多层结构在风力发电装置中的应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及多层结构在风力发电装置的转子叶片的制造中的应用，以及用于风力发电装置的转子叶片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层结构在风力发电装置中的应用本专利技术涉及多层结构(Schichtaufbauten)在风力发电装置用转子叶片(Rotorblatter)的制造中的应用以及风力发电装置的转子叶片。风能正变得日益重要，因此，风力发电装置、特别是转子叶片及其制造得到了广泛的研究和进一步的发展。其中，主要关注所制造的转子叶片的质量和成本有利的制造。迄今已知的风力发电装置用转子叶片是由基于树脂作为基质材料例如聚酯树脂(UP)、乙烯基酯树脂(VE)、环氧树脂(EP)的纤维增强的塑料构成。叶片主要如此来制造，即分别以单块制造叶片的下半片和上半片。随后把这两个半片上下叠置并粘合。为了进行强化，将斜撑或弦杆一起粘合。在制造半片叶片时首先制造必须完全固化的纤维复合材料。这种固化过程特别耗时，且不利于快速的整体制造。由上述树脂制造的风力发电装置的转子叶片通常是通过手工层压法，通过预浸料技术辅助的手工层压法，通过缠绕法或真空辅助灌注法制成。在手工层压法中，先通过将脱模剂和/或任选的胶衣施加到模具表面，来准备模具。随后，依次把单向或二轴向取向的玻璃网格布放入模具内。然后把树脂施加到网格布上并且通过辊手动压入网格布中。该步骤可以适宜地经常重复。另外还可以加入作为加固材料的弦杆以及其他部件例如避雷装置。在第一层玻璃纤维强化层上施加通常由西印度轻木、聚氯乙烯(PVC)泡沫或聚氨酯(PUR)泡沫构成的所谓的间隔层，和施加与第一层类似的第二层玻璃纤维强化层。尽管这种方法具有以下优点，即机器投资小和错误识别和修正可能性简单，然而，制造的人工成本过于高昂，因此，该方法的成本极高，并且长的制造时间还会带来更多的错误和为确保品质更大的投入。通过预浸料技术辅助的手工层压法与简单的手工层压法类似。但是，在这里所谓的预浸料(用树脂浸溃而预先制备的玻璃纤维垫(Glasmatte))是在模具之外制造，然后定位在转子叶片模具内。尽管相对于简单手工层压而进行的用于制造预浸料的半自动化会给转子制造带来改善的品质稳定性，然而，保护作业人员不受到液态的树脂混合物所含的易挥发的化合物的危害需要不可忽视的开支(工作场所安全性等)。在树脂主射法(也叫作“树脂传递模塑”(RTM))或“真空辅助树脂传递模塑”(VARTM)或’SCRMP”(Seemann复合树脂浸溃模塑工艺)中，通过施加脱模剂和可能的胶衣来准备模具。接着，按照精确的制造计划将干燥的纤维垫置在模具中。该第一插入层之后成为转子叶片的向外置放的层。随后放间隔材料，再在其上放置纤维垫，其进而形成制成的半个转子/半个转子叶片的内层。对于制造大的成型件如转子叶片而言，优选使用真空辅助灌注法进行加工。使用真空密封的薄膜把整个模具密封地包覆起来。在于不同的位置把树脂注射到模具内(薄膜与模具之间的空间)之前，从如此准备的模具中抽出纤维垫和间隔材料中的空气。这种方法-像之前所述的两种方法一样-也有缺点，即直到构件脱模所必需的固化时间极长，为多达12小时，因此大大限制了设备的生产率。因此，本专利技术的目的是，提供转子叶片，其既不存在上述不足，同时也能成本有利地在更短的时间内并以更好的机械性能，例如更高的强度制成。令人惊讶地，该目的可由此实现，即以聚氨酯替代上述树脂作为塑料来制造转子叶片，所述聚氨酯可通过多异氰酸酯与用甘油引发的聚氧化丙烯多元醇的反应获得。根据本专利技术，尤其是在转子叶片的外壳中使用聚氨酯作为塑料；外壳中所用的纤维层被加入这种塑料。本专利技术的主题是风力发电装置的转子叶片，其具有至少部分地由具有下列层的多层结构构成的外壳:a)脱模剂层b)任选的胶衣层[0011 ] c)经塑料处理的纤维层d)任选的间隔层e)配有塑料的纤维层f)任选的塑料膜并且其特征在于，使用聚氨酯作为塑料，所述聚氨酯可通过下述组分的反应混合物的反应获得:A) 一种或多种多异氰酸酯B)包含一种或多种用甘油引发的聚氧化丙烯多元醇的多元醇配制品C)任选的添加剂和/或添加物D)任选的填料。本专利技术的另一主题是制造按照本专利技术的风力发电装置的转子叶片的方法，所述叶片具有至少部分地由具有下列层的多层结构构成的外壳:a)脱模剂层b)任选的胶衣层c)经塑料处理的纤维层d)任选的间隔层e)配有塑料的纤维层f)任选的塑料膜其特征在于，用把聚氨酯制造成塑料的反应混合物处理所述纤维层，其中所述反应混合物可得自下述组分:A) 一种或多种多异氰酸酯B)包含一种或多种用甘油引发的聚氧化丙烯多元醇的多元醇配制品C)任选的添加剂和/或添加物D)任选的填料。