【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于组装风力涡轮机的转子叶片的方法。
技术介绍
1、风能领域中的一个趋势是生产更长的转子叶片以降低能量成本。这在将转子叶片运输到安装场所以及在安装场所搬运转子叶片方面造成了巨大的挑战。这可能会大大增加物流成本。为了缓解这个问题，可使用分段、分体或模块化的转子叶片设计。这些设计基于不同子结构之间的定制连接方案。利用这种构思，多个转子叶片节段可被单独地运输。
2、迄今为止，用于在现场接合转子叶片的中空结构的选择是使用t形螺栓、螺柱连接或紧固件的可分离机械接头，这可能导致生锈问题、闪电吸引和大的接头重量。即使它们组装快速且容易，它们也需要一些维护并且是昂贵的。粘合剂结合可提供结构和经济效率。然而，现场组装在高安装成本方面存在大问题，这是因为需要专门的设备以及在现场组装期间的附加的耗时任务来实现高质量结合。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的在于提供一种用于组装风力涡轮机的转子叶片的改进方法。
2、因此，提供了一种用于组装风力涡轮机的转子叶片的方法。该方法包括以下步骤：a)提供至少两个不同的转子叶片模块，其沿转子叶片的纵向方向将转子叶片分段，其中，每个转子叶片模块具有倾斜接口部段，并且其中，倾斜接口部段包括可焊接热塑性树脂和/或可焊接热固性树脂，b)提供电阻元件，c)以如下方式布置转子叶片模块和电阻元件，即使得倾斜接口部段面向彼此，并且电阻元件夹在倾斜接口部段之间，d)为电阻元件供能，以将热施加于可焊接热塑性树脂和/或可焊接热固性树脂，以使其熔
3、由于使用了电阻元件以及可焊接热塑性树脂和/或可焊接热固性树脂，可以非常快速地将转子叶片模块接合在一起，而不需要固化环氧树脂。转子叶片可被划分或分段成转子叶片模块并在施工侧组装。这提高了转子叶片的可运输性，因为转子叶片模块可比整个转子叶片更容易地运输。倾斜接口部段的倾斜形状提供了用于在倾斜接口部段处连接转子叶片模块的增大的表面。
4、与结构粘合接头相比，如前面解释的方法的循环时间将比标准接合过程低一个数量级。接合转子叶片模块的过程可在几秒钟内完全完成。优选地，在该方法的任何点都不添加附加的材料。所得到的转子叶片将与用于转子叶片模块的基体材料一样可回收利用。在热塑性树脂的情况下，这可能意味着树脂的100％回收。
5、接头的机械性能也得到改善，因为转子叶片模块之间的间隙可变得更小，这是由于不需要填充外来糊状材料，并且所得层压件将是均质结构。在非常短的循环时间内创建微观结构上连续的层压件的能力使得能够实现叶片设计的模块化。这使得可以避免使用当前的全尺寸模具，该全尺寸模具可能会破坏转子叶片的当前设计和制造。
6、该方法是用于将转子叶片模块焊接在一起的焊接方法。因此，该方法可被称为焊接方法。方法步骤a)至e)可相继执行或者至少部分地同时执行。转子叶片是分段的。此上下文中的“分段”意味着转子叶片可沿其纵向方向被分成转子叶片模块，这些转子叶片模块可借助于施工侧的方法接合在一起，以形成转子叶片。此上下文中的“转子叶片模块”意味着转子叶片包括一起形成转子叶片的多个模块、子模块或部件。
7、在步骤e)中接合转子叶片模块之后，转子叶片模块沿纵向方向并排布置。转子叶片模块的数量是任意的。优选地，设置至少两个转子叶片模块。转子叶片沿纵向方向从叶片根部延伸到叶片末梢。转子叶片模块可包括转子叶片主模块和转子叶片末梢模块，该转子叶片主模块包括叶片根部，该转子叶片末梢模块包括叶片末梢。转子叶片末梢模块可被称为第一转子叶片模块。转子叶片主模块可被称为第二转子叶片模块。每个转子叶片模块可具有几米的长度。提供转子叶片模块可包括制造转子叶片模块。
8、转子叶片模块可由纤维增强塑料或树脂材料制成。优选地，转子叶片模块由玻璃纤维增强材料制成。玻璃纤维增强材料包括基体或基体材料以及嵌入基体材料中的玻璃纤维。基体材料可与用于接口部段的可焊接热塑性树脂和/或可焊接热固性树脂相同。因此，可焊接热塑性树脂和/或可焊接热固性树脂可被称为基体或基体材料，并且反之亦然。
9、此上下文中的“可焊接”意味着热塑性树脂和/或热固性树脂可通过施加热而熔化或至少软化。热塑性树脂或热软化树脂是塑料聚合物材料，其在一定的高温下变得柔韧或可塑，并且在冷却时固化。通常称为热固性材料的热固性聚合物、树脂或塑料是由软固体或粘性液体预聚物或树脂通过固化而不可逆地硬化的聚合物。与此对比，可焊接热固性树脂是至少可通过施加热来软化的材料，使得可焊接热固性树脂可用于将倾斜接口部段焊接在一起。
10、转子叶片和转子叶片模块可由第一半壳体和第二半壳体制成，它们在前缘和后缘处连接，从而形成转子叶片或转子叶片模块的外部叶片壳体。该外部叶片壳体包围转子叶片或叶片模块的内部空间。加强件或其他结构元件可被布置在该内部空间内。外部叶片壳体或半壳体具有面向该内部空间的内表面和背离该内部空间的外表面。这些表面可称为转子叶片本身的表面。
11、此上下文中的“倾斜”接口部段意味着接口部段以一定倾斜角朝向转子叶片的前述内表面或外表面中的一个倾斜。接口部段的倾斜形状可通过形成织物材料层来产生，该织物材料层布置成阶梯形，即布置在彼此顶部上并且彼此偏置。
12、此上下文中的“电阻元件”意指导电并且可借助于焦耳效应产生热的元件。该热由施加于电阻元件的电流产生。可使用电源来为电阻元件供能。该电源可以是电池、发电机等。此上下文中的为电阻元件“供能”意指将电流施加于电阻元件。该电阻元件可具有用于将电源电连接到电阻元件的连接点。“提供”电阻元件可包括制造电阻元件。
13、将电阻元件“夹”在倾斜接口部段之间意味着电阻元件被布置为需要接合在一起的倾斜接口部段之间的外部部分。可替代地，电阻元件可以是倾斜接口部段中的至少一者的一部分。倾斜接口部段“面向”彼此包括倾斜接口部段彼此抵靠或靠在彼此上。然而，彼此倚靠或抵靠并不排除将电阻元件放置在需要连接的倾斜接口部段之间。
14、在步骤e)中，通过冷却熔化或软化的可焊接热塑性树脂和/或可焊接热固性树脂来产生倾斜接口部段之间的接头，以形成转子叶片。在可焊接热塑性树脂的情况下，可焊接热塑性树脂通过冷却而固化或冻结，以形成接头。在可焊接热固性树脂的情况下，可焊接热固性树脂发生化学反应和/或固化，以形成接头。
15、根据一个实施例，电阻元件被嵌入倾斜接口部段中的至少一者中。
16、这可能意味着电阻元件是倾斜接口部段中的至少一者的一部分。可替代地，所有倾斜接口部段都可具有这种类型的电阻元件。此上下文中的“嵌入”可意味着电阻元件被放置在一个或多个倾斜接口部段的表面下方或该表面上。“嵌入”还可意味着电阻元件至少部分地被一个或多个倾斜接口部段的可焊接热塑性树脂和/或可焊接热固性树脂覆盖或浸渍。
