包括隔板的风力涡轮机叶片制造技术

本发明专利技术涉及制造隔板单元的方法、安装隔板单元的方法、隔板、隔板单元和风力涡轮机叶片。隔板通过真空成型或旋转模制制造，并具有在制造期间形成的一组预定开口。在安装隔板单元之前，将各种附加元件预固定或预集成到隔板中。然后，这个预组装单元能定位在叶片根部段内并连接到叶片段。

Wind turbine blades with baffles

The invention relates to a method for manufacturing a baffle unit, a method for installing a baffle unit, a baffle, a baffle unit and a wind turbine blade. The diaphragm is manufactured by vacuum forming or rotating moulding and has a set of predetermined openings formed during manufacturing. Before installing the baffle unit, various additional elements are pre-fixed or pre-integrated into the baffle. The pre-assembly unit can then be positioned in the blade root segment and connected to the blade segment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括隔板的风力涡轮机叶片
本专利技术涉及一种制造用于风力涡轮机叶片的隔板（bulkhead）单元的方法，包括提供具有至少第一侧、第二侧和外圆周的隔板的步骤，第一侧和第二侧面向相对的轴向方向，并且外圆周布置在径向平面中，其中，隔板的外部尺寸基本上对应于风力涡轮机叶片的叶片根部段的内部尺寸。本专利技术进一步涉及一种将隔板单元安装在风力涡轮机的风力涡轮机叶片中的方法，风力涡轮机叶片从叶片根部到尖端沿纵向方向延伸，并从前缘到后缘沿弦向方向延伸，其中，风力涡轮机叶片包括限定压力侧和吸力侧的叶片壳体，风力涡轮机叶片进一步包括叶片根部段，所述叶片根部段包括叶片根部。本专利技术还涉及一种隔板、一种隔板单元和一种风力涡轮机叶片。
技术介绍
已知将隔板放置在现代风力涡轮机的风力涡轮机叶片的叶片根部段中，典型地在沿纵向方向距叶片根部最多为0.2的相对长度内。风力涡轮机叶片具有在叶片根部与尖端之间测量的为1的总相对长度。隔板用于封堵（closeoff）风力涡轮机叶片的内部，以便防止碎片（例如，过多的胶块）和流体（例如，水或油）在旋转期间进入毂部。隔板还防止松动的物品从毂部或其他风力涡轮机叶片进入该风力涡轮机叶片。隔板还可在风力涡轮机叶片或毂部内的维护或维修任务期间为工作人员提供工作平台。叶片根部段中的已知问题是由于运行期间作用在风力涡轮机叶片上的空气动力导致的椭圆化。叶片根部的椭圆化增加了叶片根部与毂部或变桨轴承单元之间的螺栓连接失效的风险。通过对那个叶片段中的夹层叠层（sandwichlaminate）增加额外的层或芯材料能解决这个问题，但是，这增加了风力涡轮机叶片的总重量和成本。这种椭圆运动还增加了沿着隔板的圆周的胶缝中的应力，其可导致胶缝中的裂缝或缺陷，使得隔板变得松动。其次，在制造期间难以实现叶片根部段的完美圆柱形内表面，因此沿着隔板的圆周可出现间隙或空隙。填充材料或密封材料能用于填充这些间隙或空隙，以密封风力涡轮机叶片的内部。另一个解决方案是如WO2012/119934A1中公开的，沿着隔板的圆周布置连续的柔性附接部件或多个附接部件。隔板具有夹层结构，所述夹层结构包括中心芯元件和位于芯元件两侧上的纤维增强层。每个附接部件包括弹性材料，所述弹性材料能够根据叶片根部段的内表面的轮廓变形以密封内部空间。在将隔板定位在安装位置中之后，已附接的一个部件或多个部件被固定或胶合到叶片根部段上。