[发明专利]制造风力涡轮机叶片的系统和方法

说明书

一种制造风力涡轮机叶片（10）的方法，特别是一种接合风力涡轮机叶片（10）的部件（110、112）的方法。该方法涉及使用一种定位在风力涡轮机叶片（10）的第一构件（112）的接合表面（114）的侧面处的粘合剂阻隔器轨道（126、226、326），上述轨道（126、226、326）设置为相对于风力涡轮机叶片（10）的第二构件（110）的第二对置接合表面（116）形成锐角。阻隔器轨道（126、226、326）作用为将可流动粘合剂（118）保持在两个接合表面（114、116）之间的粘结区域内部，从而确保在两个叶片构件（110、112）之间提供全面且充分的粘结。轨道（126、226、326）提供阀作用，从而偏斜以使过量粘合剂（118）挤压通过轨道（126、226、326），以指示接合表面（114、116）之间的粘结区域充满粘合剂（118）。另外，阻隔器轨道（126、226、326）的成角度配置致使产生两个构件（110、112）之间的粘合剂粘结层（128）的锥形边缘，这已被发现使得在粘合剂粘结层（128）内形成大量裂纹的可能性降低。

技术领域

本发明涉及一种用于制造风力涡轮机叶片的方法，特别地涉及一种用于确保风力涡轮机叶片的构件之间具有充分粘合剂粘结的制造方法。

背景技术

现代实用等级的风力涡轮机使用具有相对大尺寸的风力涡轮机叶片，经常是长度超过40米的风力涡轮机叶片。这些叶片大多利用纤维复合材料制造，上述纤维复合材料包括保持在固化树脂内的纤维，例如玻璃纤维、碳纤维。在构造这些叶片时，一个常用的制造方法是在多个单独的模具中模制风力涡轮机叶片的多个单独部分或壳体，之后将不同部分或壳体组装在一起以形成完整的风力涡轮机叶片。

经常将这些叶片部分组装成具有延伸于相对叶片部分之间的内部梁（spar）元件，例如梁箱或抗剪腹板，梁元件为风力涡轮机叶片结构提供剪切强度和加强。

参见图1，提供了叶片壳体或部分110的一部分与内部梁元件之间的接合的横截面图，在此情况下下为I型抗剪腹板112。I型腹板112包括接合表面114，接合表面114设置为粘结到在叶片壳体110上设置的对应结合表面116。在接合表面114上提供树脂或粘合剂118的一部分，抵靠着叶片壳体110的表面116施加I型腹板112，以使粘合剂118在两个表面114、116之间扩展，以将抗剪腹板112粘结到叶片壳体110。

然而，这种方法可经常在叶片操作过程中出现后续问题。参见图2，示出在粘合剂118固化成I型腹板112和叶片壳体110之间的粘合剂粘结层120之后、图1的系统的一示例。在第一方面，粘结层120是后续叶片失效最可能发生的位置之一，这是由于以122标出的在粘合剂粘结层120与叶片壳体之间的界面处裂纹形成的可能性逐渐增加。

在图1中所用方法的另一缺点是难于保证粘合剂118会在接合表面114、116之间均匀扩展。这可能是初始将粘合剂不均匀地施加于第一接合表面114和/或以一倾角朝第二接合表面116压紧第一接合表面所造成压紧压力的不均匀分布。

在图2所示的示例中，粘合剂118未在接合表面114、116之间完全扩展开，导致形成了未延伸至位于接合表面114、116之间的空间的全部范围的粘合剂粘结层120，这由在接合表面114、116之间限定的空置空间124标示。结果，接合表面114、116之间粘合剂粘结的强度降低，这可引起叶片部件110、112的粘结失效。

为了避免这种失效，叶片设计者经常采用下述方法中的至少一种。首先，可施加大大超过充满接合表面114、116之间的空间所需的量的粘合剂118，以希望这种过量会确保接合表面114、116之间的区域充满粘合剂。然而，这种方法导致在叶片制造过程中粘合剂的浪费使用。另外，在接合表面114、116之间区域的外面固化的任何过量粘合剂经常在固化之后的一段时间脱离，从而导致松散的碎屑留在风力涡轮机叶片的内部内。最后，这种过量粘合剂的使用也不能完全保证接合表面114、116之间的区域将会充满粘合剂，因为例如当接合到叶片壳体110时施加于I型腹板112的压力方向等另外的因素可仍然造成粘合剂在接合表面114、116之间的不均匀施加。