[发明专利]与风轮机叶片制造相关的改进

说明书

一种将抗剪腹板(50)结合到风轮机叶片壳体(75)的方法及获得的叶片，其中抗剪腹板(50)包括腹板和横向于腹板(50)取向的安装凸缘(56)。该方法包含：在抗剪腹板(50)的安装凸缘(56)上设置密封件(66，68)，使得当安装凸缘(56)抵着叶片壳体(75)定位时，通过安装凸缘(56)和叶片壳体(75)之间的密封件来限定腔体(76)。然后，将腔体(76)的空气抽真空并且将粘合剂注入腔体(76)中。优选地使用件(80)来保持安装凸缘(56)和叶片壳体(75)之间的距离。

技术领域

本发明总体上涉及风轮机叶片的制造，并且更具体地，涉及将抗剪腹板结合到风轮机叶片壳体的改进方法。

背景技术

风轮机叶片(诸如，在现代大型电站级风轮机上采用的长叶片)通常包括主要由诸如玻璃纤维增强塑料的复合材料制成的大体中空的叶片壳体。参照图1，图1示出已知风轮机叶片10的剖视图。叶片壳体由两个半壳体(迎风壳体12和背风壳体14)制成，这两个壳体被沿着相应的半壳体12、14的前缘16和后缘18结合在一起。每个半壳体12、14由多个玻璃纤维织物层以及诸如泡沫芯材料20和碳纤维增强件22的其它结构部件制成。

一对抗剪腹板24结合在相应的半壳体12、14之间。抗剪腹板24是纵向延伸的结构，桥接叶片10的这两个半壳体12、14并且用于在使用中将剪切负载从叶片10传递到风轮机轮毂。抗剪腹板24是I形梁，即，每个抗剪腹板24的横截面是大体I形，并且包括设置在上安装凸缘28和下安装凸缘30之间的大体垂直腹板26。上安装凸缘28和下安装凸缘30横向于腹板26布置，并且大体限定用于将抗剪腹板24分别安装于背风叶片壳体14和迎风叶片壳体12的平坦表面。更具体地，每个抗剪腹板24的下安装凸缘30被结合到限定在迎风半壳体12的内表面34上的相应的抗剪腹板安装区域32，而每个抗剪腹板24的上安装凸缘28被结合到限定在背风半壳体14的内表面38上的相应的抗剪腹板安装区域36。

现在，将参照图2a至图2c来简要描述用于制造图1的风轮机叶片的方法。

初始地参照图2a，图2a示出被划分成两个凹半模具的用于风轮机叶片10的模具40，这两个凹半模具即以模具40的开口构造并排布置的迎风模具42和背风模具44。迎风叶片壳体12和背风叶片壳体14分开地在它们相应的半模具42、44中模制而成。如图2a中所示，迎风叶片壳体12被支撑于迎风模具42的模具表面46上，并且背风叶片壳体14被支撑于背风模具44的模具表面48上。

在相应的半模具42、44中形成叶片壳体12、14之后，沿着迎风半壳体12的前缘16和后缘18和/或沿着背风半壳体14的前缘16和后缘18施用粘合剂。还沿着限定在迎风半壳体12的内表面34上的抗剪腹板安装区域32施用粘合剂。沿着抗剪腹板24的上安装凸缘28，施用其它粘合剂(参见图2b)。

参照图2b，一旦向各表面16、18、28施用了粘合剂，然后就将抗剪腹板24抬高至迎风半模具42中，并且在安装区域32中将抗剪腹板24的下安装凸缘30抵着迎风半壳体12的内表面34定位。

现在，参照图2c，一旦抗剪腹板24已经抵着迎风叶片壳体12定位，包括背风叶片壳体14的背风模具44就被抬高、转向并且放置在迎风叶片模具42的顶部上。该过程被称为“闭合模具”。在背风半壳体14的重量下，相应半壳体12、14之间的粘合剂以及抗剪腹板24和半壳体12、14之间的粘合剂被挤到相应这些界面处。在模具40保持闭合的情况下，任凭粘合剂固化，即，变硬。一旦粘合剂已经固化，然后就打开模具40，并且取出完工的叶片10。固化后的粘合剂将半壳体12、14牢固地结合在一起，并且将抗剪腹板24牢固地结合到半壳体12、14。

在上述过程中，一旦向各种部件施用了粘合剂，重要的就是，尽可能快速地将抗剪腹板24装载到迎风模具42中，以避免在抗剪腹板24正确定位之前粘合剂部分地固化。然而，正确定位抗剪腹板24会困难且耗时，并且如果粘合剂同时部分地固化，则其粘度将增大，并且这样会对抗剪腹板24和叶片壳体12、14之间的所得结合线产生不利影响。