具有避雷保护的风轮机叶片制造技术

本发明专利技术描述了一种制造具有金属接闪器(110)的风轮机叶片(10)的方法。所述方法包括：配置风轮机叶片(10)模具组件(100)，使得当所述模具组件(100)关闭时，在至少一个半模(112、114)的模具表面(116)和大部分金属接闪器部件(110)之间限定净空区域(120)，使得基本避免在所述半模(112、114)和所述金属接闪器部件(110)之间的接触。在本发明专利技术的特定实施例中，半模(112、114)中的一者或两者都被截断，使得当所述模具(100)被关闭时，所述金属接闪器部件(110)从所述模具(100)伸出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有避雷保护的风轮机叶片
本专利技术通常涉及一种用于风轮机的转子叶片，以及涉及制造风轮机叶片的方法。更具体来说，本专利技术涉及包括实心金属尖的风轮机叶片，该实心金属尖在结合至叶片的剩余部分之前形成为分离件。
技术介绍
实心金属尖(SMT)典型地集成至风轮机叶片中以解决雷击的问题。SMT充当接闪器，接闪器接收闪电并经由在叶片、机舱以及风轮机的塔内部延伸的导体将其排放至地电势。SMT因此允许闪电被安全地排放以及最小化雷击对风轮机的破坏的风险。为了将本专利技术置于背景中并为了解释现有技术存在的特定问题，将首先以示例的方式参考附图中图1至图3，其中：图1是包括SMT的风轮机叶片的立体图；图2是半模的尖区域的局部立体图，该半模形成了用于制造图1的风轮机叶片的模具组件的部分；图3A和图3B图示了使用图2的半模制造风轮机叶片的公知方法；以及图3C图示了使用在图3A和3B中的方法中的模具组件的前突不对准的效应。图1是包括充当接闪器的SMT12的典型风轮机转子叶片10的立体图。在SMT12之外，叶片10还包括由两个半壳制备的外壳14，两个半壳即第一半壳16和第二半壳18。半壳16、18是由玻璃纤维增强塑料(GRP)模制的层压结构。闪电引下线线缆13布置在叶片10内并且连接至SMT12，并且将闪电电流从叶片的尖部传递至叶片的根部以及传递至地电势。半壳16、18典型地在分离的半模中模制，诸如在图2部分示出的半模20。为了形成半壳16、18，首先将其部件层铺放在半模20中。将呈干玻璃纤维布形式的外皮放置在半模20的模具表面22上。然后将结构层铺放在外皮上，然后将呈干玻璃纤维布形式的内皮放置在结构层之上。半壳16、18被铺放成延伸至距半模20的尖部24很短的距离，使得半壳16、18的尖部区域被截断以提供用于SMT12的空间。接下来，用密封袋覆盖半壳16、18的部件以形成封装所有部件的抽空室。该室被排空，液体树脂的供给被连接至该室，以及将树脂引入半模20。树脂注入各部件之间，然后该组件经历固化周期以硬化树脂。将理解的是，可以使用预浸复合材料代替干式材料，从而避免树脂注入步骤。参考图3A，一旦每个半壳16、18都已被模制，就将SMT12布置于两个半模20中的一个半模的尖部24的适当位置，并且例如依靠粘着剂集成至相关的半壳16。最终，通过关闭模具将两个半壳16、18合在一起，如图3B所示，半壳16、18被黏合于一起以形成完整的叶片10。虽然这种方法提供了将SMT12与风轮机叶片10集成的简单方式，但是当模具关闭时如果在两个半模20之间存在任何不对准的话，会产生若干问题。如果半模20不正确地对准，如图3C所示，则上半模20a和上半壳18将不能正确地相对于SMT定位。例如，如果上半模20a位于下半模20b的后面，则模具呈现所谓的“前突”，如图3C所示。在该情况下，当模具关闭时，上半模20a会与SMT12抵触。在极端情况下，这能够破坏SMT12，或者甚至导致SMT12从下半壳16断开。即使SMT12不被破坏，抵触也能够阻止上半模20a正确地降低到位，而是在上半壳16和下半壳18之间留下不可接受的间隙26以及在上半壳18和SMT12之间留下另一间隙28。这是特别有问题的，因为上半壳16和下半壳18之间的间隙26导致半壳16、18之间的接触不充分，这会最终损害壳16、18之间的黏合强度以及叶片10的结构完整性。这种抵触还能够引起模具本身的破坏。例如，可以破坏模具的平滑的内表面，这对于模具之后的使用是有问题的。仅仅几毫米的不对准就足够引起上述抵触。现代风轮机叶片的长度可超过八十米，将理解的是，当制造这种尺寸的叶片时，很难避免不对准。尤其是，难以同时在叶片根部和叶片尖部都实现精确的对准。因而，根部处的对准对于制造处理来说是很关键的，半壳在尖部处的对准特别难，从而上述问题特别普遍。本专利技术的目的是减轻或者克服该问题。
技术实现思路
在该背景下，本专利技术的第一方案是制造风轮机叶片的方法，该方法包括：提供具有第一和第二半模的模具组件，每个半模包括模具表面，模具组件具有打开位置以及关闭位置，在打开位置半模间隔开，在关闭位置半模被合在一起；当模具组件处于打开位置时将在第一半模中制造风轮机叶片的第一半壳，并将在第二半模中制造风轮机叶片的第二半壳，每个半壳均包括复合材料；将第一半壳与金属接闪器部件集成；将模具组件配置使得当模具组件在关闭位置时在第二半模的模具表面和金属接闪器部件之间限定净空区域，使得基本避免第二半模和金属接闪器部件之间的接触；关闭模具组件；以及将第一和第二半壳黏合在一起。本专利技术提供了一种制造风轮机叶片的方法，其中基本避免第二半模的模具表面和金属接闪器部件之间的接触。以此方式，显著减低或者避免在半模不对准的情况下第二半模与金属接闪器部件抵触的风险。这又降低了对金属接闪器部件破坏的风险，并降低了半壳之间的不充分接触的风险。当执行该方法的这些步骤时，为了防止金属接闪器部件的移动，该方法可以进一步包括在关闭模具组件期间保持金属接闪器部件相对于第一半壳处于适当位置。优选地，利用呈夹具形式的支撑件将金属接闪器部件保持处于适当位置。