17、根据另一实施例，电阻元件具有线或网的形式。
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1.一种用于组装风力涡轮机(1)的转子叶片(5)的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电阻元件(27)被嵌入所述倾斜接口部段(24、26、53、54)中的至少一者中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述电阻元件(27)具有线或网的形式。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在步骤c)期间，包括可焊接热塑性树脂和/或可焊接热固性树脂(M)的树脂条(51)被放置在所述倾斜接口部段(24、26、53、54)之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在步骤d)和/或e)期间，压力(p)被施加于所述倾斜接口部段(24、26、53、54)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述压力(p)借助于覆盖所述接头(28、55)的模具(32)来施加。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，第一接头(28)在步骤e)期间形成，其中，所述第一接头(28)垂直于所述纵向方向(L)延伸，并且其中，所述第一接头(28)围绕所述转子叶片(5)的外部叶片壳体(1
8.根据权利要求7所述的方法，其中，第二接头(55)在步骤e)期间形成，其中，所述第二接头(55)平行于所述纵向方向(L)延伸，并且其中，所述第二接头(55)沿所述转子叶片(5)的翼梁帽(13、14)延伸。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一接头(28)形成在所述转子叶片模块(23、25)的第一倾斜接口部段(24、26)之间，其中，所述第二接头(55)形成在所述转子叶片模块(23、25)的第二倾斜接口部段(53、54)之间，并且其中，所述第一倾斜接口部段(24、26)比所述第二倾斜接口部段(53、54)更陡峭。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一倾斜接口部段(24、26)具有1/8的厚度/长度比，并且其中，所述第二倾斜接口部段(53、54)具有1/100的厚度/长度比。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，垂直于所述纵向方向(L)延伸的横向加强件(29)被设置用于从所述转子叶片(5)的内部空间(20)支撑所述倾斜接口部段(24、26)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，平行于所述纵向方向(L)延伸的纵向加强件(56)被设置用于从所述转子叶片(5)的所述内部空间(20)支撑所述倾斜接口部段(53、54)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述横向加强件(29)和所述纵向加强件(56)一起形成预组装的接合部件(68)，所述接合部件(68)在步骤a)或c)期间被插入到所述转子叶片模块(23、25)中。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述电阻元件(27)被绝缘材料(65)覆盖，并且其中，所述绝缘材料(65)包括可焊接热塑性树脂和/或可焊接热固性树脂(M)。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，在步骤e)之后，所述电阻元件(27)保留在所述转子叶片(5)中。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于组装风力涡轮机(1)的转子叶片(5)的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电阻元件(27)被嵌入所述倾斜接口部段(24、26、53、54)中的至少一者中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述电阻元件(27)具有线或网的形式。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，在步骤c)期间，包括可焊接热塑性树脂和/或可焊接热固性树脂(m)的树脂条(51)被放置在所述倾斜接口部段(24、26、53、54)之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在步骤d)和/或e)期间，压力(p)被施加于所述倾斜接口部段(24、26、53、54)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述压力(p)借助于覆盖所述接头(28、55)的模具(32)来施加。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，第一接头(28)在步骤e)期间形成，其中，所述第一接头(28)垂直于所述纵向方向(l)延伸，并且其中，所述第一接头(28)围绕所述转子叶片(5)的外部叶片壳体(15)的周界延伸。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，第二接头(55)在步骤e)期间形成，其中，所述第二接头(55)平行于所述纵向方向(l)延伸，并且其中，所述第二接头(55)沿所述转子叶片(5)的翼梁帽(13、14)延伸。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一接头(28)形成在所述转子叶片模块(23、25)...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·博斯布姆，M·德拉富恩特拉拉纳加，F·J·耶罗奥拉巴里亚萨尔加多，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源创新与技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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