[发明专利]具有改进的胶合接合处的风轮机叶片及相关方法

说明书

本公开内容提供了一种风轮机叶片和制造风轮机叶片的方法，其中风轮机叶片制造为包括嵌入聚合物基质中的增强材料的复合结构，该方法包括：提供具有第一叶片壳部分的第一叶片模具，第一叶片壳部分具有前缘、后缘和前缘处的第一前缘胶合表面，第一叶片模具包括第一前缘凸缘；提供具有第二叶片壳部分的第二叶片模具，第二叶片壳部分具有前缘、后缘和前缘处的第二前缘胶合表面，第二叶片模具包括第二前缘凸缘；将胶水施加至前缘胶合表面；将一个或更多前缘间隔元件设在前缘凸缘处；将第二叶片模具布置在第一叶片模具上，使得一个或更多前缘间隔元件布置在第一前缘凸缘与第二前缘凸缘之间；将压力施加至第二叶片壳部分；以及使胶水固化。

技术领域

本公开内容关于制造风轮机叶片的领域。具体而言，本公开内容涉及风轮机叶片及制造风轮机叶片，其中风轮机叶片制造为包括嵌入聚合物基质中的增强材料的复合结构。

背景技术

纤维增强的聚合物的风轮机叶片且尤其是风轮机叶片的空气动力壳通常在模具中制造，其中，通过将玻璃纤维垫和/或其它增强材料如碳纤维布置在两个模具部分中的每个中来单独地制造叶片的压力侧和吸力侧。然后，两个半部通常借助于内部凸缘部分胶合在一起。在上或第二叶片壳半部落在其上之前，胶水施加至下或第一叶片壳半部的内面上。此外，在胶合至上叶片半部之前，一个或两个增强型材(腹板或梁)通常附接至下叶片半部的内侧。胶合接合处，也称为粘合接合处已知表现为风轮机叶片的结构完整性中的薄弱环节。

风轮机叶片且因此用于模制叶片壳部分的叶片模具多年来变得越来越长，且现在市场上销售的叶片具有超过70米的长度。由于尺寸大，故无缺陷地制造风轮机叶片变得日益复杂，缺陷可能不利于风轮机叶片的机械强度，且可能需要制成的风轮机叶片必须报废或较大程度地后处理。

GB 2 529 439 A公开了风轮机叶片的第一部分至风轮机叶片的第二部分的结合，其中第一部分具有第一安装表面，且第二部分具有第二安装表面和一个或更多孔口。公开的方法包括提供从第一安装表面延伸的定位装置轴；将第一部分和第二部分布置成彼此相对；经由第二安装表面中的孔口插入定位装置轴的一端；将粘合剂设在第一安装表面与第二安装表面之间；使用定位装置来将夹持力施加在第一部分与第二部分之间，以使它们更紧密地移动到一起来挤压在它们之间的粘合剂；以及将止挡元件设在第一安装表面与第二安装表面之间来保持最小间隔以设置结合高度。

GB 2 529 186 A公开了一种将抗剪腹板结合至风轮机叶片壳的方法。该方法涉及将密封件设在抗剪腹板的安装凸缘上，使得当安装凸缘抵靠叶片壳定位时，腔由安装凸缘与叶片壳之间的密封件限定。腔然后由真空装置抽空，且粘合剂注入腔中。

WO 2011/000381 A2公开了一种制造风轮机叶片的方法，其具有带第一连结表面的第一部件和带第二连结表面的第二部件。该方法包括将至少一个树脂隔层施加至连结表面中的一个或两个，以及随后将第一部件和第二部件定位在彼此附近，以便它们由至少一个树脂隔层连结。由此，至少一个腔形成在第一连结表面与第二连结表面之间。随后，树脂填充入至少一个腔，且使树脂固化。

EP 2 527 128 A2公开了一种用于结合风轮机叶片的第一预制部分和第二预制部分的方法，包括以下步骤：沿着一个所述部分的结合区域上标记的迹线设置可管理的未固化状态下的粘合材料带，所述带的宽度和高度以及所述迹线之间的间隔确定为使得在结合之后所述带之间的预定间隔包括在0到300mm之间的余量；以及在预定压力和温度条件下将两个部分结合在一起。

WO 2015/165967 A1公开了一种系统和风轮机叶片的一部分的制造方法。该方法使用粘合间隔元件来确保风轮机叶片构件之间的最小结合线高度。在结合之前，粘合间隔元件定位在叶片构件之间，且作用于限定相应叶片构件的结合表面之间的缓冲部分或空间。

EP 2 468 470 A1公开了一种用于非金属风轮机叶片壳的模具，其包括两个半模具，上和下，由枢转系统铰接且配备有保持其上的空气导管系统的增强肋，且其被沿横向分隔成至少两个部分，至少两个部分用一些紧固肋来连结在一起。