用于制造用于风力涡轮的转子叶片的叶片节段的结构构件的方法技术

一种用于制造用于风力涡轮(10)的分节段式转子叶片的叶片节段的结构构件的方法包括提供结构构件的模具(150)。模具(150)具有限定结构构件的外表面的外壁(156)。该方法还包括使至少一个工具作业销(162)紧固到外壁(156)，以便将销接头狭槽(50)限定于结构构件中。而且，该方法包括将一个或多个外纤维层(168)铺叠于模具(150)中，以便至少部分地覆盖外壁(156)。(一个或多个)外纤维层(168)具有接纳(一个或多个)工具作业销(162)的至少一个孔(169)。照此，(一个或多个)外纤维层(168)形成结构构件的外表面。此外，该方法包括在模具(150)中将一个或多个结构特征(170)放置于(一个或多个)外纤维层(168)顶上。另外，该方法包括经由树脂材料来对(一个或多个)外纤维层(168)和(一个或多个)结构特征(170)一起进行灌注，以便形成结构构件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造用于风力涡轮的转子叶片的叶片节段的结构构件的方法
本公开大体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及用于制造用于风力涡轮的分节段式转子叶片的叶片节段的诸如梁结构或接纳区段之类的结构构件的方法。
技术介绍
风力被认为是目前可用的最清洁、对环境最友好的能源之一，并且，在这点上，风力涡轮已得到越来越多的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及具有带有一个或多个转子叶片的可旋转毂的转子。转子叶片使用已知的翼型件原理来捕获风的动能。转子叶片将动能以旋转能的形式传送，以便使将转子叶片联接到齿轮箱或在未使用齿轮箱的情况下将转子叶片直接地联接到发电机的轴转动。然后，发电机使机械能转换成可以部署到公用电网的电能。转子叶片大体上包括典型地使用模制过程来形成的吸力侧壳和压力侧壳，吸力侧壳和压力侧壳在沿着叶片的前缘和后缘的结合线处结合在一起。而且，压力壳和吸力壳是相对轻质的，并且具有并非构造成承受在操作期间施加于转子叶片上的弯矩和其它载荷的结构性质(例如，刚度、抗屈曲性以及强度)。因而，为了提高转子叶片的刚度、抗屈曲性以及强度，典型地使用接合壳半部的内压力侧表面和内吸力侧表面的一个或多个结构构件(例如，相对的翼梁(spar)帽，在其间构造有抗剪腹板)来增强主体壳。翼梁帽和/或抗剪腹板可以由包括但不限于玻璃纤维层压复合物和/或碳纤维层压复合物的各种材料构成。另外，随着风力涡轮不断在尺寸上增大，转子叶片也不断在尺寸上增大。照此，现代的转子叶片可以构成为在一个或多个接头处联结在一起的节段。因此，某些接头式转子叶片包括第一叶片节段，第一叶片节段具有梁结构，梁结构接纳于第二叶片节段的接纳区段内，第二叶片节段进一步经由一个或多个展向和弦向延伸的销来紧固在一起，所述销将叶片弯矩从一个节段转移到另一个。此外，来自销的反作用经由一个或多个衬套来转移到位于接头位置处的各种轴承块。对叶片节段的大的结构构件进行机加工可能是复杂的。例如，在某些实例中，可能需要执行复杂的固定过程，以使梁结构或接纳区段紧固就位，以将销孔一致地定位于该部分中。而且，典型地要求昂贵、定制的钻削机，以确保能够在一个装备中钻削该部分，而不必在钻削过程期间移动该部分。此外，如果在钻削过程中存在质量问题，则整个结构构件可能是有缺陷并且不可用的。因此，本公开涉及解决前面提到的问题的用于制造用于风力涡轮的分节段式转子叶片的叶片节段的结构构件的方法。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可以根据描述而为显然的，或可以通过实践本专利技术而了解。在一个方面，本公开涉及一种用于制造用于风力涡轮的分节段式转子叶片的叶片节段的结构构件的方法。该方法包括提供结构构件的模具。模具具有限定结构构件的外表面的外壁。该方法还包括使至少一个工具作业销紧固到外壁，以便将销接头狭槽限定于结构构件中。而且，该方法包括将一个或多个外纤维层铺叠于模具中，以便至少部分地覆盖外壁。(一个或多个)外纤维层具有接纳(一个或多个)工具作业销的至少一个孔。照此，(一个或多个)外纤维层形成结构构件的外表面。此外，该方法包括在模具中将一个或多个结构特征放置于(一个或多个)外纤维层顶上。另外，该方法包括经由树脂材料来对(一个或多个)外纤维层和(一个或多个)结构特征一起进行灌注，以便形成结构构件。在一个实施例中，结构构件可以包括叶片节段的梁结构和/或接纳区段。在另一实施例中，在模具中将(一个或多个)结构特征放置于(一个或多个)外纤维层顶上可以包括将一个或多个拉挤成型件的第一层放置于(一个或多个)外纤维层顶上。在另一实施例中，在模具中将(一个或多个)结构特征放置于(一个或多个)外纤维层顶上可以包括将一个或多个抗剪腹板放置于(一个或多个)拉挤成型件的第一层和(一个或多个)外纤维层顶上。在这样的实施例中，(一个或多个)抗剪腹板包括接纳(一个或多个)工具作业销的腹板孔。在另外的实施例中，该方法可以包括：在模具内将一个或多个衬套放置到外壁；以及使(一个或多个)工具作业销紧固于(一个或多个)衬套内。