关于风轮机叶片制造的改进制造技术

描述一种制作风轮机叶片的方法。所述叶片包括具有层压结构的外壳。所述方法包括：提供限定所述叶片的所述外壳的至少一部分的形状的叶片模具(82)。所述模具沿翼展方向在根部端(94)与梢端(96)之间延伸，并且沿翼弦方向在前缘(90)与尾缘(92)之间延伸。所述方法进一步包括提供包括干结构纤维材料的多个干层片(66)以及包括浸渍有树脂的结构纤维材料的多个预浸渍层片(68)。将所述多个干层片以及所述多个预浸渍层片布置在所述模具中，以形成所述叶片的所述外壳的多层所述层压结构。将所述层片布置在所述模具中，使得所述干层片与所述预浸渍层片间插以形成混合壳结构，在该混合壳结构中所述层片以交错的关系布置，使得所述干层片的相应边缘沿所述模具的所述翼展方向以及/或者所述翼弦方向相互偏置并且/或者使得所述预浸渍层片的相应边缘沿所述模具的所述翼展方向以及/或者所述翼弦方向相互偏置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】关于风轮机叶片制造的改进
本专利技术涉及风轮机叶片的制造。
技术介绍
风轮机叶片通常包括这样的叶片壳，该叶片壳具有复合构造的层压结构。一般利用真空辅助的树脂灌注过程制造壳。该过程通常包括在叶片模具中布置干纤维加强材料以形成铺叠体。形成铺叠体的干纤维材料通常包括玻璃以及/或者碳纤维。材料可以提供成编织织物或者非编织织物并且/或者呈纤维束或者松散纤维的形式。铺叠体通常包括布置在模具中的多层材料。层根据所需的壳的厚度以及结构上下堆叠。因为叶片模具一般包括高曲率区域，所以层有时例如通过缝合而连接在一起。这防止层在模具中相对于彼此滑动。一旦已经在模具中装配起铺叠体，就用真空膜覆盖铺叠体，真空膜针对模具的凸缘密封以形成封装铺叠体的密封区域。从密封区域提取出空气以形成有效真空。然后使树脂进入到成真空的密封区域中。树脂灌注遍及干纤维材料。最后，施加热以使树脂固化。虽然以上过程提供了良好结果，但是该过程相当消耗时间，因为干织物会难以精确定位在模具中并且易于起折痕并且皱折。通常，干织物层离线缝合在一起以便固定它们的相对位置，但是这给所述过程增添了复杂性以及附加时间。还需要在灌注过程中精心控制合成状况以及供给的树脂的量，并且确保该过程中真空膜中没出现泄漏是至关重要的，泄漏会危害灌注过程。还公知将预浸渍材料代替干织物用于风轮机叶片制造。预浸渍材料包括预浸渍有树脂的纤维加强材料。预浸渍材料的使用避免了对将树脂供应至铺叠体的需要。然而，考虑到预浸渍的树脂，预浸渍材料明显比干材料更贵并且更难以操控。当在可能需要堆叠的若干层预浸渍材料以构建所需的结构厚度的情况下创建厚结构时，预浸渍材料的使用还引起复杂性。这是因为在真空过程中含在层中的树脂阻碍通过堆叠的层提取空气。因此，通常当堆叠的预浸渍层布置在模具中时需要在堆叠的预浸渍层上进行一系列压实过程以移除截留的空气。压实过程增加了叶片制造过程的时间以及复杂性。在此背景下，本专利技术目的是提供一种制造风轮机叶片的方法，该方法展现出优于以上详细说明的当前方法的一个或者多个优势。本专利技术的目的还在于提供一种具有新颖的并且改进的壳结构的风轮机叶片。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供一种制作风轮机叶片的方法，所述风轮机叶片包括具有层压结构的外壳，所述方法包括：提供限定所述叶片的所述外壳的至少一部分的形状的叶片模具，所述模具沿翼展方向在根部端与梢端之间延伸，并且沿翼弦方向在前缘与尾缘之间延伸；提供包括干结构纤维材料的多个干层片；提供包括浸渍有树脂的结构纤维材料的多个预浸渍层片；将所述多个干层片以及所述多个预浸渍层片布置在所述模具中，以形成所述叶片的所述外壳的多层所述层压结构，其中，所述层片布置在所述模具中使得所述干层片与所述预浸渍层片间插以形成混合壳结构，在该混合壳结构中所述层片以交错的关系布置，使得所述干层片的相应边缘沿所述模具的所述翼展方向以及/或者所述翼弦方向相互偏置并且/或者使得所述预浸渍层片的相应边缘沿所述模具的所述翼展方向以及/或者所述翼弦方向相互偏置。