[發(fā)明專利]制造渦輪葉片半部的方法、渦輪葉片半部、制造渦輪葉片的方法和渦輪葉片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980117740.0
• 申請(qǐng)日: 2009-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102056730A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G·J·萬(wàn)辛克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湘電達(dá)爾文有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): B29C70/34
• 分類(lèi)號(hào): B29C70/34;B29C70/84;B29D31/00;F03D1/06;B29C65/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 白皎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過(guò)樹(shù)脂浸漬模制制造渦輪葉片半部的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，大量生產(chǎn)的風(fēng)力渦輪的發(fā)展已朝使它們?cè)谳敵龊统叽缟显絹?lái)越大的方向前進(jìn)。該過(guò)程需要更好和更具成本效益的部件和制造方法，并且以上情形對(duì)制造費(fèi)時(shí)的風(fēng)力渦輪葉片尤其適用。本領(lǐng)域已知的風(fēng)力渦輪葉片通常由通過(guò)金屬、木材或碳纖維增強(qiáng)的玻璃纖維制成。葉片通常通過(guò)在兩個(gè)獨(dú)立的模具中模制和固化兩個(gè)葉片半部制成。隨后，例如利用EP?1695813的方法給待連接的葉片半部的表面區(qū)域提供粘合劑(環(huán)氧樹(shù)脂)，并使半部相互疊置并相互連接。通常，風(fēng)力渦輪葉片包含諸如桅桿的加強(qiáng)構(gòu)件。這樣的加強(qiáng)構(gòu)件提高強(qiáng)度并幫助維持風(fēng)力渦輪葉片的合適的空氣動(dòng)力形狀。

渦輪葉片的制造具有的問(wèn)題是其費(fèi)時(shí)并且昂貴。例如，用于具有55m的長(zhǎng)度的一對(duì)風(fēng)力渦輪葉片半部的模具可花費(fèi)C1M。如果渦輪葉片的生產(chǎn)緩慢，則以上情形明顯為成本作出貢獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供一種以較少的時(shí)間生產(chǎn)渦輪葉片半部的方法。

為此，本發(fā)明提供一種利用樹(shù)脂浸漬模制生產(chǎn)渦輪葉片半部的方法，所述方法包括步驟：

在用于渦輪葉片殼的模具中設(shè)置纖維氈；

將加強(qiáng)構(gòu)件設(shè)置在模具中的纖維氈上；

在纖維氈上并緊靠加強(qiáng)構(gòu)件設(shè)置不透氣的密封層；

在低壓下將可固化的樹(shù)脂引入包括在加強(qiáng)構(gòu)件下方的區(qū)域中的纖維氈中；以及

使樹(shù)脂固化，以形成渦輪葉片半部，所述渦輪葉片半部包括附連至加強(qiáng)構(gòu)件的渦輪葉片殼。

因此，本發(fā)明將使渦輪葉片殼固化的步驟和將加強(qiáng)構(gòu)件附連至渦輪葉片殼的步驟結(jié)合成單個(gè)步驟。在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“渦輪葉片”、或簡(jiǎn)稱的葉片包括渦輪葉片中的一類(lèi)、諸如失速型渦輪葉片。用于該方法的樹(shù)脂便利地為常規(guī)地利用樹(shù)脂注射模制(RIM)制造用于風(fēng)力渦輪葉片的樹(shù)脂。用于RIM的典型樹(shù)脂是利用熱例如在75℃處固化的環(huán)氧樹(shù)脂。類(lèi)似地，纖維氈優(yōu)選地為玻璃纖維氈。如果人們圍繞固化樹(shù)脂纏繞繩以將加強(qiáng)元件連接至渦輪葉片殼，則通常由繩圍繞的表面區(qū)域的至少40％、優(yōu)選的至少60％并且更優(yōu)選的至少80％是不包括泡沫的固化樹(shù)脂。通常，在低壓下，加強(qiáng)構(gòu)件最靠近纖維氈的部分與纖維氈相隔小于3mm、例如大約2mm。優(yōu)選地，術(shù)語(yǔ)“在...上方”指的是“在...之上”。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，加強(qiáng)構(gòu)件是包括固化樹(shù)脂的纖維增強(qiáng)構(gòu)件。

這導(dǎo)致形成的渦輪葉片半部是輕的，并且由熱表現(xiàn)(由于溫度而膨脹/收縮)在很大的程度上相似的部件組成。樹(shù)脂優(yōu)選地為相同的類(lèi)型，即包括涉及固化反應(yīng)的相同類(lèi)型的化學(xué)族。這增強(qiáng)了殼與加強(qiáng)構(gòu)件的結(jié)合。通常，固化樹(shù)脂與用于渦輪葉片半部的相同。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，纖維增強(qiáng)構(gòu)件包括基部，該纖維增強(qiáng)構(gòu)件是在緊靠基部存在表面區(qū)域增大的襯里的同時(shí)固化的樹(shù)脂，并且該方法包括在將加強(qiáng)構(gòu)件設(shè)置在模具中的纖維氈上之前移除襯里的步驟。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，加強(qiáng)構(gòu)件包括長(zhǎng)形基部、從所述基部延伸的縱向壁、和在所述壁的與所述壁從基部延伸的位置相對(duì)的邊緣處從所述壁延伸的凸緣。

這樣的凸緣可以并且將用于將其結(jié)合至第二渦輪葉片半部的對(duì)應(yīng)凸緣，以形成渦輪葉片。這增大兩半部的加強(qiáng)構(gòu)件接合的表面區(qū)域，并因此提高強(qiáng)度。與基部大致平行的凸緣便于可固化樹(shù)脂的涂覆。

更優(yōu)選地，使用加強(qiáng)構(gòu)件，其具有：

長(zhǎng)形基部；

在所述長(zhǎng)形基部的相對(duì)的邊緣處從所述長(zhǎng)形基部延伸的兩個(gè)縱向壁；

其中，各縱向壁具有從相應(yīng)的壁延伸的凸緣，所述凸緣彼此遠(yuǎn)離地延伸。

因此，能提供非常簡(jiǎn)單然而堅(jiān)固并且硬的渦輪葉片半部。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，渦輪葉片殼具有前緣和后緣，并且凸緣具有背離基部的凸緣區(qū)域，所述凸緣區(qū)域處于由前緣和后緣限定的平面中。

凸緣連接至另一渦輪葉片半部的相對(duì)凸緣。由于在使用期間經(jīng)受風(fēng)力，在接合處的剪切載荷最小，所以這允許具有增強(qiáng)的強(qiáng)度的渦輪葉片的制造。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，加強(qiáng)構(gòu)件通過(guò)雙面密封劑層附連至密封膜。

這是獲得令人滿意的密封以在低壓下執(zhí)行樹(shù)脂的引入的非常便利的方式，該壓力通常約為大氣壓力的2％。為了以最實(shí)用的方式工作，加強(qiáng)構(gòu)件設(shè)置有雙面密封劑層，因而制造渦輪葉片半部的人們只需要使用密封膜。密封劑層是特殊類(lèi)型的雙面膠帶，其是無(wú)孔的并為此能夠維持真空。

本發(fā)明涉及一種能利用根據(jù)本發(fā)明的方法制造的渦輪葉片半部。

本發(fā)明還涉及一種制造風(fēng)力渦輪葉片的方法，其中，通過(guò)如下步驟獲得風(fēng)力渦輪葉片半部：

使用于渦輪葉片殼的模具設(shè)置有纖維氈；