在额外的实施例中，使(一个或多个)工具作业销紧固到外壁以便将销接头狭槽限定于结构构件中可以包括使从模具的前缘端到模具的后缘端的单个工具作业销紧固。在备选实施例中，使(一个或多个)工具作业销紧固到外壁以便将销接头狭槽限定于结构构件中可以包括使前缘工具作业销紧固于模具的前缘端处并且使分开的后缘工具作业销紧固于模具的后缘端处。在这样的实施例中，前缘工具作业销和后缘工具作业销沿结构构件的弦向方向同轴地对准。在某些实施例中，将(一个或多个)抗剪腹板放置于(一个或多个)拉挤成型件的第一层和(一个或多个)外纤维层顶上可以包括：将至少一个前缘抗剪腹板放置于模具的前缘端处，以致于(一个或多个)前缘抗剪腹板的前缘孔接纳前缘工具作业销；以及将后缘抗剪腹板放置于模具的后缘端处，以致于(一个或多个)后缘抗剪腹板的后缘孔接纳后缘工具作业销。在另外的实施例中，该方法可以包括放置一个或多个内纤维层，以便覆盖(一个或多个)拉挤成型件的第一层和(一个或多个)抗剪腹板。在另外的实施例中，该方法可以包括将至少一个心轴放置于一个或多个内纤维层顶上，以便提供用于将结构构件成形于其上的底座形状。而且，心轴可以由可压缩材料构成。另外，该方法可以包括使(一个或多个)内纤维层的端部环绕(一个或多个)心轴折叠。在若干实施例中，在模具中将一个或多个结构特征放置于(一个或多个)外纤维层顶上可以包括将一个或多个拉挤成型件的第二层放置于一个或多个内纤维层的经折叠的端部顶上。在又一实施例中，该方法可以包括使(一个或多个)外纤维层的端部环绕(一个或多个)拉挤成型件的第二层折叠。在特定实施例中，模具可以包括第一模具部分和第二模具部分。在这样的实施例中，该方法可以包括：将第二模具部分放置于包含(一个或多个)外纤维层和(一个或多个)结构特征的第一模具部分顶上；以及随后对(一个或多个)外纤维层和(一个或多个)结构特征一起进行灌注，以便形成结构构件。在额外的实施例中，该方法可以进一步包括在对(一个或多个)外纤维层和(一个或多个)结构特征一起进行灌注以部分地形成销接头狭槽之后，移除前缘工具作业销、后缘工具作业销和/或心轴。在另一方面，本公开涉及一种用于制造用于风力涡轮的分节段式转子叶片的叶片节段的结构构件的模制成套用具。该模制成套用具包括：第一模具部分，其具有限定结构构件的外表面的外壁；至少一个工具作业销，其紧固到外壁，以便将销接头狭槽限定于结构构件中；以及第二模具部分，其构造成在一个或多个材料放置于其中以形成结构构件之后，与第一模具部分配合，以便产生能够在第一模具部分和第二模具部分内抽吸树脂材料以便对一个或多个材料一起进行灌注的真空。参考以下描述和所附权利要求书，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并构成其部分的附图图示了本专利技术的实施例，并与描述一起用来解释本专利技术的原理。附图说明在参考附图的说明书中阐述了本专利技术(包括其最佳模式)的针对本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造用于风力涡轮的分节段式转子叶片的叶片节段的结构构件的方法，所述方法包括：/n提供所述结构构件的模具，所述模具具有限定所述结构构件的外表面的外壁；/n使至少一个工具作业销紧固到所述外壁，以便将销接头狭槽限定于所述结构构件中；/n将一个或多个外纤维层铺叠于所述模具中，以便至少部分地覆盖所述外壁，所述一个或多个外纤维层具有接纳所述至少一个工具作业销的至少一个孔，所述一个或多个外纤维层形成所述结构构件的所述外表面；/n在所述模具中将一个或多个结构特征放置于所述一个或多个外纤维层顶上；以及/n经由树脂材料来对所述一个或多个外纤维层和所述一个或多个结构特征一起进行灌注，以便形成所述结构构件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造用于风力涡轮的分节段式转子叶片的叶片节段的结构构件的方法，所述方法包括：
提供所述结构构件的模具，所述模具具有限定所述结构构件的外表面的外壁；
使至少一个工具作业销紧固到所述外壁，以便将销接头狭槽限定于所述结构构件中；
将一个或多个外纤维层铺叠于所述模具中，以便至少部分地覆盖所述外壁，所述一个或多个外纤维层具有接纳所述至少一个工具作业销的至少一个孔，所述一个或多个外纤维层形成所述结构构件的所述外表面；
在所述模具中将一个或多个结构特征放置于所述一个或多个外纤维层顶上；以及
经由树脂材料来对所述一个或多个外纤维层和所述一个或多个结构特征一起进行灌注，以便形成所述结构构件。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述结构构件包括所述叶片节段的梁结构或接纳区段中的至少一个。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述模具中将所述一个或多个结构特征放置于所述一个或多个外纤维层顶上进一步包括将一个或多个拉挤成型件的第一层放置于所述一个或多个外纤维层顶上。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述模具中将所述一个或多个结构特征放置于所述一个或多个外纤维层顶上进一步包括将一个或多个抗剪腹板放置于所述一个或多个外纤维层顶上，所述一个或多个抗剪腹板包括接纳所述至少一个工具作业销的腹板孔。


