[發(fā)明專利]風輪機葉片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480072057.0
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN105899348B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設計）人: L·斯潘德利;C·切斯拉克
• 申請（專利權(quán)）人: 維斯塔斯風力系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/44;B29C70/54;B29D99/00;F03D1/06
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 王小東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風輪機葉片，并且涉及制造風輪機葉片的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣的風輪機葉片，這些風輪機葉片包括整合在殼的結(jié)構(gòu)內(nèi)的承重加強板條的堆疊。

背景技術(shù)

圖1a是風輪機轉(zhuǎn)子葉片10的剖面圖。葉片具有外殼，該外殼由兩個半殼(迎風殼11a與背風殼11b)制成。殼11a和11b由玻璃纖維加強塑料(GRP)模制而成。外殼11的一部分屬于夾層板構(gòu)造，并且包括輕質(zhì)泡沫(例如聚氨酯)芯12，該芯夾在內(nèi)GRP層或者“蒙皮”13與外GRP層或者“蒙皮”14之間。

葉片10包括第一對翼梁帽15a和15b以及第二對翼梁帽16a、16b。各對翼梁帽15a和15b、16a和16b布置在殼11a和11b的夾層板區(qū)域之間。每對中的一個翼梁帽15a、16a與迎風殼11a整合，并且每對中的另一個翼梁帽15b、16b與背風殼11b整合。各對中的翼梁帽相互對置并且沿葉片10的長度縱向延伸。

第一縱向延伸的抗剪腹板17a橋接第一對翼梁帽15a和15b，并且第二縱向延伸的抗剪腹板17b橋接第二對翼梁帽16a和16b。與翼梁帽15a和15b以及16a和16b組合的抗剪腹板17a和17b形成一對I形梁結(jié)構(gòu)，這對I形梁結(jié)構(gòu)將負載從旋轉(zhuǎn)的葉片10有效地傳遞至風輪機的輪轂。翼梁帽15a和15b以及16a和16b尤其傳遞拉伸和壓縮的彎曲負載，而抗剪腹板17a和17b傳遞葉片10的剪切應力。

每個翼梁帽15a和15b以及16a和16b均具有大體矩形橫截面，并且由預制的加強板條18的堆疊構(gòu)成。板條18是碳纖維加強塑料(CFRP)的拉擠成型板條，并且基本是平坦的，而且具有矩形橫截面。堆疊中的板條18的數(shù)量取決于板條18的厚度以及殼11a和11b的所需厚度，但是通常板條18均具有幾毫米的厚度，并且堆疊中通常會有三至十二個板條。板條18具有高拉伸強度，并因此具有高承重能力。

如現(xiàn)在將借助實例參照圖1b和圖1c描述的，利用樹脂灌注工藝制作葉片10。參照圖1b，此圖示出了用于風輪機葉片的半殼的模具20的剖面圖。玻璃纖維層22布置在模具20中以形成葉片10的外蒙皮14。三個細長的聚氨酯泡沫板24布置在玻璃纖維層22的頂部上以形成上文提到的夾層板芯12。泡沫板24相對于彼此間隔開，以限定位于其間的一對通道26。如上文參照圖1a描述的，多個拉擠成型的CFRP板條18堆疊在相應的通道26中。此實例的每個堆疊中示出有三個板條18，但是一個堆疊中可以有任一數(shù)量的板條18。

參照圖1c，一旦堆疊起板條18，就在拉擠成型的板條18的堆疊和泡沫板24的頂部上布置第二玻璃纖維層28。第二玻璃纖維層28形成葉片10的內(nèi)蒙皮13。接著，將真空袋裝膜30放置在模具20上以覆蓋疊層。利用密封帶32將真空袋裝膜30密封至模具20的凸緣34。利用真空泵36從模具20和真空袋裝膜30之間的密封區(qū)提取出空氣，并將樹脂38供應至密封區(qū)。樹脂38灌注在各個層壓層之間并且填充層壓疊層中的任一間隙。一旦充足的樹脂38供應到模具20，就在維持真空的同時加熱模具20以使樹脂38固化并將各個層結(jié)合在一起，從而形成葉片的半殼。根據(jù)相同的工藝制作另一半殼。然后，沿殼的前緣和后緣施加粘合劑，并且殼結(jié)合在一起而形成完整的葉片。

EP 1 520 983、WO 2006/082479以及英國專利申請GB 2497578中描述了具有與殼一體的翼梁帽的轉(zhuǎn)子葉片的其它實例。

拉擠成型的CFRP板條18沿風輪機葉片10的大部分長度延伸。新式的風輪機葉片的長度可能超過80米，因此將要理解的是，這些板條非常長且重。板條的長度和重量面臨與葉片制造以及板條的處理和運輸有關(guān)的挑戰(zhàn)。本發(fā)明的目的在于通過提供制造此類型的風輪機葉片的便利方法并且通過提供用于此方法中的設備而應對這些挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

以此為背景，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種制作風輪機葉片的方法，該方法包括：將多個纖維加強聚合材料的板條上下堆疊而形成板條的堆疊；借助由纖維材料制成的至少一個條帶將所述板條的堆疊捆綁在一起，從而形成捆綁的堆疊；用樹脂灌注所述捆綁的堆疊；并且使樹脂固化以形成細長翼梁結(jié)構(gòu)，在此翼梁結(jié)構(gòu)中，所述至少一個條帶與所述板條的堆疊整合。