[发明专利]用于制造带有嵌入的增强感测元件的风力涡轮塔架结构的方法

说明书

一种用于制造风力涡轮的塔架结构的方法包括经由增材打印装置来打印胶结材料的风力涡轮的塔架结构。在打印期间，该方法包括在一个或多个位置处将一个或多个增强感测元件至少部分地嵌入于胶结材料内。因而，(一个或多个)增强感测元件配置成用于感测塔架结构的结构健康、感测胶结材料的温度、加热以控制胶结材料的固化时间和/或增强胶结材料。另外，该方法包括使胶结材料固化，以便形成塔架结构。

相关申请

本申请要求对于提交于2018年9月28日的印度专利申请201841036829的优先权，该专利申请通过引用而以其整体合并于本文中。

技术领域

本公开大体上涉及风力涡轮塔架，并且更特别地涉及制造带有嵌入的增强感测元件的风力涡轮塔架结构的方法。

背景技术

风力被认为是目前可用的最清洁、最环境友好的能源之一，并且在这点上，风力涡轮已得到越来越多的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型件原理来捕获风的动能。转子叶片将动能以旋转能的形式传送，以便使将转子叶片联接到齿轮箱或在未使用齿轮箱的情况下将转子叶片直接地联接到发电机的轴转动。然后，发电机使机械能转换成可以部署到公用电网的电能。

风力涡轮塔架大体上由钢管、预制作的混凝土区段或它们的组合构成。而且，管和/或混凝土区段典型地在场外形成，在现场运送，并且然后布置在一起，以假设塔架。例如，一个制造方法包括：形成预铸的混凝土环；将环运送到现场；将环布置于彼此顶上；以及然后使环紧固在一起。随着风力涡轮持续在尺寸上扩大，然而，常规制造方法受到禁止运送具有大于大约4至5米的直径的塔架区段的运输条例的限制。因而，某些塔架制造方法包括形成多个弧形节段并且在现场例如经由螺栓连接来使所述节段紧固在一起以形成塔架的直径。然而，这样的方法要求大量的劳动力并且可能耗时。

鉴于前文，本领域不停谋求改进的用于制造风力涡轮塔架的方法。因此，本公开涉及解决前面提到的问题的用于制造风力涡轮塔架结构的方法。特别地，本公开涉及用于制造带有嵌入的增强感测元件的风力涡轮塔架结构的方法。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可以根据描述而为显然的，或可以通过实践本发明而了解。

在一个方面，本公开涉及一种用于制造风力涡轮的塔架结构的方法。该方法包括经由增材打印装置来打印胶结材料的风力涡轮的塔架结构。在打印期间，该方法包括在一个或多个位置处将一个或多个增强感测元件至少部分地嵌入于胶结材料内。因而，(一个或多个)增强感测元件配置成用于感测塔架结构的结构健康、感测胶结材料的温度、加热以控制胶结材料的固化时间和/或增强胶结材料。另外，该方法包括使胶结材料固化，以便形成塔架结构。

在一个实施例中，该方法可以进一步包括在风力涡轮的地基上提供塔架结构的一个或多个模具。在另一实施例中，该方法可以包括经由增材打印装置来在聚合物材料的一个或多个模具内打印风力涡轮的塔架结构。在若干实施例中，该方法可以进一步包括在胶结材料和地基、胶结材料和一个或多个增强感测元件和/或胶结材料和/或聚合物材料的多个层中的至少一者之间提供粘附剂材料。

在另外的实施例中，该方法可以包括经由增材打印装置来打印塔架结构的一个或多个模具。另外，该方法可以包括经由增材打印装置来通过塔架结构的一个或多个模具并且通过胶结材料而打印一个或多个传感器。在这样的实施例中，该方法还可以包括经由(一个或多个)传感器来监测胶结材料的打印和/或固化。

在额外的实施例中，该方法可以包括经由(一个或多个)增强感测元件来控制胶结材料的固化的固化速率。在另一实施例中，该方法可以包括经由(一个或多个)增强感测元件响应于风力载荷而监测塔架结构的结构健康。

在若干实施例中，在一个或多个位置处将(一个或多个)增强感测元件至少部分地嵌入于胶结材料内的步骤可以包括在塔架结构的打印期间，经由增材打印装置来在一个或多个位置处在胶结材料内打印(一个或多个)增强感测元件。