[發(fā)明專利]制造具有打印的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片面板的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880087216.2
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN111587178B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.R.托賓;T.默茨霍伊澤;T.安德森
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B29C70/54
• 分類號: B29C70/54;F03D1/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石宏宇;金飛

一種用于制造風(fēng)力渦輪的轉(zhuǎn)子葉片面板的方法包括將轉(zhuǎn)子葉片面板的模具相對于計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)裝置而放置。該方法還包括在模具中形成一個(gè)或多個(gè)纖維增強(qiáng)的外蒙皮。該方法還包括在一個(gè)或多個(gè)纖維增強(qiáng)的外蒙皮已從成型冷卻之前經(jīng)由CNC裝置來將相交以形成至少一個(gè)三維(3D)增強(qiáng)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的多個(gè)肋部件打印并且沉積到一個(gè)或多個(gè)纖維增強(qiáng)的外蒙皮的內(nèi)表面上。此外，在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)被沉積時(shí)，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)結(jié)合到(一個(gè)或多個(gè))纖維增強(qiáng)的外蒙皮。另外，多個(gè)肋部件至少包括沿第一方向延伸的第一肋部件和沿不同的第二方向延伸的第二肋部件。此外，第一肋部件沿著其長度具有變化的高度。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開大體上涉及風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片，并且更特別地涉及制造具有打印的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片面板的方法。

背景技術(shù)

風(fēng)力被認(rèn)為是目前可用的最清潔、對環(huán)境最友好的能源之一，并且，在這點(diǎn)上，風(fēng)力渦輪已得到越來越多的關(guān)注。現(xiàn)代的風(fēng)力渦輪典型地包括塔架、發(fā)電機(jī)、齒輪箱、機(jī)艙以及一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片使用已知的翼型件原理來捕獲風(fēng)的動能。轉(zhuǎn)子葉片將動能以旋轉(zhuǎn)能的形式傳送，以便使將轉(zhuǎn)子葉片聯(lián)接到齒輪箱或在未使用齒輪箱的情況下將轉(zhuǎn)子葉片直接地聯(lián)接到發(fā)電機(jī)的軸轉(zhuǎn)動。然后，發(fā)電機(jī)使機(jī)械能轉(zhuǎn)換成可部署到公用電網(wǎng)的電能。

轉(zhuǎn)子葉片大體上包括典型地使用模制過程來形成的吸力側(cè)殼和壓力側(cè)殼，吸力側(cè)殼和壓力側(cè)殼在沿著葉片的前緣和后緣的結(jié)合線處結(jié)合在一起。此外，壓力殼和吸力殼是相對輕質(zhì)的，并且具有并非構(gòu)造成承受在操作期間施加于轉(zhuǎn)子葉片上的彎曲力矩和其它負(fù)荷的結(jié)構(gòu)性質(zhì)(例如，剛度、抗屈曲性以及強(qiáng)度)。因而，為了提高轉(zhuǎn)子葉片的剛度、抗屈曲性以及強(qiáng)度，典型地使用接合殼半部的內(nèi)壓力側(cè)表面和內(nèi)吸力側(cè)表面的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件(例如，相對的翼梁帽，在其之間構(gòu)造有抗剪腹板)來增強(qiáng)主體殼。

翼梁帽典型地由包括但不限于玻璃纖維層壓復(fù)合物和/或碳纖維層壓復(fù)合物的多種材料構(gòu)成。通過使纖維織物層堆疊于殼模具中而大體上圍繞葉片的翼梁帽構(gòu)建轉(zhuǎn)子葉片的殼。然后，典型地，例如利用熱固性樹脂來將層一起灌注。因此，常規(guī)的轉(zhuǎn)子葉片大體上具有夾層面板構(gòu)造。照此，大型轉(zhuǎn)子葉片的常規(guī)葉片制造涉及高勞動力成本、慢生產(chǎn)率以及昂貴的模具工具的低利用率。此外，定制葉片模具可能是昂貴的。

因而，用于制造轉(zhuǎn)子葉片的方法可包括成節(jié)段地形成轉(zhuǎn)子葉片。然后，葉片節(jié)段可被組裝，以形成轉(zhuǎn)子葉片。例如，一些現(xiàn)代的轉(zhuǎn)子葉片(諸如，在提交于2015年6月29日并且標(biāo)題為“模塊化風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片及其組裝方法(Modular Wind Turbine Rotor Bladesand Methods of Assembling Same)”的申請?zhí)枮?4/753137的美國專利申請(該申請通過引用而以其整體并入本文中)中描述的那些葉片)具有模塊化面板構(gòu)造。因而，模塊化葉片的多種葉片構(gòu)件可基于葉片構(gòu)件的功能和/或位置而由變化的材料構(gòu)成。

鑒于前文，本領(lǐng)域不斷尋求用于制造風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子葉片面板的改進(jìn)的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)將在以下描述中得到部分闡述，或可根據(jù)描述而為顯然的，或可通過實(shí)踐本發(fā)明而了解。

在一個(gè)方面，本公開涉及一種用于制造轉(zhuǎn)子葉片面板的方法。該方法包括將轉(zhuǎn)子葉片面板的模具相對于計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)裝置而放置。該方法還包括在模具中形成一個(gè)或多個(gè)纖維增強(qiáng)的外蒙皮。該方法還包括在一個(gè)或多個(gè)纖維增強(qiáng)的外蒙皮已從成型冷卻之前經(jīng)由CNC裝置來將多個(gè)肋部件打印并且沉積到一個(gè)或多個(gè)纖維增強(qiáng)的外蒙皮的內(nèi)表面上，多個(gè)肋部件形成至少一個(gè)三維(3D)增強(qiáng)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。此外，在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)被沉積時(shí)，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)結(jié)合到(一個(gè)或多個(gè))纖維增強(qiáng)的外蒙皮。另外，多個(gè)肋部件至少包括沿第一方向延伸的第一肋部件和沿不同的第二方向延伸的第二肋部件。此外，第一肋部件沿著其長度具有變化的高度。