[发明专利]制造风力涡轮机转子叶片的方法

说明书

本发明涉及制造风力涡轮机转子叶片的方法，涉及可由所述方法获得的风力涡轮机转子叶片，涉及用于制作用来嵌入风力涡轮机转子叶片中的长形预型件（97）的挤拉工艺，并且涉及可由所述工艺获得的长形预型件（97）。叶片制造工艺包括挤拉工艺以获得预型件（97），将预型件（97）嵌入叶片的一个或多个部件之内，将树脂灌注到包含预型件（97）的所述一个或多个叶片部件中，并且组装包括所述一个或多个叶片部件的转子叶片。

技术领域

本发明涉及制造风力涡轮机转子叶片的方法，涉及可由所述方法获得的风力涡轮机转子叶片，涉及用于制作用来嵌入风力涡轮机转子叶片中的长形预型件的挤拉工艺并且涉及可由所述工艺获得的长形预型件。

背景技术

风能由于其清洁且环保的能量产出正变得日益受欢迎。现代风力涡轮机的转子叶片通过使用为了使效率最大化而产生的复杂叶片设计捕获动力风能量。涡轮机叶片现今可能在长度上超过80米并且在宽度上超过4米。叶片典型地由纤维增强的聚合物材料制成，并且包括压力侧壳体半部和吸入侧壳体半部。典型的叶片的横截面轮廓包括用于产生空气流的翼型，以致使在两侧之间的压差。所得到的升力生成转矩用于产生电力。

风力涡轮机叶片的壳体半部通常使用模具制造。首先，将叶片凝胶涂层或底漆施加到模具上。随后，将纤维增强物和/或织物放入模具，接着灌注树脂。真空典型地用于将环氧树脂材料吸入到模具中。备选地，可使用预浸料坯技术，其中，用树脂预浸渍的纤维或织物形成可被引入到模具中的均质材料。若干用于制造风力涡轮机叶片的其他模制技术是已知的，包括压缩模制和树脂转移模制。壳体半部通过基本上沿着叶片的弦平面胶合或螺栓连接在一起而进行组装。

为了增大机械稳定性，常常根据两种构造设计中的一种制造风力涡轮机叶片，也就是其中薄的空气动力学壳体胶合或以其他方式结合到翼梁上的设计，或其中梁帽（也称主层压结构）集成到空气动力学壳体中的设计。

在第一种设计中，翼梁构成叶片的承载结构。翼梁以及空气动力学壳体或壳体部件分开制造。空气动力学壳体常常制造为两个壳体部件，典型地为压力侧壳体部件和吸入侧壳体部件。两个壳体部件胶合或以其他方式连接到翼梁并且沿着壳体部件的前缘和后缘进一步彼此胶合。这种设计具有关键的承载结构可被分开制造并且因此更容易控制的优点。进一步地，这种设计允许各种不同的制造方法用于制作梁，诸如模制和纤维缠绕。

在第二种设计中，梁帽或主层压结构集成到壳体中并且与空气动力学壳体模制在一起。主层压结构相比叶片的其余部分典型地包括高数量的纤维层，并且可至少关于纤维层的数量形成风力涡轮机壳体的局部增厚。因此，主层压结构可形成叶片中的纤维插入。在这种设计中，主层压结构构成承载结构。叶片壳体典型地设计有被整合在压力侧壳体部件中的第一主层压结构和被整合在吸入侧壳体部件中的第二主层压结构。第一主层压结构和第二主层压结构典型地经由一个或多个抗剪腹板连接，所述一个或多个抗剪腹板例如可具有C形或I形横截面。对于很长的叶片，叶片壳体可进一步沿着纵向范围的至少一部分包括压力侧壳体中的附加第一主层压结构、和吸入侧壳体中的附加第二主层压结构。这些附加主层压结构也可经由一个或多个抗剪腹板连接。这种设计具有更容易经由叶片壳体部件的模制控制叶片的空气动力学形状的优点。

抗剪腹板起作用以增强叶片结构，并且防止过度的弯曲或挤曲。一些叶片设计使用从具有I形或C形横截面的梁构件形成的抗剪腹板，该构件具有主体，主体带有在主体的相对端部处从其延伸的承载凸缘。在抗剪腹板的制造中，典型地在纤维结构中嵌入一个或多个插入件，该插入件适合于提供从腹板本体到腹板脚凸缘的逐渐过渡。

本发明的第一目的是提供制造风力涡轮机叶片的方法（其包括简单、灵活且成本有效的制造）以及在其中使用的部件的随后使用。

本发明的另一目的是提供具有足够机械稳定性和弹性的此种部件。

发明内容

本发明人已发现所述目的中的一个或多个可由制造风力涡轮机转子叶片的方法实现，所述方法包括步骤