[发明专利]用于制造加固的风力涡轮机叶片的系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于制造风力涡轮机叶片的方法和系统。该方法包括以下步骤：形成第一叶片壳的固化叶片元件（102），形成第二叶片壳的固化叶片元件（102），将第一叶片壳的固化叶片元件（102）转移到第一托架（92），以及将第二叶片壳的固化叶片元件（102）转移到第二托架（94）。每个托架包括模具主体（96、98），该模具主体具有用于邻接抵靠固化叶片元件的表面以有利地在其间形成密封的模制表面。

技术领域

本发明涉及用于制造加固的风力涡轮机叶片的系统和方法，以及可通过所述方法获得的风力涡轮机叶片。

背景技术

风力涡轮机叶片通常使用在一对邻近的叶片模具中模制的第一叶片壳和第二叶片壳来制造。首先，通常将叶片凝胶涂层或底漆施加到叶片模具。随后，将纤维加固件和/或织物放置到模具中，然后进行树脂灌注。真空通常用于将环氧树脂材料吸入模具中。替代地，可以使用预浸技术，其中用树脂预浸渍的纤维或织物形成可以引入模具中的同质材料。

一旦叶片壳已经充分固化，就移除真空袋，并且可以在硬化的壳上执行进一步的操作。例如，可以在叶片壳中安装叶片层压件和/或腹板，可以在壳上实施各种修复或修补操作，诸如研磨壳表面。

壳半部通过基本上沿着叶片的弦平面胶合或螺栓连接在一起而被组装。为此，当壳在模具中时，将粘合胶施加到壳的边缘。叶片模具经由铰接的转动机构而连结，并且包含第一叶片壳的第一叶片模具相应地相对于第二模具和壳转动，使得第一壳定位在第二壳上方。这允许叶片壳沿着壳的边缘闭合在一起，以形成具有上风侧和下风侧的完整的风力涡轮机叶片。为了允许将壳牢固地结合在一起，叶片模具沿着叶片壳的外表面保持合适的压力，通常保持近似3-4小时。

一旦完整的风力涡轮机叶片被完全粘附，就将第一叶片模具铰接回到打开状态，从而允许接近所包含的风力涡轮机叶片。然后，可以使叶片从第二叶片模具脱模，并使用叶片车（blade cart）支撑以执行另外的生产操作，例如研磨外部叶片表面、涂层等。

高品质的叶片模具是叶片制造过程中最昂贵的零件之一，其在使用之前需要大量的工具作业和制造以确保对期望的叶片轮廓的准确复制，以及允许转动模具以将叶片壳部分结合在一起。另外，即使叶片特性上存在微小差异（诸如长度、弯度等），通常也将需要全新的叶片模具以用于制造过程。

取决于模具制造地点的不同，目前工艺中使用的叶片模具的制造会花费近似€100-300万，在可以在制造工厂处使用新模具之前的长时间运输可能是一个因素。这在实施用于新的风力涡轮机叶片的制造过程中引入了相当大的支出和在途时间。因此，高效实施风力涡轮机技术的限制之一是叶片制造系统的初始设置所需的时间。另外的限制是在这样的系统内制造单个叶片所花费的时间。

国际专利申请WO 2013/113815 A1公开了一种在制造工艺中使用专用后模制站的叶片制造。最初在叶片模具中模制形成风力涡轮机叶片的一部分的叶片壳，随后将叶片壳随后转移到后模制站，该后模制站允许远离模具在叶片壳上实施各种后模制操作，从而提高叶片模具在制造工艺中的生产率。后模制站可以是可操作的，以执行第一叶片壳和第二叶片壳的闭合，从而形成风力涡轮机叶片。

本发明人已经发现，这种现有技术系统和方法呈现出某些限制，特别是当使用两步灌注工艺时，其中不同的叶片元件，诸如加固结构（如翼梁帽或主层压件），在第一次模制以及灌注另一个叶片元件随后被模制和灌注。在WO 2015/114098 A1中可以找到这种两步模制方法的示例。

因此，本发明的第一个目的是提供一种克服了这些限制的用于制造风力涡轮机叶片的系统和方法。

特别地，本发明的目的是实现灵活且有效的模制操作，这节省了时间和成本，并且带来改进的所得风力涡轮机叶片的稳定性。

发明内容

因此，在第一方面，本发明涉及一种制造风力涡轮机叶片的方法，该方法包括以下步骤：

-形成第一叶片壳的固化叶片元件，