【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制造风力涡轮机叶片的方法。
技术介绍
1、在特定场地，风力涡轮机的风捕获以及因此能量产生取决于转子直径。通过更大的转子直径，并且因此更大的叶片尺寸，可以由叶片扫过更大的区域。当前的叶片长度达到100米甚至更长。制造和运输大型风力涡轮机叶片对于越来越大的叶片尺寸变得越来越困难。因此，风力涡轮机叶片例如是分段制造，并在后续生产步骤中被连接，如ep 3747639 al所提出的。然而，以有效的方式从两个或更多的叶片段组装风力涡轮机叶片，并且同时为叶片提供足够的强度以承受风力涡轮机操作期间作用在叶片上的力是具有挑战性的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于制造风力涡轮机叶片的改进方法。
2、因此，提供了一种用于制造风力涡轮机叶片的方法。风力涡轮机叶片包括承载梁，所述承载梁沿叶片的纵向方向延伸并具有预定总长度。该方法包括以下步骤：
3、a)将至少两个叶片段相互对齐，每个叶片段包括具有外部凹槽的壳体，外部凹槽在对齐状态下形成具有预定总长度的整体外部凹槽，并且
4、b)在整体外部凹槽中布置纤维铺层(fiber lay-up)以形成承载梁。
5、因此，叶片是由至少两个叶片段制成的，允许更容易地制造甚至非常大的叶片。此外，至少两个叶片段是预制造的，并且承载梁是在随后的制造步骤中实现的。特别地，至少两个叶片段是预制造的，使得它们包括用于稍后添加承载梁的纤维铺层的凹槽。因此，至少两个叶片段可以在没有承载梁或承载梁的若干部
6、此外，将对齐的叶片段的外部凹槽跨越承载梁的整个长度，使得可以将承载梁制造为连续的结构元件，而无需将其拼接在一起。因此，可以避免承载梁的材料中的不连续性。因此，实现了叶片的更高结构完整性。
7、该方法特别包括提供至少两个预制造叶片段的步骤，每个叶片段包括具有外部凹槽的壳体部分。
8、至少两个叶片段是至少两个纵向叶片段，其纵向地划分所述叶片。至少两个叶片段特别包括至少一个内部叶片段和至少一个外部叶片段。特别地，至少两个叶片段配置成在组装状态下形成整个叶片。
9、至少两个叶片段特别是预制造的。例如，至少两个叶片段是预铸的。预制造所述至少两个叶片段例如在第一制造现场进行。将所述至少两个叶片段对齐和连接例如在不同于第一制造现场和/或远离第一制造现场定位的第二制造现场进行。
10、所述至少两个叶片段中的每一者的外部凹槽特别沿着叶片的纵向方向延伸。此外，在对齐状态下的叶片段的整体外部凹槽特别沿着叶片的纵向方向延伸。
11、对齐状态特别是叶片段的对齐状态。
12、至少两个叶片段是特别地彼此对齐，使它们的外部凹槽彼此对齐并形成整体外部凹槽。
13、至少两个叶片段是特别地通过使用对齐工具和/或将它们中的每一者放置在支撑结构上彼此对齐的。
14、风力涡轮机叶片被提供为成为风力涡轮机的转子的一部分。风力涡轮机是将风的动能转换为电能的装置。例如，风力涡轮机包括具有各自与毂部连接的一个或多个叶片的转子、包括发电机的机舱和在其顶端保持机舱的塔架。风力涡轮机的塔架可以连接到风力涡轮机的基座，诸如海床或地面中的单桩或混凝土基座。
15、在风力涡轮机的安装状态下，叶片(例如，叶片的根部部分)例如固定或可旋转地连接到毂部。风力涡轮机叶片例如直接螺栓连接到毂部，或经由变桨轴承连接到毂部。变桨轴承被配置为根据风速调整叶片的攻角，以控制叶片的旋转速度。
16、除了被配置用于与毂部连接的基本圆柱形根部部分外，风力涡轮机叶片的外表面具有空气动力学地成形的截面(翼型)。风力涡轮机叶片的空气动力学地成形的截面例如包括压力侧(上风侧)和吸力侧(下风侧)。压力侧和吸力侧在前缘和后缘处彼此连接。
