[发明专利]修复风力涡轮机的风力涡轮机叶片的受损翼梁帽的方法

说明书

本发明涉及一种修复风力涡轮机的风力涡轮机叶片（10）的受损翼梁帽（40）的方法，所述受损翼梁帽（40）包括碳纤维增强塑料，并且所述方法具有以下步骤：（a）从受损翼梁帽（40）移除受损的碳纤维增强塑料部件，以在受损翼梁帽（40）中获得对应的凹部（43），（b）将粘合剂（60）施加到所述凹部（43），（c）将包括碳纤维增强塑料的至少一个补片（50）装配到所述凹部（43）中，以及（d）将所述至少一个补片（50）与所述翼梁帽（40）连结，以获得经修复的翼梁帽（40）。

技术领域

本发明涉及一种修复风力涡轮机的风力涡轮机叶片的受损翼梁帽的方法，该受损翼梁帽包括碳纤维增强塑料。

背景技术

风力涡轮机叶片必须能够有效地将风转换成风力涡轮机叶片的旋转运动，使得风的能量能够转换成转子的旋转机械运动，风力涡轮机叶片附接到所述转子。优选的是，在风力涡轮机叶片中使用具有高比模量（材料的每一质量密度的弹性模量）的材料，也称为刚度重量比。这在风力涡轮机叶片的翼梁帽中是特别重要的，因为翼梁帽经受在风力涡轮机的操作中发生的高弯曲载荷（也称为拍打方向（flapwise）载荷），并且将这些载荷传递到风力涡轮机轮毂并最终传递到风力涡轮机的基座。

当由碳纤维增强塑料制成的翼梁帽的部件由于例如制造缺陷、运输损坏或甚至由于疲劳而损坏时，主要由于以下两个要求，修复翼梁帽是非常具有挑战性的。一方面，必须考虑的是，碳纤维增强塑料是导电材料，并且对于风力涡轮机叶片拦截雷击的情况，碳纤维增强塑料必须集成在风力涡轮机的雷电防护系统内。雷电防护系统可以包括例如引下线以及嵌入在翼梁帽中的电端子。在雷击被翼梁帽拦截的情况下，碳纤维增强塑料将电流从雷击引导到接地。在翼梁帽的原始状态下，由于碳纤维的连续性，碳纤维增强塑料在其纤维方向上是良好的电导体。修复方法需要中断上述连续性和导电性，并确定沿翼梁帽的电气路径的不连续性。在雷击的情况下，由翼梁帽引出的电流在这种不连续性上产生火花。因此，如果翼梁帽的经修复部件未适当地集成在雷电防护系统中，则碳纤维增强塑料能够由于直接雷击和/或在将电流引导至接地的同时主引下线的闪络而失效。另一方面，在进行修复之后，必须保持翼梁帽的高刚度和结构完整性。

通常，用于修复由碳纤维增强塑料制成的结构的方法在现有技术中是已知的。例如，US7,628,879B2涉及这样的方法。然而，该方法涉及飞行器的机翼组件，因此不能应用于修复风力涡轮机的风力涡轮机叶片。

因此，需要一种修复风力涡轮机的风力涡轮机叶片的翼梁帽的简单且成本有效的方法，翼梁帽包括碳纤维增强塑料，通过该碳纤维增强塑料来保持翼梁帽的导电性、高刚度和结构完整性。

发明内容

该问题通过权利要求的主题来解决。因此，该目的通过根据独立权利要求1所述的修复包括碳纤维增强塑料的翼梁帽的方法来实现。本发明的进一步细节由从属权利要求以及说明书和附图得出。

根据本发明，该问题通过一种修复风力涡轮机的风力涡轮机叶片的受损翼梁帽的方法来解决，该受损翼梁帽包括碳纤维增强塑料，并且该方法具有以下步骤：（a）从所述受损翼梁帽移除受损的碳纤维增强塑料，以在所述受损翼梁帽中获得对应的凹部，（b）将粘合剂施加到所述凹部，（c）将包括碳纤维增强塑料的至少一个补片装配到所述凹部中，以及（d）将所述至少一个补片与所述翼梁帽连结，以获得经修复的翼梁帽。

本发明的方法特别地应用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的翼梁帽。特别地，翼梁帽、且更具体地翼梁帽的碳纤维增强塑料连接到风力涡轮机的引下线。翼梁帽的碳纤维增强塑料可以连接到电端子，且电端子可以连接到引下线。碳导电衬垫可以布置成将翼梁帽的碳纤维增强塑料连接到电端子。

特别地，碳纤维增强塑料是单向碳纤维增强塑料。这意味着所有或至少95%的纤维仅在一个方向上定向。此外，特别地，碳纤维增强塑料是连续碳纤维增强塑料。此外，碳纤维增强塑料，尤其是补片的碳纤维增强塑料，可以包括预浸渍纤维，并且特别是预浸料。例如，诸如环氧树脂的热固性聚合物基质材料、或热塑性树脂可能已经存在于预浸渍的碳纤维增强塑料中。