[发明专利]用于风力涡轮机部件的现场修复的方法

说明书

本发明涉及用于风力涡轮机部件的现场修复的方法。提出了一种用于风力涡轮机中的部件的表面的现场修复的方法。在该方法中，使用扫描装置产生该表面的数字模型。该数字模型表示处于受损状态的表面。其后，使用处理器，产生基于该数字模型以及基于该表面的期望状态的针对该表面的修复方案。该期望状态表示该表面的修复后状态。因此，该修复方案被提供给3D打印装置。最后，在该方法中，一种或多种所选材料使用该3D打印装置打印在待修复的表面上，其中，该打印根据该修复方案来执行并且导致受损表面的修复。

技术领域

本发明总体上涉及风力涡轮机部件的修复，并且特别是涉及用于风力涡轮机部件的现场修复的方法。

背景技术

现今，例如叶片之类的若干风力涡轮机部件由纤维增强塑料复合材料制成。已知在操作中发生部件表面的侵蚀，并且特别是这种风力涡轮机转子叶片的前缘的侵蚀。涡轮机叶片的前缘的侵蚀可降低叶片的效率，并且因此，降低涡轮机输出的功率。

风力涡轮机转子叶片，无论是海上风力涡轮机还是陆上风力涡轮机，都特别受到磨损的影响，该磨损当叶片受环境风中的颗粒或微滴撞击时发生，从而导致风力涡轮机转子叶片的前缘劣化。所述颗粒和微滴存在于环境风中且源自灰尘、雨水、降雪等，并且通过冲击磨损而引起风力涡轮机叶片的前缘的侵蚀，从而导致叶片气动效率的降低，并且因此，导致风力涡轮机的最大输出功率的降低。侵蚀还影响叶片的其他部分，例如除了前缘之外的叶片的壳体表面。

涡轮机叶片上的侵蚀可穿入到结构纤维增强的层压件中，从而导致涡轮机叶片的需要修复的严重故障，该修复对于涡轮机操作者来说可能是非常昂贵的，并且对于受影响的风力涡轮机可能涉及需要将受影响的部件拆卸并运输到维修车间的相当长的停机时间。这对于海上风力涡轮机而言尤其是如此，这是因为它们的维护成本极高。这就是为什么通常在陆上和海上风力涡轮机的风力涡轮机转子叶片的前缘上预见到表面系统。

修复程序通常包括重建主要包括填料和涂料的表面系统。在严重劣化的情况下，可能需要层压。不同的解决方案被用于保护和/或修复复合材料叶片的前缘，包括粘性塑料胶带。

EP2497943 A1公开了一种具有改进的表面的风力涡轮机叶片，其中，塑料胶带被布置在叶片的特定位置处，以加强叶片表面。根据风力涡轮机的位置的环境条件以及涡轮机操作状态，侵蚀保护带的使用寿命将持续大约5-8年之间。通常，侵蚀保护带将由于严重侵蚀而破裂，从而使得留在转子叶片上的层在风中自由地颤振（flutter）。这种颤振将导致叶片的气动性能的损失，以及导致噪声的产生。

其他解决方案提出通过刷、辊、刮刀或喷雾罐来施加的侵蚀保护涂层。通常，这样的涂层必须在特定的湿度水平下并且在特殊的温度窗口内施加，该温度窗口例如为20和25摄氏度。因此，这些解决方案可能不在现场使用，例如，不在海上风电场处或者通常比该特殊的温度窗口更冷或更热的风力涡轮机位置处使用。

涂层或保护带的施加或者填料的使用除其他之外还有两个主要缺点。第一，它们都需要将部件带到维修车间用于进行修复。第二，涂层或带或填料材料的施加是粗糙的并且留下表面缺陷。

另外的解决方案提出在叶片的制造或安装期间将由聚合物材料制成的保护壳体或保护罩附接到风力涡轮机叶片的最前部，特别是应用于风力涡轮机转子叶片的前缘部段。该保护壳体旨在避免叶片壳体的侵蚀并且替代地遭受侵蚀。然而，该保护壳体一旦被侵蚀也需要修复或更换。该保护壳体的修复具有与前述相同的两个主要缺点，而更换是昂贵且耗时的。此外，该保护壳体通常成多个小块，该多个小块组合在叶片上，从而产生易受伤害的接合部。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于风力涡轮机部件的修复方法，该修复方法可以在风力涡轮机安装的现场进行，该修复方法是精确的并且因此不会由于修复而导致表面缺陷，并且该修复方法不需要更换部件。

上述目的通过根据本技术的权利要求1的用于风力涡轮机的部件的表面的现场修复的方法来实现。在从属权利要求中提供了本技术的有利实施例。