[发明专利]制造涡轮叶片半部的方法、涡轮叶片半部、制造涡轮叶片的方法和涡轮叶片

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过树脂浸渍模制制造涡轮叶片半部的方法。

背景技术

近年来，大量生产的风力涡轮的发展已朝使它们在输出和尺寸上越来越大的方向前进。该过程需要更好和更具成本效益的部件和制造方法，并且以上情形对制造费时的风力涡轮叶片尤其适用。本领域已知的风力涡轮叶片通常由通过金属、木材或碳纤维增强的玻璃纤维制成。叶片通常通过在两个独立的模具中模制和固化两个叶片半部制成。随后，例如利用EP 1695813的方法给待连接的叶片半部的表面区域提供粘合剂(环氧树脂)，并使半部相互叠置并相互连接。通常，风力涡轮叶片包含诸如桅杆的加强构件。这样的加强构件提高强度并帮助维持风力涡轮叶片的合适的空气动力形状。

涡轮叶片的制造具有的问题是其费时并且昂贵。例如，用于具有55m的长度的一对风力涡轮叶片半部的模具可花费C1M。如果涡轮叶片的生产缓慢，则以上情形明显为成本作出贡献。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种以较少的时间生产涡轮叶片半部的方法。

为此，本发明提供一种利用树脂浸渍模制生产涡轮叶片半部的方法，所述方法包括步骤：

在用于涡轮叶片壳的模具中设置纤维毡；

将加强构件设置在模具中的纤维毡上；

在纤维毡上并紧靠加强构件设置不透气的密封层；

在低压下将可固化的树脂引入包括在加强构件下方的区域中的纤维毡中；以及

使树脂固化，以形成涡轮叶片半部，所述涡轮叶片半部包括附连至加强构件的涡轮叶片壳。

因此，本发明将使涡轮叶片壳固化的步骤和将加强构件附连至涡轮叶片壳的步骤结合成单个步骤。在本申请中，术语“涡轮叶片”、或简称的叶片包括涡轮叶片中的一类、诸如失速型涡轮叶片。用于该方法的树脂便利地为常规地利用树脂注射模制(RIM)制造用于风力涡轮叶片的树脂。用于RIM的典型树脂是利用热例如在75℃处固化的环氧树脂。类似地，纤维毡优选地为玻璃纤维毡。如果人们围绕固化树脂缠绕绳以将加强元件连接至涡轮叶片壳，则通常由绳围绕的表面区域的至少40％、优选的至少60％并且更优选的至少80％是不包括泡沫的固化树脂。通常，在低压下，加强构件最靠近纤维毡的部分与纤维毡相隔小于3mm、例如大约2mm。优选地，术语“在...上方”指的是“在...之上”。

根据优选实施例，加强构件是包括固化树脂的纤维增强构件。

这导致形成的涡轮叶片半部是轻的，并且由热表现(由于温度而膨胀/收缩)在很大的程度上相似的部件组成。树脂优选地为相同的类型，即包括涉及固化反应的相同类型的化学族。这增强了壳与加强构件的结合。通常，固化树脂与用于涡轮叶片半部的相同。

根据优选实施例，纤维增强构件包括基部，该纤维增强构件是在紧靠基部存在表面区域增大的衬里的同时固化的树脂，并且该方法包括在将加强构件设置在模具中的纤维毡上之前移除衬里的步骤。

根据优选实施例，加强构件包括长形基部、从所述基部延伸的纵向壁、和在所述壁的与所述壁从基部延伸的位置相对的边缘处从所述壁延伸的凸缘。

这样的凸缘可以并且将用于将其结合至第二涡轮叶片半部的对应凸缘，以形成涡轮叶片。这增大两半部的加强构件接合的表面区域，并因此提高强度。与基部大致平行的凸缘便于可固化树脂的涂覆。

更优选地，使用加强构件，其具有：

长形基部；

在所述长形基部的相对的边缘处从所述长形基部延伸的两个纵向壁；

其中，各纵向壁具有从相应的壁延伸的凸缘，所述凸缘彼此远离地延伸。

因此，能提供非常简单然而坚固并且硬的涡轮叶片半部。

根据优选实施例，涡轮叶片壳具有前缘和后缘，并且凸缘具有背离基部的凸缘区域，所述凸缘区域处于由前缘和后缘限定的平面中。

凸缘连接至另一涡轮叶片半部的相对凸缘。由于在使用期间经受风力，在接合处的剪切载荷最小，所以这允许具有增强的强度的涡轮叶片的制造。

根据优选实施例，加强构件通过双面密封剂层附连至密封膜。

这是获得令人满意的密封以在低压下执行树脂的引入的非常便利的方式，该压力通常约为大气压力的2％。为了以最实用的方式工作，加强构件设置有双面密封剂层，因而制造涡轮叶片半部的人们只需要使用密封膜。密封剂层是特殊类型的双面胶带，其是无孔的并为此能够维持真空。

本发明涉及一种能利用根据本发明的方法制造的涡轮叶片半部。

本发明还涉及一种制造风力涡轮叶片的方法，其中，通过如下步骤获得风力涡轮叶片半部：

使用于涡轮叶片壳的模具设置有纤维毡；