本专利技术的另一主题是多层结构在风力发电装置的转子叶片的制造中的应用，其中，所述层结构具有下列层:a)脱模剂层b)任选的胶衣层c)经塑料处理的纤维层d)任选的间隔层e)配有塑料的纤维层f)任选的塑料膜且其特征在于，使用聚氨酯作为塑料，所述聚氨酯可通过下述组分的反应混合物的反应获得:A) 一种或多种多异氰酸酯B)包含一种或多种用甘油引发的聚氧化丙烯多元醇的多元醇配制品C)任选的添加剂和/或添加物D)任选的填料。对于脱模剂层，优选使用含硅或含蜡的脱模剂。这些脱模剂由文献中已知。任选也可以使用隔离膜作为脱模剂层。胶衣层优选是由聚氨酯树脂，环氧树脂，不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂构成。作为纤维层，可优选使用无规玻璃纤维层，玻璃纤维织物和玻璃纤维网格布，裁断或碾碎的玻璃纤维或矿物纤维以及基于聚合物纤维，矿物纤维，碳纤维、玄武岩纤维，钢纤维，玻璃纤维或芳纶纤维及其混合物的纤维垫，纤维非织造物与纤维针织物，特别优选使用玻璃纤维垫和玻璃纤维非织造物。在配有聚氨酯的纤维层中，纤维含量优选为40-90重量％，优选50-80重量％，且尤其优选60-75重量％。在玻璃纤维增强的部件中，纤维含量可以通过，例如，灰化来确定。作为隔离层优选使用塑料泡沫，例如PVC-泡沫、PET-泡沫或聚甲基丙烯酰亚胺-泡沫，木材，例如西印度轻木或金属。任选使用的塑料膜f)可以在转子叶片的制造中保留下来作为外壳中的层，或者其可在半个转子叶片脱模时除去。该塑料膜尤其用于在填充液态的树脂混合物前在真空抽吸的制造工序中密封模具半壳，其中所述模具半壳已经配备有上述层。在配备有塑料的纤维层e)与塑料膜f)之间任选还可以使用助剂，例如，可剥离膜(“Peelfolien”)或流动助剂，例如，流动织物(FlieP gewebe)或纵切膜。需要时可以额外地使用它们，以实现纤维层e)的均匀浸溃。优选地，在制造多层结构之后再将它们除去，以减轻转子叶片成品中的重量。使用聚氨酯作为塑料。聚氨酯可通过多异氰酸酯A)与具有至少两个异氰酸酯反应性氢原子的化合物B的反应获得。令人惊讶的是，通过使用甘油引发的聚氧化丙烯多元醇(丙氧基化的甘油)作为组分B可以获得在制造过程中表现出特别缓慢的黏度提高的聚氨酯，但是其可以快速固化，并且与在至今所使用的塑料用途中相比，其在制成的玻璃纤维增强的聚氨酯中表现出明显更好的机械性能。根据本专利技术使用的反应混合物备注射到预先准备的已抽真空的多层结构中。所述多元醇配制品优选包含这样的聚氧化丙烯多元醇作为用甘油引发的聚氧化丙烯多元醇，其具有250—1000毫克KOH /克的OH值，优选为300-800毫克KOH /克和特别优选为350-500毫克KOH /克。多元醇的黏度优选为800mPas (在25°C时)，本文档来自技高网...

【技术保护点】
多层结构在风力发电装置用转子叶片的制造中的应用，其中所述多层结构具有下列层：a)脱模剂层b)任选的胶衣层c)经塑料处理的纤维层d)任选的间隔层e)配有塑料的纤维层f)任选的塑料膜其特征在于，使用聚氨酯作为塑料，所述聚氨酯可通过下述组分的反应混合物的反应获得：A)一种或多种多异氰酸酯B)包含一种或多种用甘油引发的聚氧化丙烯多元醇的多元醇配制品C)任选的添加剂和／或添加物D)任选的填料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.25 DE 102011004723.91.多层结构在风力发电装置用转子叶片的制造中的应用，其中所述多层结构具有下列层: a)脱模剂层 b)任选的胶衣层 c)经塑料处理的纤维层 d)任选的间隔层 e)配有塑料的纤维层 f)任选的塑料膜 其特征在于，使用聚氨酯作为塑料，所述聚氨酯可通过下述组分的反应混合物的反应获得: A)一种或多种多异氰酸酯 B)包含一种或多种用甘油引发的聚氧化丙烯多元醇的多元醇配制品 C)任选的添加剂和/或添加物 D)任选的填料。2.风力发电装置用转子叶片，所述叶片具有至少部分地由具有下列层的多层结构构成的外壳: a)脱模剂层 b)任选的胶衣层 c)经塑料处理的纤维层 d)任选的间隔层 e)配有塑料的纤维层 f)任选的塑料膜 其特征在于，使用聚氨酯作为塑料，所述聚氨酯可通过包含下述组分的反应混合物的反应获得: A)一种或多种多异氰酸酯 B)包含一种或多种用甘油引发的聚氧化丙烯多元醇的多元醇配制品 C)任选的添加剂和/或添加物 D)任选的填料。3.用于制造根据权利要求2所述的风力发电站用的转子叶片的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·林德纳，K·弗兰肯，D·帕斯曼，P·诺德曼，
申请(专利权)人：拜耳知识产权有限责任公司，
类型：
国别省市：