具有防蚀护罩的风轮机叶片制造技术

技术编号:17949647 阅读:20 留言:0更新日期:2018-05-16 01:47
本发明专利技术涉及一种具有前缘(18,56)防蚀护罩(64)的风轮机叶片(10)。所述防蚀护罩(64)包括由第一热塑性材料(65)构成的内层,所述内层是所述风轮机叶片(10)的壳体的组成部分。所述防蚀护罩(64)还包括被附接到所述内层上的由第二热塑性材料(66)构成的外层。

Wind turbine blades with an anticorrosion shield

The invention relates to a wind turbine blade (10) with a front edge (18,56) anticorrosive shield (64). The corrosion protection cover (64) comprises an inner layer made of the first thermoplastic material (65), and the inner layer is an integral part of the housing of the wind turbine blade (10). The corrosion protection cover (64) also comprises an outer layer formed by second thermoplastic materials (66) attached to the inner layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有防蚀护罩的风轮机叶片专利
本专利技术涉及一种具有防蚀护罩的风轮机叶片、具有此叶片的风轮机,以及制造和修理此叶片的方法。专利技术背景在风轮机的寿命期间,在持续维护操作上花费了大量资源来确保最佳的涡轮性能。关于风轮机的叶片,在叶片的前缘上的侵蚀是一个关注领域。已知在风轮机叶片的前缘处提供防蚀护罩。防蚀护罩包括由回弹性抗侵蚀材料构成的层或涂层,其沿着叶片的长度施加,覆盖了前缘。防蚀护罩提供了改善的抗侵蚀性,通常由与用于制造风轮机叶片的壳体的相对较脆的纤维复合材料相反的回弹性材料形成,并且因此用于改善风轮机叶片的总体耐用性。在EP2153065中可看到包括聚合物膜的防蚀护罩的实例。现场经验已显示此防蚀护罩或防蚀带将取决于风轮机的位置的环境条件,以及风轮机操作状态(尤其是叶尖速度)而持续大约5-8年。在防蚀护罩破裂的情况下,需要维护来避免涡轮性能降低,这涉及到大量且复杂的程序以停止涡轮操作、沿着涡轮叶片的前缘除去破裂的护罩,并且沿着前缘施加新的防蚀护罩。保护风轮机叶片的前缘的备选方式在US2012/0034094中提出。使用了作为粘合剂的可固化树脂将低表面能量热塑性盖安装在前缘上,该盖是包括抗UV热塑性材料层和固化环氧树脂的复合物。通过使用包括了被熔合到纤维基底上的热塑性膜外层的抗侵蚀预形件,在WO2015/015202中采用了类似的途径。预形件被置于模具上,并且经由其它纤维层和可固化树脂被连接到整流罩本体上。本专利技术的目的在于提供一种风轮机叶片,其具有耐用且较容易保养的改进的防蚀护罩。专利技术概述本专利技术关于一种具有风轮机叶片,其由复合材料制成的叶片壳体,所述复合材料包括增强纤维和热固性树脂,所述风轮机叶片包括尖端和根端,以及前缘和后缘,所述风轮机叶片包括压力侧和吸入侧,其中,所述风轮机叶片还包括防蚀护罩,所述防护护罩沿着所述前缘的至少一部分延伸,并且沿着所述风轮机叶片的外表面被整合在所述叶片壳体中,所述防蚀护罩包括:包括第一热塑性材料的内层,以及包括第二热塑性材料且被附接到内层的第一热塑性材料上的外层,所述内层的所述第一热塑性材料是壳体的组成部分。根据本专利技术,提供了一种风轮机叶片,其具有沿着叶片的前缘的至少一部分的改进的抗侵蚀性。包括两种热塑性材料的层合的防蚀护罩的使用允许了第一热塑性材料和第二热塑性材料的组合,所述第一热塑性材料被优化用于在叶片的壳体中的整合(integration),所述的第二热塑性材料被优化用于牢固附接到所述第一热塑性材料上且经得起侵蚀。所述第一热塑性材料可被选择成用于与热固性树脂的良好相容性以及叶片壳体的纤维增强。所述第一热塑性材料通常在壳体或其部分的模制期间被整合在壳体中。取决于所期望的侵蚀保护和风轮机叶片在用于某些环境中时预计经历的特定条件,所述第二热塑性材料可被选择成提供硬表面、弹性表面和/或坚韧的回弹性表面。