專利名稱：制造風(fēng)力發(fā)電機葉片的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及風(fēng)力發(fā)電機葉片，更具體地說，涉及制造葉片的方法及裝置以及相應(yīng)的葉片。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)出現(xiàn)，成為可再生能源的一種競爭激烈的形式。風(fēng)力電能經(jīng)常通過大型發(fā)電機產(chǎn)生，大型發(fā)電機包括豎直結(jié)構(gòu)，在其頂部設(shè)置有至少一個水平軸風(fēng)力渦輪機， 水平軸風(fēng)力渦輪機包括一個、兩個、三個或多個轉(zhuǎn)子葉片。風(fēng)力發(fā)電機(或簡單地說風(fēng)電機)旨在利用特定位置存在的風(fēng)能，因此在高度、控制系統(tǒng)、葉片數(shù)量以及葉片的方向、形狀和材料方面是變化的?，F(xiàn)有技術(shù)中，例如，在Burton等人的John Wiley & Sons Ltd.公司，2001的《風(fēng)能手冊(Handbook of Wind Energy)))的第7. 1章中，以及美國專利申請公開No. 2004/0253114A1和2007/0251090A1中可以發(fā)現(xiàn)對用于制造風(fēng)力發(fā)電機葉片的方法和裝置的描述。如US2004/0253114A1所提到的，形成所述轉(zhuǎn)子葉片外殼的一些部件可能很難和/或是耗時的，例如，晶石帽，芯材，和/或根部支撐件，從而它們充分支撐轉(zhuǎn)子葉片外殼以及形成為預(yù)定的氣動外形，例如，由于所述層的尺寸、樹脂含量的局部變化、所述層的曲率的局部變化和/或制造過程中施加在外殼上的應(yīng)力的局部變化。一種解決此問題的可能方法，如US2004/0253114A1所述的，是鋪設(shè)拉擠(laying up pultrusion)，S卩，將形成后固化的基質(zhì)和纖維與模具中的木纖維混合并且層壓在一起。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題在引用文件中和其他現(xiàn)有技術(shù)中所述的實施例沒有充分解決與所述風(fēng)力發(fā)電機葉片制造相關(guān)的很多問題。尤其是，當(dāng)在所述模具中疊放所述葉片的預(yù)成型或預(yù)制件時，這些預(yù)成型或預(yù)制件可能具有結(jié)構(gòu)(formation)缺陷，如所述層在完全固化前的滑動所造成的波紋。由于波紋降低了抗疲勞強度，所以它在復(fù)合材料中是極其有害的。技術(shù)方案為了克服上述弊端和問題以及本文沒有提到的其他缺點，根據(jù)本發(fā)明的目的，如在本文中體現(xiàn)和廣泛描述的，本發(fā)明的一個方面是一種制造風(fēng)力發(fā)電機葉片的方法。所述方法包括將至少一個支撐板定位于與所述葉片的至少一部分的預(yù)定形狀相對應(yīng)的插件 (plug)上；將所述支撐板可拆卸地固定于所述插件；在所述支撐板上堆疊至少一種材料的多個層；將所述多個層縫合至所述支撐板；以及將縫合于所述支撐板的多個層轉(zhuǎn)移到模具中，所述模具的形狀與所述插件的相反形狀相對應(yīng)。有益效果本發(fā)明具有幾個優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點。不直接將所述層轉(zhuǎn)移到模具中，而是先將支撐板固定于插件，并且將多個層縫合至所述支撐板，并將縫合于所述支撐板的多個層轉(zhuǎn)移到模具中，所述支撐板及縫線避免了所述層滑落的可能性，從而保持預(yù)定形狀同時沒有
3波紋。另外，由于所述方法提供了所述層的增加的壓縮(compression)，所述層/樹脂比例將有更好的控制配比，從而提高層壓板的機械性能。


附圖不一定是按照比例繪制的。在附圖中，每個相同或接近相同的組件(示出在不同的附圖中)由類似標(biāo)號表示。為了清晰起見，不是在每張圖中對每個組件都進(jìn)行標(biāo)注。圖1是根據(jù)本發(fā)明一個方面的具有層的插件的正視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個方面的插件的正視圖，其具有移交到模具上的層。圖3是在將所述層轉(zhuǎn)移到所述模具中之后的插件的正視圖。
具體實施例方式本發(fā)明在其應(yīng)用方面不限于下面描述的或附圖示出的部件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)。 本發(fā)明可以具有其他實施例且可以通過各種不同方式實行或者實現(xiàn)。而且，本文使用的措辭和術(shù)語都是用于描述目的的且不應(yīng)被視為是限制性的。本文中的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或者“涉及”及其變形的使用是指涵蓋隨后列出的項目和其等同物及附加項目。風(fēng)力發(fā)電機葉片通常具有翼形，包含與所述翼形對應(yīng)的外殼以及內(nèi)部構(gòu)件，如晶石帽(可以是所述外殼的一部分)以及箱梁構(gòu)件。圖1闡明了制造風(fēng)力發(fā)電機葉片的方法的一個方面，尤其是，制造風(fēng)力發(fā)電機葉片根部的方法。所述葉片由材料的多個層1構(gòu)成。所述材料層1可包括一層或多層的金屬、 塑料、木材、纖維織物、纖維及樹脂復(fù)合物，或其組合。當(dāng)是所述纖維織物時，可以包括玻璃纖維，碳纖維，芳綸纖維，聚酯纖維或其組合。然而，風(fēng)力發(fā)電機葉片制造領(lǐng)域的技術(shù)人員能容易地結(jié)合其他的材料和工藝。如圖所示，至少一個支撐板2定位在與風(fēng)力發(fā)電機葉片的至少一部分的預(yù)定形狀向相對應(yīng)的插件3上，在這種情況下，所述至少一部分是根部。所述支撐板2可以是剛性的、 半剛性的或柔性的，以及可以根據(jù)預(yù)定形狀預(yù)彎曲的。所述支撐板2包括一層或多層的木材、塑料、聚合物泡沫或其組合。當(dāng)所述支撐板2為木材時，非常有利的是利用輕木或工程木，如中密度纖維板(MDF)或中密度碎料板(MDP)。制造風(fēng)力發(fā)電機葉片的方法進(jìn)一步包括，將所述支撐板2可拆卸地固定于所述插件3。為了使所述支撐板2可拆卸地固定于所述插件3，有利的是所述支撐板2具有多個穿孔供所述縫線5穿過。所述穿孔可不均勻地和/或均勻地分布于整個板上，這取決于葉片的設(shè)計、固化方法及其他因素。所述支撐板應(yīng)以某種方式允許固化過程中使用的樹脂通過， 如，環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂、聚酯樹脂或其組合。不過，其他透水材料也可用作所述支撐板。制造風(fēng)力發(fā)電機葉片的方法進(jìn)一步包括，在所述支撐板2上堆疊至少一種材料的多層。制造風(fēng)力發(fā)電機葉片的方法進(jìn)一步包括，將所述多個層1縫合在所述支撐板2上， 如圖1，圖2和圖3所示，將縫合在所述支撐板2上的多層1轉(zhuǎn)移到模具4中，所述模具4的形狀與所述插件3的相反形狀相對應(yīng)。在所述插件沿其軸線旋轉(zhuǎn)時，所述縫線5使得所述層1被保持固定。圖1-3的示例性插件包括框架6和轉(zhuǎn)動軸線7，其中，例如，起重機或轉(zhuǎn)向機構(gòu)可被連接，用于旋轉(zhuǎn)所述插件3及將其放置于所述模具上。所述插件3還可包括附加特征(裝置)，如用于移動的輪子8以及用于將所述層1固定于插件的橫向支撐件9。在將縫合于所述支撐板2的所述多個層1轉(zhuǎn)移到所述模具4中之前，至少一個用于制造所述葉片的部件(如微孔膜，用作用于樹脂灌注的傳輸材料)可放置于所述模具4 的表面上。然而，風(fēng)力發(fā)電機葉片制造領(lǐng)域的技術(shù)人員能容易地結(jié)合其他的材料和工藝。制造風(fēng)力發(fā)電機葉片的方法進(jìn)一步包括，層壓所述多個層的至少部分和樹脂。所述層和樹脂的層壓可包括樹脂傳遞模塑(RTM)，樹脂薄膜灌注(RFI)，加熱及施壓中的至少一種工藝或其組合。如文中所述的制造風(fēng)力發(fā)電機葉片的方法可包括用于獲得成品風(fēng)力發(fā)電機葉片的其他步驟。此方法尤其有利于分別制造所述葉片的一些部件，特別是更加彎曲的部件，如根部，在根部處容易使得所述層滑落并引起波紋。因此，不直接將所述層1轉(zhuǎn)移到模具4中，而是先將支撐板2固定于插件3，將多個層1縫合至所述支撐板2，并將縫合于所述支撐板2的多個層1轉(zhuǎn)移到模具4中，所述支撐材料及縫線避免了所述層1滑落的可能性，從而保持預(yù)定形狀且沒有波紋。另外，由于所述方法提供了所述層的增加的壓縮，所以所述層/樹脂比例將有一個更好的控制配比，從而提高層壓板的機械性能。這在干爽織物層的情況下尤為重要。本發(fā)明已被本說明書公開，包括其附圖和實例，各種等同物、修改及完善對熟練的技術(shù)人員來說將是顯而易見的。這種等同物、修改和完善也同樣涵蓋在所附權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種制造風(fēng)力發(fā)電機葉片的方法，其特征在于，所述方法包括將至少一個支撐板定位于與所述葉片的至少一部分的預(yù)定形狀相對應(yīng)的插件上； 將所述支撐板可拆卸地固定于所述插件； 在所述支撐板上堆疊至少一種材料的多個層； 將所述多個層縫合至所述支撐板；以及將縫合于所述支撐板的多個層轉(zhuǎn)移到模具中，所述模具的形狀對應(yīng)于所述插件的相反形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述支撐板能夠根據(jù)預(yù)定形狀被預(yù)彎曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述支撐板包括多個穿孔，以供縫線穿過。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述穿孔不均勻地分布于整個板。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述穿孔均勻地分布于整個板。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述支撐板允許固化過程中使用的樹脂通過。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述支撐板允許所述樹脂通過所述穿孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，所述樹脂包括環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂、聚酯樹脂或其組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述支撐板包括一層或多層的木材、塑料、聚合物泡沫或其組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述支撐板包括工程木材、輕木或其組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述層材料包括一層或多層的金屬、塑料、木材、纖維織物、纖維及樹脂復(fù)合物、或其組合。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述纖維織物包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、聚酯纖維或其組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在將縫合于所述支撐板的多個層轉(zhuǎn)移到所述模具中之前，用于制造葉片的至少一個部件放置于所述模具表面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將所述多個層的至少部分與樹脂一起層壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述層和所述樹脂的層壓包括樹脂傳遞模塑 (RTM)、樹脂薄膜灌注(RFI)、加熱、施壓或其組合中的至少一種工藝。
全文摘要
一種制造風(fēng)力發(fā)電機葉片的方法避免或減少了傳統(tǒng)的制造發(fā)電機葉片的方法中的存在的一些形成缺陷。所述方法包括將至少一個支撐板(2)定位于與所述葉片至少部分的預(yù)定形狀相對應(yīng)的插件(3)上；將所述支撐板(2)可拆卸地固定于所述插件(3)；在所述支撐板(2)上堆疊至少一種材料的多個層(1)；將所述多個層(1)縫合至所述支撐板(2)；以及將縫合于所述支撐板(2)的多個層(1)轉(zhuǎn)移到模具(4)中，其中所述模具(4)的形狀與所述插件(3)的相反形狀相對應(yīng)。
文檔編號F03D1/06GK102333952SQ200980157487
公開日2012年1月25日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者里奧·歐莎奈 申請人:泰克西斯先進(jìn)技術(shù)及體系有限公司