[发明专利]风力涡轮机转子叶片的制造

说明书

本发明涉及风力涡轮机转子叶片的制造。描述了一种制造风力涡轮机的转子叶片（1）的方法，该方法包括：将纤维材料（11）放置在形状形成表面（9）上；在至少一个预定第一区域（23a、23b）处设置处于第一状态的相变材料（21），且/或在至少一个预定第二区域（31a、31b、31c）处设置处于第二状态的相变材料（29）；使用树脂（13）浸透要与在所述第一区域（23a、23b）和/或第二区域（31a、31b、31c）处的所述相变材料热接触的所述纤维材料（11）；在用于交联所述树脂的交联反应期间：通过所述第一区域（23a、23b）处的所述相变材料吸收在所述树脂内生成的热；且/或将来自所述相变材料的热朝向所述第二区域（31a、31b、31c）处的所述树脂释放。

技术领域

本发明涉及制造风力涡轮机的转子叶片的方法。

背景技术

常规风力涡轮机包括风力涡轮机塔架、被安装在塔架的顶部上的机舱，其中转子被可旋转地支撑在机舱内，在该转子处安装有多个转子叶片。一旦转子旋转，则联接的发电机产生被供应到电网的电能。

常规涡轮机所用的转子叶片可以具有例如在30米和100米之间的相当大的长度。常规地，通过嵌有纤维材料的交联树脂来制造转子叶片。在树脂材料的交联反应期间或者为了开始该交联反应，进行加热。对于一体式叶片制造方法，仅可能从外部进行加热。在内部固化（即交联树脂）所必须的加热主要由来自固化反应的放热来产生。

树脂富集区域和厚层压件中的过热以及预制零件和经灌注层压件接触处的加热不足两者都会导致完整的转子叶片中出现问题。具体地，在交联反应期间热量过低会导致树脂的局部低（不完全）交联度，这会需要随后的后固化步骤。另一方面，过热会损坏辅助设备，并且在最坏的情况下会导致叶片上的烧伤并会引发辅助设备（诸如心轴）中的火灾。

已经在EP 1 310 351、US 2011/0274553、US 8 919 754和例如EP 2 897 791中描述了心轴及其在叶片的铸造中的使用。

文件WO 03/000623 A1公开了一种用于使用相变材料铸造熔融材料的方法和装置。其中，相变材料被加热到其熔点以上，模具被填充有模具材料且在漏斗器具中保持过量材料。相变材料的熔融潜热在相变材料从液体变为固体时加热漏斗器具，并防止漏斗器具中的材料在模具内的材料凝固和收缩时凝固，从而允许漏斗器具中的材料被馈送到模具中并填充由于凝固的材料收缩所产生的任何空隙。

常规地，已经通过改变增强件或辅助材料的铺层来执行风力涡轮机叶片的制造期间的热管理。在设计时通常避免树脂富集区域以避免过热。倾向于固化不完全的薄区段被附加玻璃层或辅助材料覆盖，以增加层厚并产生更多的放热。如果这是不可能的，则固化时间必须被延长或者叶片必须使用加热毯被局部后固化或者作为整体在烘箱中被后固化。

因此，常规的制造方法繁琐而复杂，并且导致树脂材料的设计要考虑到固化反应期间生成的热的量。然而，因此，转子叶片的稳定性问题可能无法得到最佳考虑。

因此，需要一种制造风力涡轮机的转子叶片的方法，其中该方法被简化，需要更少时间，并且能够确保制造的转子叶片的所需稳定性。此外，在制造期间使用的辅助设备在制造期间可以不被损坏，以致辅助设备可以再次用于制造另外的转子叶片。

发明内容

通过根据独立权利要求的主题来满足这种需要。本发明的有利实施例被从属权利要求描述。

根据本发明的实施例，提供一种制造风力涡轮机的转子叶片的方法，该方法包括：将纤维材料放置在（例如由模具提供的）形状形成表面上；在至少一个预定第一区域处（具体地与纤维材料热接触）设置处于第一状态的相变材料（也被称为PCM），且/或在至少一个预定第二区域处（具体地与纤维材料热接触）设置处于第二状态的相变材料；使用树脂嵌入/浸透要与在第一区域和/或第二区域处的相变材料热接触的纤维材料；在用于交联树脂的交联反应期间：通过第一区域处的相变材料吸收在树脂内生成的热；且/或将来自相变材料的热朝向第二区域处的树脂释放。