在与安装在置于岸上(例如,沙漠中)的风轮机上的风轮机叶片相比较时,安装在置于离岸环境中的风轮机上的风轮机叶片可需要不同的热塑性材料,具体是不同的第二热塑性材料。在本专利技术的实施例中,所述第二热塑性材料通过选自于激光焊接、热焊接如热气体焊接、速度尖端焊接、点焊、接触焊接和热板焊接、超声波焊接、高频焊接和溶剂焊接的塑料焊接工艺被附接到第一热塑性材料上。使用用于将所述第二热塑性材料联接到所述第一热塑性材料上,并且由此风轮机叶片的前缘上的塑料焊接工艺具有多个优点:-焊接工艺可为自动或半自动的,其可降低生产成本,并且改善可复制性和质量。-在所述第一热塑性材料与所述第二热塑性材料之间形成的结合对应于界面处的两种材料的聚合链的缠结,使得结合极为持久,并且不可能在叶片操作期间故障。-形成的材料连接的过程和质量是或多或少独立于焊接地点的环境的。在叶片制造地点,可能不需要小心控制温度和相对湿度,这在例如使用粘合剂、涂料、涂层、带等时通常很重要。此外,受损或磨损的防蚀护罩可在现场修理,同时叶片在风轮机上或至少不会将叶片移入受控的环境中。由于沿着前缘的侵蚀是叶片故障和修理的主要原因,故根据本专利技术的防蚀护罩可较大地延长所需的修理之间的间隔,并且同时使得任何修理更容易且更安全。这降低了来自风轮机的能量的成本。原则上,适用于焊接塑料材料的任何焊接工艺都可以根据本专利技术的实施例进行使用。在优选实施例中,使用了加热焊接。热空气焊接是根据本专利技术的实施例的适用的一种可能的方法。热空气焊接可以是通用且经济的。还可使用激光焊接,因为其利用多种热塑性材料产生非常可复制的结果,包括可用于根据这些优选实施例的防蚀护罩中的那些。激光焊接可以是自动的,并且还可以适于在场地中现场使用。因此,可获得非常可复制的接头。激光焊接通常需要第一热塑性材料吸收激光波长下的能量,同时第二热塑性材料应当使激光波长至少部分地穿过来到达两种材料之间的界面。如果待联接的部分是紧密接触的,那么激光透明的材料也通过传导来在界面处加热,并且形成很耐用的接头。热塑性材料之间的紧密接触例如可通过使用夹持装置来形成,以在激光焊接工艺期间将两种材料紧密保持在一起。在一些实施例中,第一热塑性材料包括吸热器件,例如,炭黑、其它特殊颜料或其它添加剂。此外,激光焊接不需要任何消耗品,并且因此不对风轮机叶片添加任何额外的重量。使用两种热塑性材料之间的焊接夹层构造来构成防蚀护罩,使得有可能选择适用于对叶片壳体的复合材料内的整合进行优化和对焊接工艺进行优化的第一热塑性材料,以及具有良好防风雨且耐磨的第二热塑性材料。以此方式,可获得极为耐用的防蚀护罩。在本专利技术的一些实施例中,第二热塑性材料包括一种或多种UV吸收剂。在本专利技术的实施例中,第一热塑性材料以一个或多个片(sheet)、箔片(foil)或条(strip)的形式提供。第一热塑性材料可有足够的柔性而能够在壳体或壳体的一部分的模制中适于形成风轮机叶片的前缘或前缘的一部分的所需形状。这可通过使用片或箔片来获得,片或箔片可遵循可涉及真空协助的树脂转移的模制过程中的模制表面的形状。可能有利地是将箔片、片或条加热到第一热塑性材料略微软化来协助将箔片或片定位在模具中的温度。在本专利技术的实施例中,第一热塑性材料具有在0.2与2mm之间的厚度,优选为在0.4与1.2mm之间。第一热塑性材料的片、箔片或条的厚度可变化。需要一定厚度来实现适合且良好作用的基础材料,第二热塑性材料可例如通过激光焊接来附接到该基础材料上。如果厚度变得太大,则柔性可能削弱且材料升本升高。在本专利技术的实施例中,第一热塑性材料以一个或多个预成型部分的形式提供。在本专利技术的优选实施例中,第一热塑性材料是预成型部分,其直接地置于模具中,该部分遵循模具的表面轮廓。根据这些实施例,第一热塑性材料例如可在注射模制过程中、真空成型过程中或挤制过程中预成型。根据本专利技术的实施例,一个或多个预成型部分具有在0.2与2mm之间的厚度,优选为在0.4与1.2mm之间。第一热塑性材料的一个或多个预成型部分的厚度可针对不同的防蚀护罩变化,并且单个预成型部分可在该部分自身各处改变厚度。例如,该部分可具有锥形边缘。根据本专利技术的实施例,第二热塑性材料是具有0.2到1mm之间的厚度的一个或多个片或箔片,优选为在0.4与0.8mm之间。第二热塑性材料的厚度在容易附接到第一热塑性材料上与期望获得长期的抗侵蚀性之本文档来自技高网...
具有防蚀护罩的风轮机叶片

