三、钢与复合材料结合的复合塔筒
南京工业大学提交了一种钢-复合材料风电机组塔筒的专利申请,以解决传统风电机组钢塔筒面临的防腐、加工及运输安装等问题。
公布号:CN102817795A
申请日:2012年8月23日
公布日:2012年12月12日
发明名称:钢-复合材料风电机组塔筒
技术方案:
这种钢-复合材料风电机组塔筒,包括多个锥形钢管节段连接而成的钢内管和由多个玻璃纤维复合材料管节段构成的复合材料外管。在每个钢内管的表面粘贴具有防腐性质的E-玻璃纤维布,形成钢-复合材料组合节段。该钢-复合材料组合节段沿圆周方向分为两片,沿每片的纵向设置纵向加劲肋,每两片钢-复合材料组合节段之间采用高强螺栓连接而成,最终形成钢-复合材料塔筒段。各钢-复合材料塔筒段之间采用法兰连接形成用于现场安装的钢-复合材料塔筒。所述E-玻璃纤维布通过防腐型的环氧树脂粘附于钢内管外表面,所述E-玻璃纤维布按四轴向准正交分两层铺设于每片钢板外表面。
优点:
与传统钢风电机组塔筒相比,钢-复合材料风电机组塔筒可以有效抵御风沙、风浪侵袭,耐疲劳、耐腐蚀,能够保证塔筒的寿命。同时,无需进行大面积的金属防锈防腐处理,结构全寿命过程费用相比传统钢塔筒较低,降低了制造成本。采用将塔筒段分片,方便工厂堆放,同时解决了塔筒运输过程中过桥高度的限制问题,在工厂标准化制作完成后,现场吊装、组装也较为方便;由于复合材料外筒具有轻质高强的优点,钢-复合材料风电机组塔筒较纯钢塔筒强度要高。
展望与建议
复合材料塔架由于具有质量轻、成本低、可降低风振负载且可现场制造的优点,现在越来越受到人们的重视。但是,复合材料塔架的专利申请却数量稀少,专利技术点不多。改变这种专利现状已刻不容缓。下面提出几点改进建议,供大家参考。
一、借鉴复合材料在其他相关领域的专利申请方式,为我所用。事实上,复合材料本身已经是一个发展较为成熟的技术,并且被广泛应用于各种领域。各种复合材料的特性以及所应用的领域也为大家所熟知。分析这些成熟的专利体系的申请思路,对比它们与本领域的共通之处,为复合材料塔架的专利申请提供参考。
例如,涉及风电机组的复合材料叶片这一技术的专利申请体系是相对成熟的,通过分析可以发现,相关专利申请涉及的技术内容相当广泛。其中,不仅涉及材料选择、制造工艺等与复合叶片直接相关的专利申请,还涉及复合叶片的叶型结构、制造叶片的设备、叶片的装配方法、复合叶片的仿雷电、仿结冰结构等等方面。这些专利仿佛一张蜘蛛网,对复合叶片这一技术进行了全方面的专利保护。复合材料塔架可以借鉴复合材料叶片的这种专利申请模式,扩大专利申请范围,增大专利申请量。
二、发掘可申请专利的技术点,广泛布局。专利申请并不限于对现有技术改进程度的大小,不是只有开拓式发明才能申请专利。无论大的方面的改进还是小的方面的改进,都可以申请专利。在专利申请中,多数专利都是在已有的结构中进行的改进型发明。因此,大到整个复合塔架结构的变化,小到安装复合塔架的一个螺钉位置的改变,只要能够解决现有的技术问题,达到好的技术效果,均可以申请专利。
三、重视复合材料塔架这一技术,提高热情度。通过检索分析,可以看到,涉及复合叶片的专利数量多达三百多件,而涉及复合塔架的专利数量仅十几件,两者之间存在巨大的差距。虽然复合塔架这一技术是近些年才开始研究的技术,起步较晚,但是专利申请量并未随着时间的增长而增加。如果投入更多的精力和人力来深入研究这一技术,并且申请专利保护研究的成果,相信必然能够改变这种专利现状。对于我国企业来说,这既是挑战,又是机遇。把握好这个机遇,在该领域进行专利布局,有助于我国风电企业在全球风电领域占据一席之地。
四、将技术运用于产业实践,在实践中不断改进技术。目前,仅知在2013年5月31日由缅因大学领导的DeepCwind联合集团在美国缅因州布鲁尔附近安装了PPG工业支助的首个复合材料风电塔架,而后再未见复合塔架实际应用的相关报道。任何理论都要禁得起实践的检验。将复合塔架运用于实际应用中,才能发现更多的问题,而解决这些问题的技术方案将是最好的专利申请素材。
结语
风电机组复合材料塔架具有广阔的发展前景。本文对于风力复合材料塔架目前的专利现状进行了介绍,分析了造成这种现状的原因,介绍了三种具有代表性的复合材料塔架的技术,并对该技术的未来专利发展给出了建议,供相关企业和机构参考。期望风电机组复合塔架这一技术在未来能够更快更好地发展。