[发明专利]用于制造风轮机叶片的系统和方法

说明书

本发明涉及一种制造多个风轮机叶片的方法。所述方法包括第一固定模具、第二固定模具和第三固定模具（64a，64b，64c），模制相应的第一上壳体半部和第一下壳体半部（74a，76a），移除并转动所述第一上壳体半部（74a），并且将其定位并结合在所述第一下壳体半部（76a）上以形成闭合的风轮机叶片壳体。将此重复以连续地制造多个风轮机叶片。

发明领域

本发明涉及制造多个风轮机叶片的方法，涉及用于所述方法的制造系统，并且涉及可由所述方法获得的风轮机叶片。

发明背景

由于其清洁且环境友好的能量产出，风能正变得日益受欢迎。通过使用为了使效率最大化而产生的复杂叶片设计，现代风轮机的转子叶片捕获了动能风能量。涡轮叶片现今可能在长度上超过80米并且在宽度上超过4米。叶片典型地由纤维增强的聚合物材料制成，并且包括压力侧壳体半部和吸入侧壳体半部。典型的叶片的横截面轮廓包括用于产生空气流的翼型（airfoil），以导致在两侧之间的压差。所得到的升力生成转矩用于产生电力。

风轮机叶片的壳体半部通常是使用模具来进行制造的。首先，叶片凝胶涂层或底漆被典型地施加到模具上。随后，纤维增强物和/或织物被放置到模具中，接着灌注树脂。真空被典型地用于将环氧树脂材料吸入到模具中。备选地，可使用预浸料坯技术，其中用树脂预浸渍的纤维或织物形成了可被引入到模具中的均质材料。若干其它模制技术已被获知用于制造风轮机叶片，包括压缩模制和树脂转移模制。壳体半部通过基本上沿着叶片的弦平面被胶合或螺栓连接在一起进行组装。

在真空辅助树脂转移模制（VARTM）中，玻璃纤维堆被放置到具有正确取向的模具中，并且随后利用真空泵促使树脂流过这些纤维，这通常接着在大气压下的固化周期。

典型的模制工艺包括装袋（bagging）、树脂灌注以及随后的固化。装袋涉及将真空箔放置到已经铺设在工具上的纤维堆上。真空箔用来将这部分压到所述工具上并允许真空被引入到袋子和工具所形成的空隙中，使得这部分的纤维被树脂灌注。典型的真空箔可由一个或多个被放置以覆盖叶片的塑性片形成。灌注包括在真空下输入树脂来润湿铺开的纤维，以形成固体壳体部分。在随后的固化中，可利用加热和随后冷却来硬化所述树脂。

国际专利申请WO 2013/113815 A1涉及风轮机叶片的制造方法，其中，最初在叶片模具中模制叶片壳体，随后该叶片壳体被转移到模后站点（post-moulding station）。第一叶片半部和第二叶片半部的闭合是在模后站点进行的，该模后站点包括可调节结构。

在这些现有技术的方法的背景下，本发明的第一目的是提供一种用于模制风轮机叶片的壳体部分的方法，该方法导致降低的成本和增加的制造过程生产力。

本发明的另一个目的是提供一种用于模制风轮机叶片的壳体部分的方法，该方法简单且可适用宽范围的风轮机叶片类型。

发明概要

在第一方面，本发明涉及制造多个风轮机叶片的方法，该方法包括步骤：

a)提供用于模制下壳体半部的第一固定模具（stationary mould），提供用于模制下壳体半部的第二固定模具，并提供用于模制上壳体半部的第三固定模具，

b)在所述第一固定模具中模制第一下壳体半部，

c)在所述第三固定模具中模制第一上壳体半部，

d)将所述第一上壳体半部从所述第三固定模具中移除，

e)将所述第一上壳体半部相对于所述第一下壳体半部转动，并将所述第一上壳体半部定位在所述第一固定模具中的第一下壳体半部上，以形成闭合的风轮机叶片壳体，

f)使所述第一上壳体半部和第一下壳体半部结合以形成第一风轮机叶片，并随后将所述第一风轮机叶片从所述第一固定模具中移除，