[发明专利]制造风力涡轮机转子叶片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种形成用来制造由复合纤维制成的中空组件的轮廓的方法，特别是形成风力涡轮机中空叶片的轮廓的方法。而且，本发明涉及用于风力涡轮机的叶片和模塑系统。

背景技术

用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的尺寸变得越来越大。因此，现代风力涡轮机叶片大部分由复合纤维制成，具体是由玻璃纤维制成。为了制造这种大型的风力涡轮机叶片，应用几种制造方法，诸如树脂传递模塑方法。

EP 1 310 351 A1公开了一种用于制造风力涡轮机的叶片的方法。模具芯部放置在一层玻璃纤维上，玻璃纤维设置在模具部分中，形成叶片的底面。在模具芯部的顶部，设置另一层玻璃纤维。最后，上模具部分设置在模具芯部上，使得挤压模具芯部的纤维层形成叶片的轮廓。

在模具部分中固化纤维层之后，必须去掉模具芯部，由于风力涡轮机叶片的尺寸大，并且由于风力涡轮机叶片的复杂轮廓，去掉模具芯部可能会带来困难。

发明内容

本发明的一个目的可以是简化风力涡轮机叶片的制造方法。

此目的是通过独立权利要求所述的形成用来制造由复合纤维制成的中空组件特别是风力涡轮机中空叶片的轮廓的方法、用于风力涡轮机的叶片、以及应用所述方法的模塑系统来实现的。

根据本发明的第一方面，提出了一种形成用来制造由复合纤维制成的中空组件，具体是用于风力涡轮机的中空叶片的轮廓的方法。根据所述方法，第一复合纤维层被布设在第一模制元件的第一模制表面上，其中第一模制表面对应于待制造的中空组件的第一轮廓区段。第二复合纤维层被布设在第二元件的第二模制表面中，其中第二模制表面对应于待制造的中空组件的第二轮廓区段。袋状物以塌缩状态被布设到第一复合纤维层上。

袋状物和第一复合纤维层被固定到第一模制表面。第一模制元件以第一模制表面和第二模制表面对应于待制造的中空组件（例如风力涡轮机叶片）的轮廓的方式耦连到第二模制元件。袋状物以第一复合纤维层被挤压到第一模制表面，第二复合纤维层被挤压到第二模制表面的方式膨胀，使得第一复合纤维层和第二复合纤维层耦连以形成待制造的中空组件的轮廓。

根据另一示例性实施例，提出了一种用于风力涡轮机的叶片，其中所述叶片是通过上述的方法制造的。

而且，根据本发明的另一方面，提出了一种用于应用上述方法以制造由复合纤维制成的中空组件的模塑系统。

第一模制元件可以是模塑装置的上模塑部分，第二模制元件可以是下模塑部分。第一模制元件可包括第一模制表面，其中第一模制表面形成例如待形成的中空组件的轮廓的第一区段的母模具。当将第一复合纤维层设置到第一模制表面上的第一模制元件中时，第一复合纤维形成中空组件的第一轮廓节段。例如，如果第一模制元件是上面一半，第二模制元件是下面一半，则第一模制表面形成待制造的中空组件（例如叶片的上面一半）的上面一半的母模具，第二模制表面形成待制造的组件（叶片的下面一半）的下面一半的母模具。除此之外，模塑装置可包括第一模制元件，第二模制元件和另一铸模元件，使得模制表面是由第一模制表面，第二模制表面和另一模制表面形成的，两个或多个单独的复合纤维层可以设置到其上。换言之，待制造的组件的最终轮廓可以划分成超过两个轮廓区段。

复合纤维层可以由彼此呈单方向或多方向取向的纤维形成。而且，复合纤维可被提供成网状物形式，一种织物形式，诸如纤维垫或预浸料坯（prepreg）。第一纤维层可以表示被定位到第一模制元件的在彼此上面设置的一个或多个纤维层，第二纤维层表示被定位到第二模制元件的在彼此上面设置的一个或多个纤维层。

复合纤维可包括玻璃纤维，碳纤维或其它聚合物纤维材料。

袋状物是柔性的，即可膨胀可折叠的例如由橡胶或其它弹性材料制成的中空体。袋状物可以是可塌缩的和可膨胀的。在塌缩状态，袋状物被折叠，尺寸最小，在膨胀状态，袋状物尺寸最大。袋状物的膨胀状态可以通过在中空袋状物内部吹入加压空气来达到，或者通过在袋状物的环境中施加欠压来达到。袋状物不能渗透例如液体，即树脂，是气密的。