17、叶片段的叶片壳体例如是通过在模具中用树脂灌注纤维材料层并固化树脂而由纤维增强树脂层压件制造而成。叶片壳体例如通过真空灌注树脂到纤维铺层中并固化树脂来制造。但是，叶片壳体也可以通过不同的方法制造。叶片壳体特别具有外表面和内表面，其中外表面限定了叶片的空气动力学轮廓，而内表面限定了叶片的内腔。
18、叶片包括至少一个承载梁。在叶片的制造状态下，承载梁特别是嵌入在叶片壳体中。承载梁是在风力涡轮机的操作期间增强叶片壳体和/或承担机械载荷的结构元件。
19、叶片可以包括两个或更多个承载梁。在这种情况下，每个叶片段可能包括例如两个或更多个外部凹槽，以便在叶片段的对齐状态下形成两个或更多个整体外部凹槽。两个或更多个整体外部凹槽中的每一者沿着叶片的纵向方向延伸，并配置为接收用于形成两个或更多个承载梁中的一者的纤维铺层。
20、根据一实施例，至少两个叶片段在它们的外部凹槽为空的状态下彼此对齐。
21、特别地，所述至少两个叶片段在它们的外部凹槽为空且不包括承载梁或承载梁的若干部分的状态下彼此对齐。
22、根据另一实施例，在步骤b)中，整个承载梁的纤维铺层被布置在整体外部凹槽中，和/或者纤维铺层被布置在整体外部凹槽中，使得布置的纤维铺层具有预定的总长度。
23、因此，可以提供连续的承载梁，在接头处没有不连续性，从而导致承载梁的高结构强度。
24、根据另一实施例，纤维铺层包括干燥纤维铺层、半干燥纤维铺层和/或预浸渍纤维铺层。
25、干燥纤维铺层特别是不含任何树脂的纤维铺层。半干燥纤维铺层和预浸渍纤维铺层特别是包含处于未固化和/或半固化阶段的树脂的纤维铺层。
26、根据另一实施例，整体外部凹槽形成用于铸造承载梁的模具。
27、因此，有利地，叶片壳体的外部凹槽本身提供了用于铸造用于形成承载梁的层压件的模具。因此，承载梁是铸造的并且同时与叶片壳体连接，特别是与叶片壳体的外部凹槽的表面连接。
28、例如，纤维铺层在由外部凹槽形成的模具中被灌注有树脂，并且然后固化。
29、根据另一实施例，该方法包括以下步骤：用真空袋覆盖纤维铺层，用树脂灌注纤维铺层和/或固化所述树脂。
30、真空袋例如密封在叶片段的叶片壳体的外表面上。
31、纤维铺层例如在真空诱导的灌注工艺灌注有树脂。
32、树脂例如通过施加热量而固化。例如，可以在外部凹槽中布置的纤维铺层的暴露部分上施加加热毯。
33、在纤维铺层是已含有树脂的半干燥和/或预浸渍的纤维铺层的情况下，只能执行(用真空袋覆盖纤维铺层并且)固化树脂的步骤，而不执行灌注另一树脂的步骤。
34、根据另一实施例，纤维铺层包括预铸纤维铺层(预浇铸纤维铺层，pre-castedfiber lay-up)。
35、例如，除了干燥、半干燥和/或预浸渍的纤维铺层之外，纤维铺层还可以包括预铸纤维铺层。在这种情况下，树脂灌注和/或固化干燥、半干燥和/或预浸渍的纤维铺层可以应用于将预铸纤维铺层与叶片壳体的外部本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于制造风力涡轮机叶片(3)的方法，所述叶片(3)包括沿所述叶片(3)的纵向方向(A)延伸并具有预定总长度(L1)的承载梁(18、19)，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少两个叶片段(8、9)在其外部凹槽(34、44)为空的状态下彼此对齐(S2)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤b)中，整个承载梁(18、19)的纤维铺层(49)布置(S2)在所述整体外部凹槽(45)中，和/或所述纤维铺层(49)布置(S2)在所述整体外部凹槽(45)中，使得所布置的纤维铺层(49)具有预定总长度(L1)。
4.根据权利要求1-3中的一项所述的方法，其中所述纤维铺层(49)包括干燥纤维铺层(50)、半干燥纤维铺层(50')和/或预浸渍纤维铺层(50")。