【技术保护点】
一种风轮机叶片,其具有由复合材料制成的叶片壳体,所述复合材料包括增强纤维和热固性树脂,所述风轮机叶片包括尖端和根端,以及前缘和后缘,所述风轮机叶片包括压力侧和吸入侧,其特征在于,所述风轮机叶片还包括防蚀护罩,所述防蚀护罩沿着所述前缘的至少一部分沿着所述风轮机叶片的外表面延伸,所述防蚀护罩包括内层以及外层,所述内层包括第一热塑性材料,所述外层包括第二热塑性材料并被附接到所述内层的所述第一热塑性材料上,所述内层的所述第一热塑性材料是所述壳体的组成部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种风轮机叶片,其具有由复合材料制成的叶片壳体,所述复合材料包括增强纤维和热固性树脂,所述风轮机叶片包括尖端和根端,以及前缘和后缘,所述风轮机叶片包括压力侧和吸入侧,其特征在于,所述风轮机叶片还包括防蚀护罩,所述防蚀护罩沿着所述前缘的至少一部分沿着所述风轮机叶片的外表面延伸,所述防蚀护罩包括内层以及外层,所述内层包括第一热塑性材料,所述外层包括第二热塑性材料并被附接到所述内层的所述第一热塑性材料上,所述内层的所述第一热塑性材料是所述壳体的组成部分。2.根据权利要求1所述的风轮机叶片,其中,所述第二热塑性材料通过塑料焊接工艺被附接到所述到第一热塑性材料上,所述塑料焊接工艺选自于激光焊接、热焊接如热气体焊接、速度尖端焊接、点焊、接触焊接和热板焊接、超声波焊接、高频焊接和溶剂焊接。3.根据权利要求1-2中任一项所述风轮机叶片,其中,所述第一热塑性材料以一个或多个片、箔片或条的形式提供。4.根据权利要求3所述的风轮机叶片,其中,所述第一热塑性材料具有在0.2与2mm之间的厚度,优选为在0.4与1.2mm之间。5.根据权利要求1-2中任一项所述风轮机叶片,其中,所述第一热塑性材料以一个或多个预成型部分的形式提供。6.根据权利要求5所述的风轮机叶片,其中,所述一个或多个预成型部分具有在0.2与2mm之间的厚度,优选为在0.4与1.2mm之间。7.根据权利要求1-6中任一项所述风轮机叶片,其中,所述第二热塑性材料是具有在0.2与1mm之间的厚度的一个或多个片或箔片,优选为在0.4与0.8mm之间。8.根据权利要求1-6中任一项所述风轮机叶片,其中,所述第二热塑性材料是一个或多个预成型部分。9.根据权利要求8所述的风轮机叶片,其中,所述一个或多个预成型部分具有在0.2与1.0mm之间的厚度,优选为在0.4与0.8mm之间。10.根据权利要求1-9中任一项所述风轮机叶片,其中,所述第一热塑性材料选自于由以下构成的组:聚苯乙烯、聚(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯)、聚(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯)、聚(苯乙烯-丙烯腈)、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸丁二醇酯或者它们的任何组合。11.根据权利要求1-10中任一项所述风轮机叶片,其中,所述第二热塑性材料选自于由以下构成的组:聚苯乙烯、聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、聚(丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯)、聚(苯乙烯-丙烯腈)、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸丁二醇酯、超高分子量聚乙烯、热塑性弹性体如热塑性聚氨酯,或者它们的任何组合。12.根据权利要求1-9中任一项所述风轮机叶片,其中,所述第一热塑性材料选自于由以下构成的组:聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员:M德拉奇曼恩哈亚格
申请(专利权)人:LMWP专利控股有限公司
类型:发明
国别省市:丹麦,DK

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