干层片的相应边缘可以从浸渍层片的相应边缘偏置。层片的相应边缘可以沿翼展方向以及翼弦方向两个方向偏置。所述方法可以包括将一个或者多个预制体布置在所述模具中以形成所述混合壳结构。各个预制体可以包括所述多个干层片中的粘附至所述多个预浸渍层片中的至少一个预浸渍层片的至少一个干层片。混合结构中的接连的层片以及/或者预制体可以在翼弦方向以及/或者翼展方向上具有不同的尺寸。例如，所述方法可以包括通过接连布置一系列宽度以及/或者长度逐渐减小的层片或者预制体而形成混合结构。所述方法可以包括由所述多个干层片与所述多个预浸渍层片在所述模具外部形成所述混合壳结构。所述方法可以包括一旦形成就将所述混合壳结构提升到所述模具中。所述方法可以包括在所述模具的一个或者多个不连续的区域中形成所述混合壳结构。模具的不连续的区域可以与所述外壳的需要增大厚度的区域对应。所述方法可以包括在所述模具的所述根部端处以及/或者所述模具的所述梢端处以及/或者邻近所述模具的所述前缘以及/或者邻近所述模具的所述尾缘形成所述混合壳结构。所述方法可以包括在所述模具中布置或者形成细长的加强构件。所述加强结构的一端或者两端可以布置在所述混合壳结构的一个或者多个层片的顶部上或者这些层片之间。细长加强构件可以是翼梁或者纵梁或者其组成部件(例如翼梁帽或者纵梁的一部分)。所述方法可以包括布置所述混合壳结构以在所述模具的所述根部端以及/或者梢端处形成所述加强构件的延续部分。所述加强构件的第一端可以与所述模具的所述根部端间隔开。所述混合壳结构可以布置成沿翼展方向在所述模具的所述根部端与所述加强构件的所述第一端之间延伸。所述混合壳结构的宽度可以在翼弦方向上随从所述模具的所述根部端朝所述加强构件的所述第一端的位置变动逐渐变小。所述方法可以包括在所述模具的所述根部端处设置一个或者多个根部嵌件。所述根部嵌件可以位于所述混合壳结构的层片的顶部上或者这些层片之间。所述混合壳结构可以布置成形成所述叶片的所述外壳的内蒙皮以及/或者外蒙皮的一部分。所述方法可以包括在将所述混合壳结构布置在顶部上之前在所述模具中设置初层预浸渍材料。所述方法可以包括使树脂从所述预浸渍层片灌注到所述干层片中。这可以通过提高所述层片的温度实现。所述方法可以包括使所述树脂固化。所述方法可以包括将构成所述叶片的所述外壳的所述材料整合在一起。这借助含在所述预浸渍材料中的所述树脂实现。所述方法可以包括在不供应来自外源的额外树脂的情况下整合所述材料。根据本专利技术的另一方面，提供一种根据以上方法制造的风轮机叶片。根据本专利技术的再一方面，提供一种包括根据以上方法制造的的所述风轮机叶片的风轮机。附图说明现在将参照下面的图详细描述本专利技术的非限制性实施例，在图中：图1示出了风轮机；图2是图1的风轮机的叶片的立体图；图3是沿图2中的线3-3剖取的风轮机叶片的示意性剖面图；图4a是干层片以及预浸渍层片的示意性平面图；图4b是包括图4a的干层片以及预浸渍层片的预制体的示意性平面图；图4c是沿图4b中的线4c-4c剖取的预制体的示意性剖面图；图4d是沿图4b中的线4d-4d剖取的预制体的示意性剖面图；图4e示出了正在台上制备的图4b至图4d的预制体；图5是用于形成图2以及图3的风轮机叶片的外壳的半体的风轮机叶片模具的示意性平面图；图6示出了布置在叶片模具的根部处以形成叶片的外壳的外蒙皮的一部分的第一混合壳结构；图7a是形成混合结构的一叠层片的孤立图；图7b是沿图7a中的线7b-7b剖取的图7a中所示的堆叠的示意性翼弦向剖面图；图7c是沿图7a中的线7c-7c剖取的图7a中所示的堆叠的示意性翼弦向剖面图；图7d是沿图7a中的线7d-7d剖取的图7a中所示的堆叠的示意性翼展向剖面图；图7e是沿图7a中的线7e-7e剖取的图7a中所示的堆叠的示意性翼展向剖面图；图7f示出了堆叠的层的另选布置，其中，干层片沿翼展方向对准相邻的预浸渍层片；图8示出了布置在叶片模具的梢端处的第二混合壳结构以及布置在叶片模具的根部端处的第三和第四混合壳结构以形成外蒙皮的其它部分；图9示出了布置在模具中的位于混合结构的顶部上的翼梁帽以及加强条带；图10示出了布置在模具中的泡沫板以及根部嵌件；图11示出了布置在泡沫板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制作风轮机叶片(18)部件的方法，所述部件包括具有层压结构的外壳(38)，所述方法包括：提供限定所述叶片的所述外壳的至少一部分的形状的叶片模具(82)，所述模具沿翼展方向在根部端(94)与梢端(96)之间延伸，并且沿翼弦方向在前缘(90)与尾缘(92)之间延伸；提供包括干结构纤维材料的多个干层片(66)；提供包括浸渍有树脂的结构纤维材料的多个预浸渍层片(68)；将所述多个干层片(66)以及所述多个预浸渍层片(68)布置在所述模具(82)中，以形成所述叶片的所述外壳(38)的多层所述层压结构，其中，将所述层片布置在所述模具中，使得所述干层片(66)与所述预浸渍层片(68)间插以形成混合壳结构(105)，在该混合壳结构中所述层片以交错的关系布置使得所述干层片的相应边缘沿所述模具的所述翼展方向以及/或者所述翼弦方向相互偏置并且/或者使得所述预浸渍层片的相应边缘沿所述模具(82)的所述翼展方向以及/或者所述翼弦方向相互偏置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.26 DK PA2015707631.一种制作风轮机叶片(18)部件的方法，所述部件包括具有层压结构的外壳(38)，所述方法包括：提供限定所述叶片的所述外壳的至少一部分的形状的叶片模具(82)，所述模具沿翼展方向在根部端(94)与梢端(96)之间延伸，并且沿翼弦方向在前缘(90)与尾缘(92)之间延伸；提供包括干结构纤维材料的多个干层片(66)；提供包括浸渍有树脂的结构纤维材料的多个预浸渍层片(68)；将所述多个干层片(66)以及所述多个预浸渍层片(68)布置在所述模具(82)中，以形成所述叶片的所述外壳(38)的多层所述层压结构，其中，将所述层片布置在所述模具中，使得所述干层片(66)与所述预浸渍层片(68)间插以形成混合壳结构(105)，在该混合壳结构中所述层片以交错的关系布置使得所述干层片的相应边缘沿所述模具的所述翼展方向以及/或者所述翼弦方向相互偏置并且/或者使得所述预浸渍层片的相应边缘沿所述模具(82)的所述翼展方向以及/或者所述翼弦方向相互偏置。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括将一个或者多个预制体(106)布置在所述模具(82)中以形成所述混合壳结构(105)，其中各个预制体包括所述多个干层片中的粘附至所述多个预浸渍层片中的至少一个预浸渍层片(68)的至少一个干层片(66)。3.根据权利要求1或者权利要求2所述的方法，该方法包括由所述多个干层片(66)与所述多个预浸渍层片(68)在所述模具(82)外部形成所述混合壳结构(105)并且将所述混合壳结构提升到所述模具中。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括在所述模具(82)的与所述外壳(38)的需要增大厚度的区域对应的一个或者多个不连续的区域中形成所述混合壳结构(105)。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括在所述模具(82)的所述根部端(94)处以及/或者所述模具的所述梢端(96)处以及/或者邻近所述模具的所述前缘(90)以及/或者邻近所述模具的所述尾缘(92)形成所述混合壳结构(105)。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东·贝什，
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