5.根据权利要求1-4中的一项所述的方法，其中所述整体外部凹槽(45)形成用于铸造所述承载梁(18、19)的模具(55)。
6.根据权利要求1-5中的一项所述的方法，包括用真空袋(52)覆盖(S4)所述纤维铺层(49)、用树脂(54)灌注(S5
7.根据权利要求1-6中的一项所述的方法，其中所述纤维铺层(49、49')包括预铸纤维铺层(51、51')。
8.根据权利要求1-3中的一项以及权利要求7所述的方法，其中步骤b)(S3')包括在所述整体外部凹槽(45)中和/或所述预铸纤维铺层(51')上施加粘合剂(56)，之后将所述纤维铺层(49')布置在所述整体外部凹槽(45)中。
9.根据权利要求1-8中的一项所述的方法，其中所述承载梁(18、19)是翼粱帽(18、19)、前缘加强梁(57)或后缘加强梁(58)。
10.根据权利要求1-9中的一项所述的方法，其中所述纤维铺层(49)包括碳纤维和/或玻璃纤维。
11.根据权利要求1-10中的一项所述的方法，包括通过使用在内模具表面(40、41)上包括突出部(38、39)以用于形成所述外部凹槽(34、42、44)的相应模具(35)铸造(S1)所述至少两个叶片段(8、9)的步骤。
12.根据权利要求1-11中的一项所述的方法，其中所述至少两个叶片段(8、9)至少包括带有根部部分(27)的内部叶片段(8)和带有末端部分(59)的外部叶片段(9)，和/或通过执行全局的根部到末端对齐将所述至少两个叶片段(8、9)彼此对齐。
13.根据权利要求1-12中的一项所述的方法，包括将所述至少两个叶片段(8、9)彼此连接(S7)的步骤。
14.根据权利要求13的方法，其中所述至少两个叶片段(8、9)中的每一者包括抗剪腹部分(15、16)，并且将所述至少两个叶片段(8、9)彼此连接包括使所述至少两个叶片段(8、9)的抗剪腹部分(15、16)彼此连接。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于制造风力涡轮机叶片(3)的方法，所述叶片(3)包括沿所述叶片(3)的纵向方向(a)延伸并具有预定总长度(l1)的承载梁(18、19)，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少两个叶片段(8、9)在其外部凹槽(34、44)为空的状态下彼此对齐(s2)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤b)中，整个承载梁(18、19)的纤维铺层(49)布置(s2)在所述整体外部凹槽(45)中，和/或所述纤维铺层(49)布置(s2)在所述整体外部凹槽(45)中，使得所布置的纤维铺层(49)具有预定总长度(l1)。
4.根据权利要求1-3中的一项所述的方法，其中所述纤维铺层(49)包括干燥纤维铺层(50)、半干燥纤维铺层(50')和/或预浸渍纤维铺层(50")。
5.根据权利要求1-4中的一项所述的方法，其中所述整体外部凹槽(45)形成用于铸造所述承载梁(18、19)的模具(55)。
6.根据权利要求1-5中的一项所述的方法，包括用真空袋(52)覆盖(s4)所述纤维铺层(49)、用树脂(54)灌注(s5)所述纤维铺层(49)和/或固化(s6)所述树脂(54)的步骤。
7.根据权利要求1-6中的一项所述的方法，其中所述纤维铺层(49、49')包括预铸纤维铺层(51、51')。
8.根据权利要求1-3中的一项以及权利要求7所述的方法，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·千惠罗，J·J·O·克里斯滕森，J·李，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：
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