这个解决方案对隔板的制造和安装过程增加了额外步骤。又另一个解决方案是如WO2015/121408A1中公开的，沿着隔板的圆周布置可调节的固定套环（collar）。隔板是由透明的织物材料制成。固定套环包括沿着大部分圆周延伸的弹性材料，其中，可调节的弹簧元件附接到这个固定套环的端部。弹簧元件被压缩，以允许隔板的容易定位。一旦放置在安装位置中，弹簧元件就被释放，以使固定套环与叶片根部段接触。集成到叶片段中的多个支架元件被使用，以将隔板固装在其位置中。这个解决方案对安装过程增加了额外步骤，并增加了安装时间。WO2009/085041A1公开了一种柔性凸缘，其在椭圆化期间允许根部端段与盘形隔板之间的相对运动。柔性凸缘附接到隔板的侧表面，并且进一步附接到根部端段的内表面。这个申请未谈及隔板是如何制成的。WO2013/041190A1公开了一种基本上U形的隔板，其具有外周圆柱形部分，所述外周圆柱形部分附接到根部端段，并改变成较小的中间圆柱形部分。中间圆柱形部分进一步改变成中心盘形部分。隔板具有由许多用树脂注入的纤维层制成的叠层结构。中心部分夹在面向转子毂部的防滑涂层与面向叶片尖部的冲击保护垫或板之间。因此，需要一种改进的隔板单元，其允许强有力的连接和廉价的生产。专利技术目的本专利技术的一个目的是提供一种风力涡轮机叶片和解决上述问题的隔板单元。本专利技术的另一个目的是提供一种风力涡轮机叶片，其允许快速且容易地安装隔板，特别是预组装的隔板单元。本专利技术的又另一个目的是提供一种方法，其允许廉价制造隔板，特别是预组装的隔板单元。本专利技术的再另一个目的是提供一种方法，其允许快速且简单地安装隔板，特别是预组装隔板单元。专利技术详细说明本专利技术的一个目的是通过制造用于风力涡轮机叶片的隔板单元的方法来实现，所述风力涡轮机叶片从叶片根部到尖端沿纵向方向延伸，并从前缘到后缘沿弦向方向延伸，其中，所述方法包括以下步骤：-制造隔板，其中，所述隔板在已安装时沿径向方向延伸，并具有至少第一侧、第二侧和外圆周，第一侧和第二侧面向相对的纵向/轴向方向，并且外圆周布置在弦向/径向平面中，其中，隔板的外部尺寸基本上对应于风力涡轮机叶片的叶片根部段的内部尺寸，其特征在于，隔板包括至少一个隔板部件，其中，所述至少一个隔板部件通过旋转模制或真空成型制造。这能够使隔板单元与风力涡轮机叶片分开制造和组装。这进一步允许隔板单元的廉价制造过程能进一步自动化，并因此进一步节省制造成本和时间。因此，隔板单元能在单独的现场（例如，单独的工厂或部门）制造和组装，然后包装并运输到风力涡轮机叶片的现场用于后续安装。传统的隔板典型地使用模具和铺叠过程来制造，以生产夹层结构，其中中心芯材料夹在纤维增强材料层之间。在制造之后，使用耗时的切割过程来提供不同尺寸的各种开口，用于舱口、通风管、电缆、雷电传导器（lightningdownconductor）和其他元件的后续固定。这增加了总制造成本和周期时间，并增加了废弃材料的量。与其他已知的制造技术相比，使用旋转模制或真空成型允许廉价且简单的制造过程，废弃材料最少。因此，不同尺寸和形状的开口能并入用于形成隔板的模具的设计中。因此，隔板能制造有预定的入口开口组和/或为安装一个或多个所要元件准备的其他开口，如随后所述。如果需要的话，例如通过冲压能在隔板中快速且容易地形成附加的开口。这减少了模制过程完成之后的总周期时间。这也节省了材料，因为所有的或大部分的开口能在制造期间形成。使用旋转模制或真空成型进一步能够使隔板的一个或多个区域为特定元件的固定（mount）或安装（install）做准备。例如，这些准备区域可包括一个或多个配置用于接收和保持特定元件的槽，其中，所述槽的形状和尺寸基本上与那个元件的形状和尺寸匹配。例如，这些准备区域可包括一个或多个用于固定那个元件的参考标记或固定点。这允许元件被固定或安装在每个隔板上的明确限定的区域中。这提供了一种为特定风力涡轮机叶片固定或安装所要元件的标准化方式，其能进一步减少总周期时间。根据一个实施例，隔板包括第一隔板部件和至少第二隔板部件，所述方法进一步包括以下步骤：-使至少第二隔板部件沿纵向或径向方向相对于第一隔板部件对齐，-使第一隔板部件和至少第二隔板部件彼此接触以形成隔板。