專利名稱：制造預(yù)彎曲風輪機葉片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造預(yù)彎曲風輪機葉片的方法，更具體地涉及制造預(yù)彎曲風輪機葉片的葉片殼體半體的方法，所述預(yù)彎曲風輪機葉片包括沿前緣和后緣互相連接的兩個葉片殼體半體，所述葉片具有根部區(qū)域、具有尖端區(qū)域的翼面區(qū)域、所述根部區(qū)域和所述翼面區(qū)域之間的任選的過渡區(qū)域、以及由通常圓柱形根部區(qū)域的中心線限定的中心線，所述葉片殼體半體借助于真空輔助樹脂傳遞模制(VARTM)由纖維復(fù)合材料制成，其中，纖維材料在模具的模具腔室中浸漬有液體樹脂，所述模具包括剛性模具部件，所述剛性模具部件具有邊緣和形成所述葉片殼體半體的外表面的模具表面。
背景技術(shù)：
殼體半體中的一個形成葉片的壓力側(cè)，而另一個殼體半體形成吸力側(cè)。葉片的壓力側(cè)也稱為逆風側(cè)，因為其在風輪機操作期間面對風。葉片的吸力側(cè)也稱為順風側(cè)，因為其在風輪機操作期間面向遠離風。對于預(yù)彎曲葉片，應(yīng)當理解是這樣的葉片，從根部區(qū)域朝向尖端區(qū)域看去時，其在離開根部區(qū)域一定距離處以向前彎曲的方式朝向風向前延伸，從而葉片的尖端位于根部區(qū)域的中心線的前面。EP 1019631B1中公開了預(yù)彎曲風輪機葉片的一個示例。由例如纖維增強樹脂的復(fù)合材料制成的風輪機葉片是柔性的，并且在經(jīng)受強風時，它們可在尖端處彎曲6-8 m或更多，這取決于它們的長度。預(yù)彎曲葉片可具有如此的彎曲度使得尖端布置成距離根部的中心線0. 5-4 m或更多，這取決于葉片的長度。由于風輪機葉片隨著時間推移逐漸變得越來越長并且當前的風輪機葉片可超過 70 m長，從而將預(yù)彎曲葉片用于風輪機變得越來越具有吸引力，這是因為它們允許將風輪機轉(zhuǎn)子放置得接近風輪機的塔，而同時仍然避免葉片在經(jīng)受強風時與塔碰撞。當制造葉片殼體半體時，模具通常布置成使得對應(yīng)于葉片根部區(qū)域中心線的線是基本水平的。該中心線常常對應(yīng)于葉片的俯仰軸線。然而，當制造用于預(yù)彎曲葉片(尤其是預(yù)彎曲成使得尖端布置在根部區(qū)域中心線前面約1 m或更多的葉片)的殼體半體時，沿模具的縱向方向看時，纖維/樹脂比率傾向于在模具表面的最高定位區(qū)域中比在模具表面的最低定位區(qū)域中更高。在沿模具的橫向方向看時位于模具的最低區(qū)域處的縱向延伸區(qū)域中，情況尤其如此。在上述區(qū)域中，多個纖維層常常放置在彼此頂上，以便形成葉片殼體半體的負載支承結(jié)構(gòu)，其比纖維樹脂浸漬增強件 (lay-up)的側(cè)向相鄰區(qū)域包括基本更高數(shù)量的纖維層。因此，由于作用在樹脂上的重力，沿模具的縱向方向看時，傾向于在模具的最高定位區(qū)域處形成過高的纖維/樹脂比率，而在模具的最低定位區(qū)域處形成過低的纖維/樹脂比率。過高的纖維/樹脂比率對于包括纖維增強樹脂的復(fù)合材料的疲勞強度具有不利影響。當模制逆風殼體半體時，這尤其成問題，因為沿縱向方向看時，模具表面的最高定位區(qū)域處于半殼體的中部，而葉片的中部在風輪機操作期間經(jīng)受高負載。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供制造預(yù)彎曲風輪機葉片的葉片殼體的新型和改進的方法，其中，上述問題得以緩解或解決。根據(jù)本發(fā)明，這通過包括如下步驟的方法實現(xiàn)
a.將包括多個纖維層的纖維樹脂浸漬增強件放置在所述模具表面上；
b.將分布層放置在所述纖維樹脂浸漬增強件上；
c.通過在所述分布層中提供至少一個橫向延伸流動屏障來防止或限制通過所述分布層的縱向樹脂流動而沿所述剛性模具部件的縱向方向看時將所述分布層分成至少兩個分布層節(jié)段(segment)，從而在所述分布層中提供至少一個分段區(qū)域；
d.將至少一個縱向延伸供給通道放置在所述分布層上，所述第一供給通道開口朝向所述分布層，從而提供與所述分布層的樹脂流通，所述第一供給通道優(yōu)選地基本從所述根部區(qū)域延伸到所述尖端區(qū)域并且被分成至少兩個分離的供給通道區(qū)段(section)，每個分布層節(jié)段中布置一供給通道區(qū)段；
e.將真空袋布置在所述模具部件頂上并且將所述真空袋密封到所述模具部件以限定所述模具腔室；
f.排空所述模具腔室；
g.將液體樹脂通過樹脂入口供應(yīng)到每個供給通道區(qū)段，從而將樹脂供應(yīng)到所述分布層的至少兩個節(jié)段的每一個，以便填充所述模具腔室并且浸漬所述纖維樹脂浸漬增強件；
h.允許樹脂固化，從而形成所述葉片殼體半體。術(shù)語分布層應(yīng)當被理解為一種這樣的層，其允許比纖維層所允許的更高的樹脂流動速度。纖維樹脂浸漬增強件可以是單向墊(mat)、編織墊、非編織墊等及其組合的形式， 并且纖維墊可包含玻璃纖維、碳纖維、芳香尼龍纖維、鋼纖維、天然纖維等及其組合。樹脂可以是聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、環(huán)氧樹脂或任何其他熱固樹脂或聚合物，或者其可以是熱塑樹脂或聚合物。在分布層中提供至少一個橫向延伸流動屏障的分段區(qū)域防止了樹脂沿模具的縱向方向通過分布層過快地流動，并且尤其防止或限制了樹脂在由流動屏障形成的兩個分布層節(jié)段之間縱向流動，由此，在兩個分布層下面纖維樹脂浸漬增強件中獲得了期望的纖維/ 樹脂比率。進一步，通過將第一供給通道分成基本對應(yīng)于分布層節(jié)段的供給通道區(qū)段，可以控制向分布層節(jié)段的樹脂供應(yīng)，并由此控制向其下面樹脂浸漬增強件的樹脂供應(yīng)，從而在纖維樹脂浸漬增強件中獲得期望的纖維/樹脂比率。在步驟a之前，可向模具表面施加釋放介質(zhì)并繼而施加凝膠涂層。凝膠涂層使得在樹脂固化后能夠容易地使殼體半體脫模，并且凝膠涂層限定了完成的葉片殼體半體的外表面。另外，在步驟a和步驟b之間，撕開層(優(yōu)選地具有穿孔聚合物膜層的形式)可被放置在纖維樹脂浸漬增強件上。
由于保留在第一供給通道、任何附加供給通道以及分布層中的固化的樹脂基本上并不有助于葉片殼體半體的強度，優(yōu)選地，從模制的葉片殼體半體去除供給通道以及分布層(包括其內(nèi)固化的樹脂)。撕開層的使用有利于去除第一供給通道、任何附加供給通道、分布層以及保留在這些部件中的固化的樹脂。另外，供給通道和分布層的去除降低了葉片殼體半體的重量，而基本上不降低其強度。第一供給通道以及任何附加供給通道可以是具有Ω輪廓的管道的形式。模具腔室可以借助于一個或多個真空通道來排空，所述一個或多個真空通道有利地沿模具的邊緣設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一供給通道可以分成三個供給通道區(qū)段，并且分布層分成三個分布層節(jié)段。當模制逆風葉片殼體半體(其中，模具表面的最高和最低點之間的高度差超過1 m)時，該實施例已經(jīng)證明尤其有利。然而，應(yīng)當指出，第一供給通道可以分成多于三個供給通道區(qū)段，并且分布層可以分成多于三個分布層節(jié)段。根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例，可以通過在其橫向延伸部分中省略分布層來提供橫向延伸流動屏障。分布層被省略于其中的橫向延伸部分的寬度可以為5-100 cm，任選地15-80 cm, 并且任選地25-50 cm。根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例，可以通過在其橫向延伸部分中向分布層施加可成形物質(zhì)例如所謂膠粘帶來提供橫向延伸流動屏障。在實踐中，已經(jīng)通過該實施例獲得了極好的結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一供給通道可以被分成鄰近于分段區(qū)域或在分段區(qū)域中的多個區(qū)段，在所述分段區(qū)域中，分布層被分成多個分布層節(jié)段。根據(jù)本發(fā)明，第一供給通道可以被分成多個供給通道區(qū)段，并且分布層可以被分成多個分布層節(jié)段，從而模具表面的最低和最高水平之間的高度差為至多1.6 m，任選地 1. 4 m，任選地1. 2 m，任選地1. 0 m,以及任選地0. 8 m。試驗已經(jīng)顯示，為了獲得期望的纖維/樹脂比率，尤其是在相鄰區(qū)段的最高位置區(qū)域中，有利的是提供第一供給通道和分布層的分段從而上述高度差不是過大，即低于1. 2 m。然而，在某些情況中，大于1.2 m的高度差可以是可接受的。樹脂可通過來自分離樹脂源的供應(yīng)線路被供應(yīng)到各自供給通道區(qū)段的入口，所述供應(yīng)線路的每一個設(shè)置有用于停止樹脂流動的閥裝置。任選地，樹脂可通過來自公共樹脂源的供應(yīng)線路被供應(yīng)到各自供給通道區(qū)段的入口，所述供應(yīng)線路的每一個設(shè)置有用于停止樹脂流動的閥裝置。另外，根據(jù)本發(fā)明，第一供給通道的縱向相鄰區(qū)段可以被連接線路互相連接，所述連接線路在相鄰供給通道區(qū)段的相鄰端部之間設(shè)置有閥裝置，以允許相鄰供給通道區(qū)段之間的樹脂流動的中斷，供給通道優(yōu)選地設(shè)置有單個入口。結(jié)果，提供了一種簡單的布置，用于將樹脂供應(yīng)到各種供給通道區(qū)段，通過打開關(guān)閉所述閥裝置而允許以期望的量并且在期望時間點來控制向供給通道區(qū)段的樹脂供應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例，在步驟d中，至少一個附加的基本縱向延伸的供給
6通道可以布置在纖維分布層上，在縱向延伸第一供給通道的任一側(cè)上并且與其側(cè)向間隔開，所述附加供給通道優(yōu)選地為連續(xù)供給通道，即，它們沒有分成多個區(qū)段，并且優(yōu)選地橫向延伸流動屏障沒有設(shè)置在所述附加供給通道下面的分布層中。通過提供附加供給通道，相比沒有提供這種附加供給通道的情況，獲得了與第一供給通道下面纖維樹脂浸漬增強件區(qū)域側(cè)向間隔開的纖維樹脂浸漬增強件的更快且更可靠的樹脂浸漬。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在步驟a中，多個纖維層在模具的縱向延伸區(qū)域中被放置在彼此頂上，所述多個纖維層形成葉片殼體半體的負載支承結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)比纖維樹脂浸漬增強件的側(cè)向相鄰區(qū)域包括基本更高數(shù)量的纖維層，并且其中，至少一個第一供給通道布置在形成負載支承結(jié)構(gòu)的所述區(qū)域中。結(jié)果，葉片殼體半體被形成為設(shè)置有負載支承結(jié)構(gòu)，其沿葉片殼體半體的縱向方向延伸，并且沿橫向方向看時，在模具的最低定位部分的區(qū)域中延伸。因此，上述區(qū)域在葉片殼體半體的最低定位區(qū)域中延伸。這種葉片殼體半體常常用于生產(chǎn)風輪機葉片。優(yōu)選地，橫向延伸流動屏障僅設(shè)置在形成負載支承結(jié)構(gòu)的上述區(qū)域中，并且可在所述區(qū)域的整個寬度上或者在整個寬度的一部分上延伸。然而，優(yōu)選的是，流動屏障基本上在所述區(qū)域的整個寬度上延伸。形成負載支承結(jié)構(gòu)的區(qū)域的厚度可以是10-100 mm，任選地20-80 mm，任選地 30-50 mm，并且寬度可以是30-200 mm，任選地40-150 mm并且任選地50-120 mm。形成負載支承結(jié)構(gòu)的區(qū)域的寬度可從根部區(qū)域朝向尖端區(qū)域減小。形成負載支承結(jié)構(gòu)的區(qū)域的厚度可從根部區(qū)域朝向尖端區(qū)域減小。形成負載支承結(jié)構(gòu)的區(qū)域可從根部區(qū)域延伸到尖端區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例，向第一供給通道的相鄰區(qū)段的樹脂供應(yīng)可以被控制，從而在停止向具有最高定位點的區(qū)段供應(yīng)樹脂之前，停止向具有最低定位點的區(qū)段供應(yīng)樹脂。優(yōu)選地，在樹脂被供應(yīng)到具有比相鄰?fù)ǖ绤^(qū)段更高定位點的供給通道區(qū)段的同時或之后，樹脂被供應(yīng)到第一供給通道的不同通道區(qū)段。在已經(jīng)停止向附加通道區(qū)段供應(yīng)樹脂之后，樹脂被供應(yīng)到布置在更高定位區(qū)域中的纖維樹脂浸漬增強件，由此，在纖維樹脂浸漬增強件的更高定位區(qū)域中獲得期望的纖維/樹脂比率。關(guān)于這一點，應(yīng)當指出，兩個相鄰分布層節(jié)段之間的橫向延伸流動屏障防止或限制了樹脂在它們之間從更高定位分布層節(jié)段流動到更低分布層節(jié)段。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在停止向任何其他第一供給通道區(qū)段供應(yīng)樹脂之后， 并且優(yōu)選地還在停止向任何附加供給通道供應(yīng)樹脂之后，可以繼續(xù)向第一供給通道的具有最高定位點的區(qū)段供應(yīng)樹脂，繼續(xù)向具有最高定位點的供給通道區(qū)段供應(yīng)樹脂直到完成向模具腔室供應(yīng)樹脂。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通向所述第一供給通道的樹脂入口可以被布置在所述葉片殼體半體的長度從所述根部區(qū)域的端部的25-60%處，任選地在其25-55%處，并且任選地在其30-50%處。當模制逆風殼體半體和順風殼體半體時，已經(jīng)證明有利的是，將入口提供到葉片殼體半體的上述區(qū)域中的第一供給通道，即模具。然而，當模制逆風葉片殼體半體時，將樹脂入口布置到葉片殼體半體的上述區(qū)域中的第一供給通道已經(jīng)被證明是尤其有利的。根據(jù)本發(fā)明的進一步實施例，通向第一供給通道的樹脂入口可以被布置在其最高點處或附近。該實施例被證明在模制逆風葉片殼體半體時是尤其有利的。進一步，已經(jīng)證明有利的是，將樹脂入口提供到在其最高點處或附近與第一供給通道側(cè)向間隔開的任何附加供給通道。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，沿模具的橫向方向看時，第一供給通道可以被布置在纖維樹脂浸漬增強件的最低部分的區(qū)域中。優(yōu)選地，用于模制逆風殼體半體的模具部件可以布置成使得模具部件的對應(yīng)于葉片根部區(qū)域中心線的線被布置成相對于水平線從根部區(qū)域朝向尖端區(qū)域略微向上傾斜，由此降低根部區(qū)域和尖端區(qū)域中的模具表面的最低部分之間的高度差。關(guān)于這一點，根部區(qū)域和尖端區(qū)域中的模具表面的最低部分可以被布置在大致相同水平。這種布置在模制逆風殼體半體是尤其有利，因為模具表面的最低部分和模具表面的最高部分之間的高度差由此被最小化。此外，用于模制順風殼體半體的模具部件可以布置成使得模具部件的對應(yīng)于葉片根部區(qū)域中心線的線被布置成相對于水平線從根部區(qū)域朝向尖端區(qū)域略微向下傾斜，由此降低根部區(qū)域和尖端區(qū)域中的模具表面的最低部分之間的高度差。另外，用于模制逆風和順風殼體半體的模具部件可布置成使得對應(yīng)于葉片根部區(qū)域中心線的線分別向上和向下傾斜相同度數(shù)。由此，有利于后續(xù)的閉合步驟，其中，殼體半體被結(jié)合而同時被保持在它們各自的模具部件中。預(yù)彎曲風輪機的葉片以及由此葉片殼體半體的長度可以為超過30 m，任選地超過 40 m，任選地超過50 m并且任選地超過60 m。葉片以及由此殼體半體可以預(yù)彎曲到這樣的程度，使得葉片的尖端以及由此殼體半體的尖端被布置成距離根部的中心線超過0.5 m，替代性地超過1 m，替代性地超過2 m, 替代性地超過3 m并且替代性地超過4 m。最后，本發(fā)明涉及根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的預(yù)彎曲風輪機葉片的葉片殼體半體， 所述方法即為根據(jù)所附權(quán)利要求1及其任何從屬權(quán)利要求所述的方法。


下面參照附圖所示的實施例詳細介紹本發(fā)明，附圖中
圖1是設(shè)置有三個預(yù)彎曲葉片的風輪機的示意圖，這些葉片中的至少一個具有根據(jù)本發(fā)明方法而制造的葉片殼體半體；
圖2是圖1所示葉片之一的側(cè)向示意圖3是用于形成葉片殼體半體的壓力側(cè)(即逆風側(cè))的剛性模具部件的示意性縱向剖視
圖4是圖3所示模具部件的示意性頂視圖，為了說明的目的，所示模具部件的寬度被放
大；
圖5是圖4中的圓圈區(qū)域A的示意性頂視圖；圖6是圖4中的圓圈區(qū)域B的示意性頂視圖；并且圖7是沿圖4中的線VII的示意性剖視圖。
具體實施例方式圖1示意性示出的逆風風輪機包括塔1、可旋轉(zhuǎn)地布置在塔1頂上的機艙2、從機艙2基本水平延伸并且設(shè)置有轂4的主軸3，三個葉片5從轂4徑向地延伸。每個葉片包括根部區(qū)域6、具有尖端區(qū)域8的翼面區(qū)域7、根部區(qū)域6和翼面區(qū)域7之間的過渡區(qū)域9、以及由通常圓柱形根部區(qū)域的中心線限定的中心線P。該軸線通常對應(yīng)于葉片的俯仰軸線。 翼面區(qū)域7的尖端區(qū)域8在尖端10處終止。圖2中也示出了葉片的不同區(qū)域。葉片5是預(yù)彎曲葉片，沿風的方向W看時，其以向前彎曲方式逆著風向前延伸，從而將尖端10放置在中心線P前面一定距離處。葉片5包括兩個葉片殼體半體11、12，葉片殼體半體11、12沿葉片的前緣和后緣連接。葉片殼體半體11形成了葉片的壓力側(cè)(也稱為逆風側(cè))，因為其在風輪機操作期間面對風。葉片殼體半體12形成了葉片的吸力側(cè)(也稱為順風側(cè))，因為其在風輪機操作期間面向遠離風。參見圖3-7，將參照形成葉片5的逆風側(cè)的葉片殼體半體11的生產(chǎn)來描述根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施例。對于制造葉片殼體半體11，提供了剛性模具部件13，所述模具部件13具有形成殼體半體外表面(即，葉片的壓力側(cè))的模具表面14。模具部件13設(shè)置有上邊緣15，如圖7所清楚看到的。如從圖3最清楚顯示的，用于模制逆風殼體半體11的模具布置成使得模具部件的對應(yīng)于葉片根部區(qū)域中心線P的線布置成相對于水平線從根部區(qū)域朝向尖端區(qū)域略微向上傾斜。在本實施例中，模具表面在根部區(qū)域和尖端區(qū)域中的最低部分被布置在相同水平處，如圖3所示。結(jié)果，沿縱向方向看時，模具表面的最低部分的最高和最低點之間的高度差被最小化。包括多個纖維層的樹脂浸漬增強件16放置在模具表面14上。在所示的實施例中， 纖維樹脂浸漬增強件16包括直接布置在模具表面上的第一纖維層17。在第一纖維層上，數(shù)量眾多的纖維層被放置在模具的縱向延伸區(qū)域中，從而提供葉片殼體半體的負載支承結(jié)構(gòu) 18。沿模具的橫向方向看時，形成負載支承結(jié)構(gòu)18的區(qū)域被設(shè)置在模具表面的最低區(qū)域中。沿縱向方向，包括數(shù)量眾多纖維層的區(qū)域基本從根部區(qū)域延伸到尖端區(qū)域，如圖4 中的虛線所示。另外，多個纖維層在分別對應(yīng)于葉片殼體半體的前緣區(qū)域和后緣區(qū)域的區(qū)域處布置在第一下纖維層17上，以提供前緣纖維增強部19和后緣纖維增強部20。第一芯材料21布置在負載支承結(jié)構(gòu)18和前緣纖維增強部19之間，并且第二芯材料22布置在負載支承結(jié)構(gòu)18和后緣纖維增強部20之間。芯材料可以是硬聚合物泡沫材料或者輕木。通過將第二纖維層23布置在負載支承結(jié)構(gòu)18、前緣纖維增強部19、后緣纖維增強部20、第一芯材料21和第二芯材料22的頂上，纖維樹脂浸漬增強件16得以完成。接下來，分布層M被布置在第二纖維層23上。通過在分布層M的處于負載支承結(jié)構(gòu)18上的區(qū)域中提供兩個流動屏障25、26，分布層被分成三個分布層節(jié)段24A、24B、24C。 流動屏障25 J6具有橫向延伸，從而它們僅被設(shè)置在分布層M的處于負載支承結(jié)構(gòu)18上的區(qū)域中，而不在樹脂浸漬增強件16的相鄰區(qū)域中。在本實施例中，流動屏障25、26由可成形物質(zhì)形成，例如所謂的膠粘帶，并且限制分布層節(jié)段之間的縱向樹脂流動。特別如圖3所示，流動屏障25 J6布置在模具表面14的最低和最高點之間的高度差處于預(yù)定范圍內(nèi)(例如低于1 m)的位置。第一縱向延伸供給通道27布置在分布層M頂上。供給通道27形成為具有Ω輪廓的管道，開口朝向分布層對，如圖7所示。第一供給通道27從根部區(qū)域延伸到尖端區(qū)域，如圖4所示。其被分成三個供給通道區(qū)段觀、29、30，這些區(qū)段被布置在各自的分布層節(jié)段中。第一供給通道27的縱向相鄰區(qū)段借助于連接線路31、32互相連接，以提供相鄰供給通道區(qū)段之間的樹脂連通。閥33、34 布置在每個連接線路31、32中，以允許中斷相鄰供給通道區(qū)段之間的樹脂流動。圖4-6最清楚地顯示了分別設(shè)置有閥33、34的連接線路31、32。最后，應(yīng)當指出，沿其縱向方向看時，通向第一供給通道的樹脂入口 35設(shè)置在供給通道區(qū)段中并且優(yōu)選地位于其最高區(qū)域處或在其最高區(qū)域中，該最高區(qū)域也是模具表面的最高區(qū)域。進一步，附加的基本縱向延伸的供給通道36-42被布置在纖維分布層M上，在縱向延伸第一供給通道27的任一側(cè)上并且與其側(cè)向間隔開。如圖4所示，附加供給通道是連續(xù)供給通道，即，它們沒有分成多個區(qū)段，并且橫向延伸流動屏障25 J6沒有設(shè)置在附加供給通道下面的分布層中。進一步，附加供給通道36-42側(cè)向地放置在負載支承結(jié)構(gòu)18外面。 沿模具的橫向方向看時，通向附加供給通道的樹脂入口 46-52布置成與通向第一供給通道的樹脂入口 35成一直線。真空袋43布置在分布層M和供給通道頂上，并且被密封到模具部件的邊緣15，以形成真空袋43和模具部件13的模具表面14之間的模具腔室44。然后，模具腔室被排空， 并且樹脂被供應(yīng)到模具腔室。樹脂通過通向第一供給通道27的中區(qū)段四的入口 35以及通向附加供給通道 36-42的入口 46-52被供應(yīng)到模具腔室。首先，樹脂被供應(yīng)到第一供給通道27，連接線路31、 32中的閥33、34被打開，從而第一供給通道27的所有三個區(qū)段觀、29、30都被供應(yīng)樹脂。當朝向前緣的樹脂流前(flow front)已經(jīng)經(jīng)過供給通道38時，樹脂通過入口 48 被供應(yīng)到供給通道38。相應(yīng)地，當朝向后緣的樹脂流前已經(jīng)經(jīng)過供給通道39時，樹脂通過入口 49被供應(yīng)到供給通道39。然后，閥33、34關(guān)閉以阻止樹脂供應(yīng)到第一供給通道27的區(qū)段觀、30。向第一供給通道27的最高定位區(qū)段四繼續(xù)供應(yīng)樹脂。然后，樹脂通過各自的入口 50、47、51、46、52 被順序地供應(yīng)到供給通道40、供給通道37、供給通道41、供給通道36以及供給通道42。在將樹脂順序地供應(yīng)到上述供給通道期間，向供給通道39、38、40、37、41、36、42的樹脂供應(yīng)在時間中的預(yù)定點被停止，從而獲得樹脂浸漬增強件的期望樹脂浸漬。在已經(jīng)停止向所有附加供給通道供應(yīng)樹脂后，繼續(xù)向通向第一供給通道27的入口 35供應(yīng)樹脂，直到在纖維樹脂浸漬增強件中獲得期望的纖維/樹脂比率，尤其是在纖維樹脂浸漬增強件的形成負載支承結(jié)構(gòu)18的區(qū)域中。所提供的流動屏障25、26限制或防止了在繼續(xù)向通道區(qū)段27供應(yīng)樹脂期間樹脂通過分布層從分布層節(jié)段24B流到分布層節(jié)段24A和MC，分布層節(jié)段24A和24C位于比分布層節(jié)段24B更低的水平，通道區(qū)段27定位成高于分布層節(jié)段MB。結(jié)果，防止了分布層節(jié)段24A和24B下面樹脂浸漬增強件中的樹脂過剩。
通過斷開對于供給通道區(qū)段27、29的樹脂供應(yīng)來進一步防止所述分布層節(jié)段24A 和MB中的樹脂過剩，供給通道區(qū)段27J9布置成高于這些分布層節(jié)段24A和MB。當完成了樹脂的供應(yīng)時，樹脂被允許固化，并且形成葉片逆風側(cè)的完成的葉片殼體半體被連接到形成葉片順風側(cè)的完成的葉片殼體半體，由此形成風輪機葉片。最后，應(yīng)當指出，本發(fā)明還涉及一種風輪機葉片，至少一個葉片具有根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的至少一個殼體半體，以及涉及設(shè)置有這種葉片的風輪機。已經(jīng)參照有利實施例描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明的范圍不限于所描述的實施例， 并且在不偏離本發(fā)明范圍的情況下可實施多種替代和改變。附圖標記清單
1塔
2機艙
3主軸
4轂
5葉片
6根部區(qū)域
7翼面區(qū)域
8尖端區(qū)域
9過渡區(qū)域
10尖端 11、12 葉片殼體半體
13模具部件
14模具表面
15上邊緣
16纖維樹脂浸漬增強件
17第一纖維層
18負載支承結(jié)構(gòu)
19前緣纖維增強部
20后緣纖維增強部
21第一芯材料
22第二芯材料
23第二纖維層
24分布層 24A 分布層節(jié)段 24B 分布層節(jié)段 24C 分布層節(jié)段 25,26 流動屏障
27 第一供給通道 28-30 供給通道區(qū)段 31,32 連接線路33,34閥35樹脂入口36-42附加供給通道43真空袋44模具腔室45前緣46-52樹脂入口53后緣a距離P中心線W風的方向
權(quán)利要求
1.制造預(yù)彎曲風輪機葉片的葉片殼體半體的方法，所述預(yù)彎曲風輪機葉片包括沿前緣和后緣互相連接的兩個葉片殼體半體，所述葉片具有根部區(qū)域、具有尖端區(qū)域的翼面區(qū)域、 所述根部區(qū)域和所述翼面區(qū)域之間的任選的過渡區(qū)域、以及由通常圓柱形根部區(qū)域的中心線限定的中心線，所述葉片殼體半體借助于真空輔助樹脂傳遞模制(VARTM)由纖維復(fù)合材料制成，其中，纖維材料在模具的模具腔室中浸漬有液體樹脂，所述模具包括剛性模具部件，所述剛性模具部件具有邊緣和形成所述葉片殼體半體的外表面的模具表面，所述方法包括如下步驟a.將包括多個纖維層的纖維樹脂浸漬增強件放置在所述模具表面上；b.將分布層放置在所述纖維樹脂浸漬增強件上；c.通過在所述分布層中提供至少一個橫向延伸流動屏障來防止或限制通過所述分布層的縱向樹脂流動而沿所述剛性模具部件的縱向方向看時將所述分布層分成至少兩個分布層節(jié)段，從而在所述分布層中提供至少一個分段區(qū)域；d.將至少一個縱向延伸供給通道放置在所述分布層上，所述第一供給通道開口朝向所述分布層，從而提供與所述分布層的樹脂流通，所述第一供給通道優(yōu)選地基本從所述根部區(qū)域延伸到所述尖端區(qū)域并且被分成至少兩個分離的供給通道區(qū)段，每個分布層節(jié)段中布置一供給通道區(qū)段；e.將真空袋布置在所述剛性模具部件頂上并且將所述真空袋密封到所述模具部件以限定所述模具腔室；f.排空所述模具腔室；g.將液體樹脂通過樹脂入口供應(yīng)到每個供給通道區(qū)段，從而將樹脂供應(yīng)到所述分布層的至少兩個節(jié)段的每一個，以便填充所述模具腔室并且浸漬所述纖維樹脂浸漬增強件；h.允許樹脂固化，從而形成所述葉片殼體半體。
2.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，沿所述剛性模具部件的縱向方向看時， 所述第一供給通道被分成三個供給通道區(qū)段，并且所述分布層被分成三個分布層節(jié)段。
3.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，在步驟c中，通過在其橫向延伸部分中省略所述分布層來提供所述橫向延伸流動屏障。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述分布層被省略于其中的所述橫向延伸部分的寬度為5-100 cm，任選地15-80 cm，并且任選地25-50 cm。
5.如前述權(quán)利要求1和2中任一項所述的方法，其中，在步驟c中，通過在其橫向延伸部分中向所述分布層施加可成形物質(zhì)例如所謂膠粘帶來提供所述橫向延伸流動屏障。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述第一供給通道被分成鄰近于所述分段區(qū)域或在所述分段區(qū)域中的多個區(qū)段，在所述分段區(qū)域中，所述分布層被分成多個分布層節(jié)段。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述第一供給通道被分成多個供給通道區(qū)段，并且所述分布層被分成多個分布層節(jié)段，從而所述模具表面的最低和最高水平之間的高度差為至多1. 6 m，任選地1. 4 m，任選地1. 2 m，任選地1. 0 m,以及任選地0. 8 m。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述第一供給通道的縱向相鄰區(qū)段被連接線路互相連接，所述連接線路在所述相鄰供給通道區(qū)段的相鄰端部之間設(shè)置有閥裝置，以允許所述相鄰供給通道區(qū)段之間的樹脂流動的中斷，所述供給通道優(yōu)選地設(shè)置有單個入口。
9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，在步驟d中，至少一個附加的基本縱向延伸的供給通道布置在所述纖維分布層上，在所述縱向延伸第一供給通道的任一側(cè)上并且與其側(cè)向間隔開，所述附加供給通道優(yōu)選地為連續(xù)供給通道，即，它們沒有分成多個區(qū)段， 并且優(yōu)選地所述橫向延伸流動屏障沒有設(shè)置在所述附加供給通道下面的所述分布層中。
10.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，在步驟a中，多個纖維層在所述模具的縱向延伸區(qū)域中被放置在彼此頂上，所述多個纖維層形成所述葉片殼體半體的負載支承結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)比所述纖維樹脂浸漬增強件的側(cè)向相鄰區(qū)域包括基本更高數(shù)量的纖維層， 并且其中，所述至少一個第一供給通道布置在形成所述負載支承結(jié)構(gòu)的所述區(qū)域中。
11.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，向所述第一供給通道(27)的相鄰區(qū)段的樹脂供應(yīng)被控制，從而在停止向具有最高點的區(qū)段供應(yīng)樹脂之前，停止向具有最低點的區(qū)段供應(yīng)樹脂。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，在停止向任何其他第一供給通道區(qū)段供應(yīng)樹脂之后，并且優(yōu)選地還在停止向任何附加供給通道供應(yīng)樹脂之后，繼續(xù)向所述第一供給通道 (27)的具有最高點的區(qū)段供應(yīng)樹脂，繼續(xù)向具有最高點的供給通道區(qū)段供應(yīng)樹脂直到完成向所述模具腔室供應(yīng)樹脂。
13.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，通向所述第一供給通道的樹脂入口被布置在所述葉片殼體半體的長度從所述根部區(qū)域的端部的25-60%處，任選地在其 25-55%處，并且任選地在其30-50%處。
14.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，通向所述第一供給通道(27)的樹脂入口被布置在其最高點處或附近。
15.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，沿所述模具的橫向方向看時，所述第一供給通道被布置在所述纖維樹脂浸漬增強件的最低部分的區(qū)域中。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造預(yù)彎曲風輪機葉片的方法，具體地，在一種借助于真空輔助樹脂傳遞模制(VARTM)來制造預(yù)彎曲風輪機葉片的葉片殼體半體的方法中，將纖維樹脂浸漬增強件放置在模具表面上，并將分布層放置在纖維樹脂浸漬增強件上。通過在分布層中提供至少一個橫向延伸流動屏障來防止或限制至分布層的縱向樹脂流動，從而在分布層中提供至少一個分段區(qū)域。將至少一個縱向延伸的第一供給通道放置在分布層上。第一供給通道被分成至少兩個供給通道區(qū)段，每個分布層節(jié)段中布置一供給通道區(qū)段。將真空袋布置在模具部件頂上以限定模具腔室。排空模具腔室，并將液體樹脂通過樹脂入口供應(yīng)到每個供給通道區(qū)段，以填充模具腔室并浸漬纖維樹脂浸漬增強件。
文檔編號B29L31/08GK102310570SQ20111019068
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者E.E.奧萊森, J.J.杰諾, K.杰斯珀森, M.S.科福德, S.H.佩德森 申請人:Lm 玻璃纖維制品有限公司