优选地，该方法进一步包括配置模具组件，使得当模具组件处于关闭位置中时，所述净空区域还限定在第一半模的模具表面和金属接闪器部件之间。为了提供净空区域，可以截断第二半模的端部区域，使得当模具组件处于关闭位置中时，金属接闪器部件从第二半模的被截断的端部区域伸出。可以截断第一半模的端部区域，使得当模具组件处于关闭位置中时，金属接闪器部件从第一半模的被截断的端部区域伸出。优选地，将金属接闪器与第一半壳集成的步骤包括将金属接闪器部件黏结至第一半壳。为了避免金属接闪器部件在已经与第一半壳集成之后的移动，关闭模具组件的步骤可以包括相对于第一半模移动第二半模。优选地，关闭模具组件的步骤包括将第二半模布置在第一半模的顶部。在一个实施例中，制造第一半壳的步骤包含固化处理，并且将金属接闪器部件与第一半壳集成的步骤发生在固化处理之后。这允许在金属接闪器部件的集成之前完全形成第一半壳。在一个实施例中，金属接闪器部件可以是金属叶片尖部本身。在可替换实施例中，金属叶片尖部连接至金属接闪器部件。在该实施例中，充当接闪器的叶片尖部组装至金属接闪器部件上。当模具组件处于关闭位置中时限定在第二半模的模具表面和金属叶片尖部之间的净空区域可以超过大部分金属叶片尖部。为了提供模具组件持续的适应性，第一和第二半模中的一个或者两个可以包括可拆卸尖部部分，该方法可以包括通过在关闭模具组件之前移除该尖部部分或者每个尖部部分来截断该半模或者每个半模。根据第二方案，本专利技术是用于风轮机叶片的模具组件，该模具组件包括用于模制风轮机叶片的第一半壳的第一半模和用于模制风轮机叶片的第二半壳的第二半模，每个半壳均包括复合材料，该模具组件具有打开位置，在该打开位置半模间隔开，并且每个半模都包括模具表面和关闭位置，在该关闭位置半模被合在一起，其中，在使用中，金属接闪器部件与第一半壳集成，而模具组件构造为使得当模具组件处于关闭位置时在第二半模的模具表面和金属接闪器部件之间限定净空区域，使得基本避免第二半模的模具表面和金属接闪器部件之间的接触。本专利技术提供了模具组件，其中由于该净空区域而基本避免金属接闪器部件和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造风轮机叶片的方法，所述方法包括：提供具有第一半模和第二半模的模具组件，每个半模均包括模具表面，所述模具组件具有打开位置以及关闭位置，在所述打开位置所述半模间隔开，在所述关闭位置所述半模被合在一起；当所述模具组件处于所述打开位置时，使所述风轮机叶片的第一半壳位于所述第一半模中，并且使所述风轮机叶片的第二半壳位于所述第二半模中，每个半壳均包括复合材料；将金属接闪器部件与所述第一半壳集成；配置所述模具组件，使得当所述模具组件处于所述关闭位置时，在所述第二半模的所述模具表面和所述金属接闪器部件之间限定净空区域，使得基本避免所述第二半模和所述金属接闪器部件之间的接触；关闭所述模具组件；以及将所述第一半壳和第二半壳结合在一起。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.20 DK PA201270721;2012.11.20 US 61/728,2641.一种制造风轮机叶片的方法，所述方法包括：提供具有第一半模和第二半模的模具组件，每个半模均包括模具表面，所述模具组件具有打开位置以及关闭位置，在所述打开位置所述半模间隔开，在所述关闭位置所述半模被合在一起；当所述模具组件处于所述打开位置时，使所述风轮机叶片的第一半壳位于所述第一半模中，并且使所述风轮机叶片的第二半壳位于所述第二半模中，每个半壳均包括复合材料；其特征在于，将金属接闪器部件与所述第一半壳集成；配置所述模具组件，使得当所述模具组件处于所述关闭位置时，在所述第二半模的所述模具表面和所述金属接闪器部件之间限定净空区域，使得基本避免所述第二半模和所述金属接闪器部件之间的接触；关闭所述模具组件；将所述第一半壳和第二半壳结合在一起；以及将一金属叶片尖部连接至所述金属接闪器部件，或者所述金属接闪器部件是金属叶片尖部。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括在关闭所述模具组件期间保持所述金属接闪器部件相对于所述第一半壳处于适当位置。3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法进一步包括配置所述模具组件，使得当所述模具组件处于所述关闭位置中时，在所述第一半模的所述模具表面和所述金属接闪器部件之间也限定有净空区域。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二半模的端部区域被截断，使得当所述模具组件处于所述关闭位置中时，所述金属接闪器部件从所述第二半模的被截断的端部区域伸出。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一半模的端部区域被截断，使得当所述模具组件处于所述关闭位置中时，所述金属接闪器部件从所述第一半模的被截断的端部区域伸出。6.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述金属接闪器部件与所述第一半壳集成的步骤包括将所述金属接闪器部件黏结至所述第一半壳。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一半模和第二半模中的一者或两者包括可拆卸的尖部部分，所述方法包括通过在关闭所述模具组件之前移除此尖部部分或者每...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·拉加辛加姆，T·科拉尔德，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK