[发明专利]叶片模具装置

说明书

技术领域

本发明涉及制造叶片的模具，特别是关于一种在叶片制造模具上配置加温及散热的装置，以控制叶片各部制备时的温度，以利用加温控制叶片的成型及避免叶片及模具于成型过程因化学热产生的高温造成的损坏。

背景技术

近年来风能仍是目前最环保且无污染的能源之一，在WWEA世界风能协会2009报告中指出，相较于2008年，2009年38,312兆瓦，总产值达159,213兆瓦，增长率达31.7％，是自2001年以来最高，几乎是以3年增长一倍的倍率增长。另外根据GWEC全球风能委员会统计结果，2009年中国大陆、美国的新增风力装置量皆较2008年分别成长106％及19％，其新增量达22.9GW，共占全球60％市场，显见此两大经济体皆越来越重视风能此绿色能源的运用。

叶片是风力发电机中最基础也是最关键的部件，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。为了要使叶片能够在各种恶劣的环境中，且要能长期不停地运转下，叶片需求包括：比重轻且具有较佳的机械性能，使能经受暴风等极端恶劣条件和负荷的考验；叶片具有弹性，使其旋转时的惯性及其振动频率特性曲线都正常，能够传递给整个发电系统的负荷稳定性好；具有耐腐蚀、抗紫外线照射和雷击的性能好；发电成本较低，维护费用最低。

而为了产生更多的电力，风力发电的叶片亦越做越大，例如：Mega W(百万兆瓦)级的风力叶片，其每一叶片即需要长达43公尺以上，因此这类大型风力发电机叶片的制造方法大多采用组装方式进行。例如：在两个模具上分别成型主梁及其它玻璃纤维复合材料(GFRP)结构，然后，合模、注入高分子材料、加压及冷却后，制成整体叶片。目前已开发出多种制造技术，如预浸料、机械浸渍及真空辅助灌注。

在制作Mega W级大型叶片的制备过程中，由于叶片本体过长，且厚薄不一致，因此会导致树脂本身所产生的化学热无法均匀分布，进而影响叶片成型。因此，一般作法为在模具之外表面加上电热丝，以电热丝来对整体叶片均匀加温。但有时常因为加热过高，而使叶片内的玻璃纤维复合材料(GFRP)过热白化，不只使叶片损坏，还可能使整个模具报废，因而损失大量的成本。

发明内容

依据上述的状况，本发明的一主要目的在于提供一种叶片模具的循环加温及散热装置，通过以流体或气体为介质的加热管线来加热，可避免因温度过高，而造成加热装置的损坏。

本发明的另一主要目的在于提供一种叶片模具的循环加温及散热装置，在模具上增加多个冷管线，对加热区域做不同阶段的散热，以避免温度过高，造成模具及叶片的损坏。

本发明的又一主要目的在于提供一种温度监控装置，利用分布于模具上的多个温度监控装置，判断模具各部的温度，以控制加热及散热装置来达成对模具制成中对温度的控制。

依据上述目的，本发明提供一种叶片模具装置，包括：一模具，具有一上模具及一下模具，其中，上模具与下模具相互盖合后，形成一注入空间，且具有一注入口；其中，上模具及下模具，包括：一内模层，具有一凹面及一相对于凹面的一凸面，多层第一基材，形成于凸面上，一加热管线，以一服贴于凸面的型态配置于多层第一基材上，多个冷管线，以一服贴于凸面的型态配置于多层第一基材上，多层第二基材，形成于加热管线及多个冷管在线，并与多层第一基材相互将加热管线及多个冷管线包覆，一加热管线进入口，露出于多层第一基材与多层第二基材的包覆，一加热管线排出口，露出于多层第一基材与多层第二基材的包覆，多个冷管线进入口，露出于多层第一基材与多层第二基材的包覆，多个冷管线排出口，露出于多层第一基材与多层第二基材的包覆，一衍架，为一镂空状矩形立方架，衍架的一端以一高分子材料层将多层第一基材、加热管线回路、多个冷管线回路及多层第二基材全部覆盖，并曝露衍架的另一端，通过高分子材料层将衍架与凸面接合成一体。

经由本发明所提供的设计，可对模具各部进行散热及温度的监控，不止避免叶片及模具因成型时高温的损坏，更大大提升叶面的质量及生产的数量，亦延长模具的使用次数，减少成本的浪费。

附图说明

图1为本发明的叶片制造模具的爆炸示意图；

图2为本发明另一实施例的叶片制造模具的爆炸示意图；

图3为本发明的制造叶片的模具的循环加温及散热装置示意图；

图4为本发明的叶片制造模具的另一实施例的示意图；

图5为本发明的叶片模具温度曲线示意图。

【主要元件符号说明】

1 上模具

2 下模具

10 内模层