[发明专利]用于风力涡轮机转子叶片的抗剪腹板及其制造方法

说明书

本公开涉及一种用于制造风力涡轮机的转子叶片的转子叶片构件(如抗剪腹板)的方法。该方法包括经由3‑D打印形成转子叶片构件的内部格构结构。更具体地说，内部格构结构包括多个开孔。另外，该方法包括用外蒙皮层覆盖内部格构结构的至少一部分，以形成转子叶片构件。

技术领域

本公开总体上涉及风力涡轮机转子叶片，并且更尤其涉及用于风力涡轮机转子叶片的抗剪腹板及其制造方法。

背景技术

风力被认为是目前可获得的最清洁，最环境友好的能源之一，并且风力涡轮机在这点上已获得越来越多的关注。现代风力涡轮机通常包括塔架、发电机、变速箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼片原理捕获风的动能。转子叶片传送以旋转能形式的动能，以便转动将转子叶片联接至变速箱(或如果未使用变速箱，则直接地联接至发电机)的轴。发电机然后将机械能转换成电能，电能可部署至公用电网。

转子叶片大体包括通常利用模制工艺形成的吸入侧壳和压力侧壳，吸入侧壳和压力侧壳在沿叶片的前缘和后缘的粘合线处粘合在一起。此外，压力壳和吸入壳是相对轻质的，并且具有未构造成承受操作期间施加在转子叶片上的弯矩和其它负载的结构性质(例如，刚度、抗屈曲度和强度)。因此，为了增加转子叶片的刚度、抗屈曲度和强度，通常使用接合壳半部的内部压力侧表面和吸入侧表面的一个或多个结构构件(例如，在其间构造有抗剪腹板的相对的翼梁帽)来增强主体壳。

这种结构构件通常由各种材料构成，包括但不限于玻璃纤维层压复合物和/或碳纤维层压复合物。更具体地说，转子叶片的壳大体通过将纤维织物层堆叠在壳模具中而围绕叶片的翼梁帽构建。然后通常将这些层与树脂材料一起灌注。此外，通常使用类似的模制工艺来构造抗剪腹板，且然后将抗剪腹板安装在翼梁帽之间。

随着转子叶片的尺寸继续增加，翼梁帽和抗剪腹板的尺寸也增加并且增加了整个转子叶片的重量。因此，本领域不停在寻找新的和改进的结构构件(如抗剪腹板)及其制造方法，所述结构构件为转子叶片提供所需的强度和/或刚度，同时还使转子叶片的总重量最小化。

发明内容

本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或可从描述中显而易见，或可通过实施本发明而获知。

一方面，本公开涉及一种用于制造风力涡轮机的转子叶片的转子叶片构件的方法。该方法包括形成转子叶片构件的内部格构结构。更具体地说，内部格构结构包括多个开孔。另外，该方法包括用外蒙皮层覆盖内部格构结构的至少一部分，以形成转子叶片构件。

在一个实施例中，该方法包括经由增材制造、连续液体界面生产、五月柱编织或自动纤维铺放中的至少一种来形成抗剪腹板的内部格构结构。

在另一个实施例中，外蒙皮层可由复合层压材料构成。因而，该方法可包括通过熔融粘合将外蒙皮层固定到内部格构结构。更具体地说，在某些实施例中，熔融粘合可包括摩擦加热、电磁加热、整体加热或一种或多种热技术。

在其它实施例中，该方法可包括将至少一个面板固定到内部格构结构的一个或多个端部固定到外蒙皮层。更具体地说，在这样的实施例中，将至少一个面板固定到内部格构结构的一个或多个端部固定到外蒙皮层的步骤可包括将第一面板固定在内部格构结构的第一端处并将第二面板固定在内部格构结构的相对的第二端处。因此，第一面板和第二面板构造成固定到转子叶片的相对的翼梁帽。

在另外的实施例中，该方法可包括用芯材料填充格构结构的至少一部分。例如，在特定实施例中，芯材料可包括泡沫、软木、复合物、轻木或任何其它合适的轻质材料。

在另一个实施例中，内部格构结构可包括多个格构结构节段。在这样的实施例中，该方法可进一步包括例如经由一个或多个互锁构件将多个格构结构节段联结在一起。