5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在所述模具内将一个或多个衬套放置到所述外壁；以及使所述至少一个工具作业销紧固于所述一个或多个衬套内。


6.根据权利要求4所述的方法，其中，使所述至少一个工具作业销紧固到所述外壁以便将所述销接头狭槽限定于所述梁结构中进一步包括使从所述模具的前缘端到所述模具的后缘端的单个工具作业销紧固。


7.根据权利要求4所述的方法，其中，使所述至少一个工具作业销紧固到所述外壁以便将所述销接头狭槽限定于所述梁结构中进一步包括使前缘工具作业销紧固于所述模具的前缘端处并且使分开的后缘工具作业销紧固于所述模具的后缘端处，所述前缘工具作业销和所述后缘工具作业销沿所述梁结构的弦向方向同轴地对准。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述一个或多个抗剪腹板放置于一个或多个拉挤成型件的所述第一层和所述一个或多个外纤维层顶上进一步包括：将至少一个前缘抗剪腹板放置于所述模具的所述前缘端处，以致于所述至少一个前缘抗剪腹板的前缘孔接纳所述前缘工具作业销；以及将后缘抗剪腹板放置于所述模具的所述后缘端处，以致于所述至少一个后缘抗剪腹板的后缘孔接纳所述后缘工具作业销。


9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括放置一个或多个内纤维层，以便覆盖一个或多个拉挤成型件的所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·J·哈斯，陈旭，L·荣迪奥，A·M·罗德维尔，S·I·希利格，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US