把風(fēng)能轉(zhuǎn)
化成機(jī)械能，在發(fā)電機(jī)中把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能輸出；其中葉片的設(shè)計(jì)是風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)中最有難
度和最為核心的技術(shù)。應(yīng)用了變槳系統(tǒng)和偏航系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，能夠通過系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)
節(jié)使得葉片具有最大的升阻比，從而使得風(fēng)機(jī)具有最大的效率。由流體力學(xué)的邊界層理論
來分析葉片的受力情況，當(dāng)葉片表面是光滑時(shí)，其工作時(shí)擁有最大的升阻比，當(dāng)葉片表面不
是光滑的曲面時(shí)，其工作時(shí)升阻比會(huì)下降，從而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的效率下降。 現(xiàn)代大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片長(zhǎng)期暴露在沒有保護(hù)的環(huán)境之中，特別容易受到空
氣中的油污或者其他粘性物質(zhì)的污染，一旦污染源點(diǎn)建立，污染物質(zhì)會(huì)迅速堆積成長(zhǎng)從而
增大葉片的粗糙度，降低機(jī)組的效率，另外也會(huì)對(duì)葉片造成腐蝕，影響到葉片的機(jī)械強(qiáng)度和壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決的問題在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片，該葉片能夠阻止和分解 葉片表面上的污染源，保持葉片表面是光滑的曲面，提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了機(jī) 組運(yùn)行壽命。 本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) —種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片，在表面光滑的葉片上涂覆一層均勻的二氧化鈦保護(hù)層。所述二氧化鈦保護(hù)層的厚度為180nm 230nm。 所述二氧化鈦保護(hù)層中包含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5% 5. 0%的二氧化鈦。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果 1、在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片表面噴涂一層二氧化鈦保護(hù)層，能夠非常有效的阻止和分 解風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片上的潛在有機(jī)污染，保證了葉片的光潔度，較實(shí)際情況增強(qiáng)了葉片的 捕捉風(fēng)能的能力，提高了機(jī)組的效率；避免由于葉片受到污染而引起的機(jī)械振動(dòng)，提高了風(fēng) 電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了機(jī)組運(yùn)行壽命。 2、在保證葉片的光潔度的情況下，也就保證了葉片葉面空氣的流動(dòng)特性屬于層 流，避免紊流的出現(xiàn)引起的受力不均而使風(fēng)機(jī)振動(dòng)，維護(hù)了葉片的機(jī)械性能，延長(zhǎng)了機(jī)組的 使用壽命；同時(shí)也消除了由于紊流而產(chǎn)生的噪音，可以部分降低由于較高風(fēng)輪尖速比而引起的噪音。 3、另外Ti02是綠色科技的產(chǎn)物，可以有效的吸收紫外線，降低了電磁輻射對(duì)葉片 材料的老化作用，還可以分解其他的污染物，達(dá)到保護(hù)環(huán)境和延緩葉片老化的目的。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為葉片表面為雙曲面的示意圖； 圖3為葉片表面為拋物曲面的示意圖； 圖4為葉片表面為長(zhǎng)刀型頭曲面的示意圖； 圖5為表面涂覆二氧化鈦保護(hù)層的葉片自清潔能力測(cè)試示意圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述，所述是對(duì)本實(shí)用新型的解釋而不是限定。 針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片特別容易受到空氣中的油污或者其他粘性物質(zhì)的污染，
一旦污染源點(diǎn)建立，污染物質(zhì)會(huì)迅速堆積成長(zhǎng)從而增大葉片的粗糙度的問題。 如圖1所示，本實(shí)用新型通過在表面光滑的葉片1上涂覆一層均勻的二氧化鈦保
護(hù)層2來阻止和分解風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片上的潛在有機(jī)污染。 二氧化鈦(Ti02)屬于N型半導(dǎo)體材料，具有能帶結(jié)構(gòu)，一般由填滿電子的低能價(jià) 帶和空白的高能導(dǎo)帶構(gòu)成，價(jià)帶和導(dǎo)帶間存在禁帶。Ti(^的禁帶寬度為3.2eV，當(dāng)它吸收波 長(zhǎng)小于或等于387. 5nm的光子后，價(jià)帶上的電子(e-)被激發(fā)躍遷至導(dǎo)帶，形成帶負(fù)電的高 活性電子ecb-。同時(shí)，在價(jià)帶上產(chǎn)生帶正電的空穴(hvb+)，在電場(chǎng)作用下，電子與空穴分離 并遷移到粒子表面。光生空穴有很強(qiáng)的捕獲電子能力，具有強(qiáng)氧化性，可將吸附在1102表 面的0H—和H20分子氧化成 OH自由基。其反應(yīng)機(jī)理可用下式表示 Ti02+H20 — e—H+ H++H20 — 0H+H+ H++0H— — OH 02+e_ — 02— 02—+H+ — H02 2H02 — 02+H202 H202+02— — OH+OH—+02 OH自由基的氧化能力很強(qiáng)，能將大多數(shù)有機(jī)污染物及部分無機(jī)污染物氧化降解 為C02， H^等無害物質(zhì)，且 OH對(duì)反應(yīng)物無選擇性，在光催化氧化中起著決定性作用。Ti02 在最近幾年才開始被工業(yè)上應(yīng)用，屬于全新的綠色科技產(chǎn)物。 把1102作為基本原料以適當(dāng)?shù)臐舛群秃穸扰浜线m當(dāng)?shù)墓に囋陲L(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片 上形成一層保護(hù)膜，可以非常有效的阻止和分解風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片上的潛在有機(jī)污染，保 證了葉片的光潔度。下面本實(shí)用新型結(jié)合實(shí)施例來具體說明。 實(shí)施例1 在表面光滑的葉片l上涂覆一層二氧化鈦保護(hù)層2 ;所述葉片l是表面為如圖2所 示的雙曲面的光滑曲面；二氧化鈦保護(hù)層2的厚度為180nm;二氧化鈦保護(hù)層中二氧化鈦的
4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5% ;涂覆二氧化鈦保護(hù)層的工藝為物理氣相沉積法。
實(shí)施例2 在表面光滑的葉片l上涂覆一層二氧化鈦保護(hù)層2 ;所述葉片l是表面為如圖3所 示的拋物曲面的光滑曲面；二氧化鈦保護(hù)層2的厚度為200nm ;二氧化鈦保護(hù)層中二氧化鈦 的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0% ;涂覆二氧化鈦保護(hù)層的工藝為化學(xué)氣相沉積法。
實(shí)施例3 在表面光滑的葉片1上涂覆一層二氧化鈦保護(hù)層2 ;所述葉片1是表面為如圖4所 示的長(zhǎng)刀型頭曲面的光滑曲面；二氧化鈦保護(hù)層2的厚度為210nm;二氧化鈦保護(hù)層中二氧
化鈦的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0% ;涂覆二氧化鈦保護(hù)層的工藝為溶膠-凝膠法。
實(shí)施例4涂覆二氧化鈦保護(hù)層葉片的自我清潔能力測(cè)試 如圖5所示，在入風(fēng)口處風(fēng)速為6m/s，空氣S02等污染物含量為50mg/m3，顆粒灰塵 含量為5g/m 空氣濕度保持為80%，溫度保持為30°C ; 在風(fēng)道A和風(fēng)道B中分別裝有風(fēng)扇A和風(fēng)扇B，以此模擬風(fēng)機(jī)運(yùn)行，其轉(zhuǎn)速為 400rpm ;風(fēng)扇A和風(fēng)扇B的葉片表面曲線一致，風(fēng)扇A的葉片上涂覆本實(shí)用新型所述的Ti02 保護(hù)膜，作為對(duì)照的風(fēng)扇B的葉片上沒有任何保護(hù)膜； 經(jīng)過運(yùn)轉(zhuǎn)6小時(shí)以后，風(fēng)扇A葉片上的硫化物含量為0. 2mg/m2，風(fēng)扇B葉片上硫化 物含量為1. lmg/m、測(cè)試結(jié)果表明在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片加上Ti02保護(hù)膜，可以有效的分解 空氣中的潛在污染物，保持葉片的光潔度，以此來保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率和捕風(fēng)能 力，并延緩了葉片的老化，延長(zhǎng)了葉片的使用壽命。
權(quán)利要求一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自清潔葉片，其特征在于，在表面光滑的葉片上涂覆一層均勻的二氧化鈦保護(hù)層。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自清潔葉片，其特征在于，所述二氧化鈦保 護(hù)層的厚度為180nm 230nm。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自清潔葉片，其特征在于，所述二氧化鈦保 護(hù)層中包含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 5% 5. 0%的二氧化鈦。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自清潔葉片，在表面光滑的葉片上涂覆一層二氧化鈦保護(hù)層；該葉片能夠阻止和分解葉片表面上的污染源，保持葉片表面是光滑的曲面，提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了機(jī)組運(yùn)行壽命。
文檔編號(hào)B05D7/14GK201535226SQ20092015787
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者張寶全, 段宇平, 申景泉, 魏子杰 申請(qǐng)人:中能電力科技開發(fā)有限公司