隔板可制造为单一的盘或板形元件，两个相对的侧（side）面向不同的轴向方向，并且外圆周面向径向方向。当已安装时，径向方向等于弦向方向，并且轴向方向等于纵向方向。一个或两个侧也可充当用于在维修或维护期间位于风力涡轮机叶片或毂部中的工作人员的工作平台。隔板可具有预定总厚度（在两侧之间沿轴向方向测量）和预定壁厚。总厚度可达到但不限于15厘米。壁厚可达到但不限于5厘米。这提供了相对稳定的工作平台。隔板的外部尺寸（例如，外径）可基本上对应于叶片根部段中的叶片壳体的内部尺寸（例如，内径）。这允许隔板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造用于风力涡轮机叶片（5）的隔板单元（16）的方法，所述风力涡轮机叶片（5）从叶片根部（6）到尖端（7）沿纵向方向延伸，并从前缘（8）到后缘（9）沿弦向方向延伸，其中，所述方法包括以下步骤：‑ 制造隔板（17），其中，所述隔板（17）在已安装时沿径向方向延伸，并具有至少第一侧、第二侧和外圆周，所述第一侧和第二侧面向相对的纵向方向，并且所述外圆周布置在径向平面中，其中，所述隔板（17）的外部尺寸基本上对应于风力涡轮机叶片（5）的叶片根部段（13）的内部尺寸，其特征在于，所述隔板（17）包括至少一个隔板部件（19, 21），其中，所述至少一个隔板部件（19, 21）通过旋转模制或真空成型制造。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.31 EP 16196515.71.一种制造用于风力涡轮机叶片（5）的隔板单元（16）的方法，所述风力涡轮机叶片（5）从叶片根部（6）到尖端（7）沿纵向方向延伸，并从前缘（8）到后缘（9）沿弦向方向延伸，其中，所述方法包括以下步骤：-制造隔板（17），其中，所述隔板（17）在已安装时沿径向方向延伸，并具有至少第一侧、第二侧和外圆周，所述第一侧和第二侧面向相对的纵向方向，并且所述外圆周布置在径向平面中，其中，所述隔板（17）的外部尺寸基本上对应于风力涡轮机叶片（5）的叶片根部段（13）的内部尺寸，其特征在于，所述隔板（17）包括至少一个隔板部件（19,21），其中，所述至少一个隔板部件（19,21）通过旋转模制或真空成型制造。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔板（17’’,17’’’）包括第一隔板部件和至少第二隔板部件，所述方法进一步包括以下步骤：-使所述至少第二隔板部件沿纵向或径向方向相对于所述第一隔板部件对齐，-使所述第一隔板部件和所述至少第二隔板部件彼此接触以形成隔板（17’’,17’’’）。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一隔板部件相对于所述至少第二隔板部件布置，使得所述第一隔板部件和第二隔板部件中每一个的一侧彼此接触，或者使得所述第一隔板部件和第二隔板部件中每一个的安装凸缘（20a,20b）彼此接触。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在安装所述隔板单元（16）之前将至少一个其他元件（18）固定或集成在所述隔板（17）上的步骤，其中，所述至少一个其他元件（18）布置在所述第一侧和第二侧中的至少一个上。5.一种将隔板单元（16）安装在风力涡轮机（1）的风力涡轮机叶片（5）中的方法，所述风力涡轮机叶片（5）从叶片根部（6）到尖端（7）沿纵向方向延伸，并从前缘（8）到后缘（9）沿弦向方向延伸，其中，所述风力涡轮机叶片（5）包括限定压力侧（11）和吸力侧（12）的叶片壳体（10），所述风力涡轮机叶片（5）进一步包括叶片根部段（13），所述叶片根部段（13）包括叶片根部（6），其特征在于，所述方法包括以下步骤：-提供根据权利要求1至4中任一项所述的至少一个隔板...

【专利技术属性】
技术研发人员：W楚林罗洛夫，
申请(专利权)人：LM风力发电国际技术有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK