CN102990938A - 用于生产风力发电机转子叶片的方法和系统 - Google Patents
用于生产风力发电机转子叶片的方法和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102990938A CN102990938A CN2012103425201A CN201210342520A CN102990938A CN 102990938 A CN102990938 A CN 102990938A CN 2012103425201 A CN2012103425201 A CN 2012103425201A CN 201210342520 A CN201210342520 A CN 201210342520A CN 102990938 A CN102990938 A CN 102990938A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- net sheet
- rotor blade
- arbitrary aforementioned
- heat energy
- waveform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
- B29C70/443—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding and impregnating by vacuum or injection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
- B29C70/546—Measures for feeding or distributing the matrix material in the reinforcing structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
- B29L2031/082—Blades, e.g. for helicopters
- B29L2031/085—Wind turbine blades
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
本发明涉及并提供一种使用注入网片来生产风力发电机转子的弧形转子叶片的方法。所述方法包括:提供包括聚合物的注入网片;将所述网片放置到弧形模具中并将所述网片布置成具有所述模具的弧形;以及向所述注入网片的至少部分施加热能,使得所述网片的至少部分被加热到所述聚合物材料的熔化温度。
Description
技术领域
本发明大体涉及用于生产转子叶片的方法和系统,确切地说,涉及用于生产风力发电机的弧形转子叶片的方法和系统。
背景技术
至少一些已知的风力发电机包括塔筒和安装在塔筒上的机舱。转子以可旋转方式安装到机舱并通过轴连接到发电机。从所述转子延伸出多片叶片。所述叶片经过定向,以使通过叶片的风会使转子转动并使轴旋转,从而驱动发电机发电。
虽然传统转子叶片具有沿直线从轮毂处的叶根部分延伸到叶尖部分的直主体,但由于弧形转子叶片具有改良的气动特性,因此倾向于制造弧形转子叶片。
同时,已研制出具有由多层碳纤维和树脂形成的主体的转子叶片。碳纤维通常比传统玻璃纤维更不易让树脂渗透。转子叶片通常通过将两半叶片层压在一起来生产,这两半中的一半代表转子叶片的吸入侧,另一半代表压力侧。每一半都作为单个零件进行生产,随后通过使用粘合剂等方法将这两半安装在一起。该方法中使用两个模具,每个模具具有相应的另一半转子叶片的逆向形状。
将纤维材料堆叠到模具中,且将箔片放置在该纤维堆之上。随后,向模具与箔片之间包括纤维层的空间施加真空,以使树脂被吸入该空间内并填满纤维材料中的中空部分。单独生产翼梁帽、叶根环等预制部分,并将这些部分安装到具有半个转子叶片的模具中。叶片的两半将与预制部分灌注在一起。一旦结合在一起,就将壳部分移出模具,叶片即制成。
在灌注翼梁帽或叶根环等预制部分期间,我们发现使树脂均匀地流入堆叠的纤维材料的所有间隙中非常费力。因此,在堆叠结构的下面放置一个网片,以促使树脂流到纤维堆的所有区域。
但是,对于上文所述的弧形转子叶片,所述网片必须弯曲以符合模具的弧形。在弯曲过程中,通常相对不可弯曲的网片趋于产生波纹或皱纹。波纹或皱纹是不符合要求的,这是因为它们之后可能会影响所生产的半个转子叶片的形状。为了补救这一点,可使用柔性网片,这种柔性网片可有助于减少波形和波纹。然而,在这种情况下,堆叠结构的重量会将柔性网片挤压到一起,造成流经网片的树脂被堵塞,这一点也是不符合要求的。
因此,需要有一种在生产风力发电机转子叶片的过程中使用网片的系统或方法,该系统或方法可避免上述缺点。
发明内容
一方面,本发明提供一种使用注入网片来生产风力发电机转子的弧形转子叶片的方法。所述方法包括:提供包括聚合物的注入网片;将所述网片放置到弧形模具中并将所述网片布置成具有所述模具的弧形;以及向所述注入网片的至少部分施加热能,使得所述网片的至少部分被加热到聚合物材料的熔化温度。
另一方面,本发明提供一种用于生产风力发电机转子的弧形转子叶片的方法。所述方法包括:提供弧形模具;提供包括聚合物的注入网片;将所述网片放置到所述模具中,使得所述网片与所述弧形模具配合;向所述注入网片施加热能,使得所述网片的至少部分被加热到聚合物材料的熔化温度,其中所述网片适于所述模具的内部轮廓;提供所述转子叶片的部件并将这些部件放置到所述模具中;以及将树脂注入到所述模具中。
在另一方面,本发明提供了一种用于生产弧形风力发电机转子叶片的设备,包括:模具主体,其具有半个转子叶片的逆向形状;以及聚合物网片,其布置成具有所述模具主体的形状;其中当被布置在所述模具主体中后,所述网片至少局部受到热能处理。其中在所述热能处理期间,网片材料至少已局部达到熔化温度。其中所述网片包括由HDPE、LDPE、PE和PP组成的列表中的至少一个成分。其中所述网片具有每毫米0.5个到2个开口,其中所述网片具有在0.5毫米与2毫米之间的厚度。
本发明的其他方面、优点和特征在从属权利要求、具体说明和附图中显而易见。
附图说明
本说明书的其余部分参照附图,针对所属领域的一般技术人员,完整且可实现地揭示了本发明,包括其最佳模式,其中:
图1为示例性风力发电机的透视图。
图2为图1所示的风力发电机的一部分的放大截面图。
图3为风力发电机转子叶片的模具的俯视示意图。
图4为风力发电机转子叶片的模具的截面示意图。
图5为堆叠的转子叶片组件的截面示意图。
图6所示为根据实施例的布置过程前后的注入网片。
图7所示为根据实施例的注入网片的处理。
图8所示为根据实施例的处理后的注入网片。
元件符号列表:
参考标号 | 部件 | 参考标号 | 部件 |
10 | 风力发电机 | 12 | 塔筒 |
14 | 支撑系统 | 16 | 机舱 |
18 | 转子 | 20 | 可旋转轮毂 |
22 | 转子叶片 | 24 | 叶根部分 |
26 | 负载转移区 | 28 | 方向 |
30 | 旋转轴 | 32 | 变桨调整系统 |
34 | 变桨轴 | 36 | 控制系统 |
38 | 偏航轴 | 40 | 处理器 |
42 | 发电机 | 44 | 转子轴 |
46 | 齿轮箱 | 48 | 高速轴 |
50 | 联轴器 | 52 | 支撑件 |
54 | 支撑件 | 56 | 偏航驱动机构 |
58 | 测风塔 | 60 | 前支撑轴承 |
62 | 后支撑轴承 | 64 | 传动系统 |
66 | 变桨组件 | 70 | 传感器 |
72 | 变桨轴承 | 74 | 变桨驱动电机 |
76 | 变桨驱动齿轮箱 | 78 | 变桨驱动齿轮 |
80 | 超速控制系统 | 82 | 电缆 |
84 | 发电机 | 86 | 腔 |
88 | 内表面 | 90 | 外表面 |
116 | 纵轴 | 300 | 模型 |
305 | 加热台 | 310 | 模具主体 |
330 | 支撑结构 | 340 | 支撑件 |
350 | 真空箔片 | 360 | 真空口 |
362 | 注入通道 | 370 | 树脂 |
372,375 | 注入网片 | 385 | 释放箔片 |
390 | 波纹/波形 | 400 | 加热装置 |
410 | 夹钳 |
具体实施方式
现将详细参考各项实施例,这些实施例的一个或多个实例会在每幅图中进行图示。各个实例用以解释本发明而非限制本发明。例如,图示或描述为一项实施例的一部分的特征可用于或结合其他实施例,从而得到另一项实施例。本发明意图包括此类修改和变化。
本专利申请文件所述的实施例包括能够更轻松且更精确地生产出来的风力发电机组。具体而言,这些实施例包括对生产弧形转子叶片中所用的注入网片进行处理的方法。此外,这些实施例包括具有改进特性的转子叶片的模具。
本专利申请文件所用的术语“网片”旨在表示由多股相连的柔性/延性材料制成的半渗透性阻挡层。具体而言,网片旨在包括聚合物材料,并具有穿过所述材料的规则布置的通道。本专利申请文件所用的术语“熔化温度”旨在表示聚合物材料变软时的温度。通常,聚合物材料不像金属等一样具有确定的熔化点,而是具有一定温度范围,在该范围内,聚合物材料随着温度升高而逐渐变软。因此,术语聚合物材料的“熔化温度”旨在表示该范围内的任意温度。本专利申请文件所用的术语“叶片”旨在表示在相对于周围流体运动时产生反作用力的任意装置。本专利申请文件所用的术语“风力发电机”旨在表示从风能产生转动能,具体而言,将风的动能转化成机械能的任意装置。本专利申请文件所用的术语“风力发电机”旨在表示从产生于风能的转动能中产生电能,具体而言,将从风的动能中转换得到的机械能转换成电能的任意风力发电机。
本专利申请文件中所述的实施例涉及弧形转子叶片的模具,所述弧形转子叶片在下文中也称作“扫掠转子叶片”。在生产风力发电机转子叶片的过程中,多层纤维被堆叠到模具主体中,该模具主体具有半个叶片的逆向形状(inverse shape)。将箔片放置在所述堆之上,使得由模具、堆叠材料以及箔片构成的组件是真空密闭的。随后,将真空施加到模具与箔片之间的内部空间中,从而使树脂通过注入通道被吸入到所述堆中。树脂通常从模具的底部区域流入,然后向上流入堆叠材料中,使得所述堆和纤维材料中的空隙中填满树脂,该树脂随后将固化并因此而硬化。该方法不仅用于生产两半转子叶片,还用于生产转子叶片的特定部分,例如抗剪腹板、翼梁帽或叶根环。
在所述堆下方的模具主体与堆叠材料之间设有网片。所述网片使树脂更好地流到所述堆的所有区域。为生产扫掠转子叶片,使用弧形的模具主体(等同于转子叶片)。供应商提供的网片通常为矩形,因此需要使所述网片适于或弯曲成模具(或支撑加热台)的弧形,从而覆盖模具与所述堆之间的所有区域。在此过程中,相对不可弯曲的网片趋于产生皱折、波纹或波形。这种情况通常在弯曲过程中发生于内侧上。
为了最大限度地减少不需要的波形,根据实施例,在将网片布置于模具主体中后对其进行热能处理。当达到所使用材料所特有的特定温度时,所述网片变得柔软,其中所使用的材料通常为聚合物。借助于重力或所施加的力,不符合需要的波纹、波形等将相应地变得均匀,因此将会消失。
图1为示例性风力发电机10的透视图。在示例性实施例中,风力发电机10为水平轴风力发电机。或者,风力发电机10也可以为垂直轴风力发电机。在示例性实施例中,风力发电机10包括从支撑系统14延伸的塔筒12、安装在塔筒12上的机舱16,以及连接到机舱16的转子18。转子18包括可旋转轮毂20以及至少一片转子叶片22,所述转子叶片连接到轮毂20并从所述轮毂向外延伸。在示例性实施例中,转子18具有三片转子叶片22。在替代实施例中,转子18包括三片以上或三片以下转子叶片22。在示例性实施例中,塔筒12由钢管制成,以在支撑系统14与机舱16之间形成腔(图1中未图示)。在替代实施例中,塔筒12可为具有任意合适高度的任意合适类型的塔筒。
转子叶片22围绕轮毂20隔开,以促使转子18旋转,从而将风的动能转化成可用的机械能,随后转化成电能。转子叶片22通过在多个负载转移区26处将叶根部分24连接到轮毂20来与轮毂20配合。负载转移区26具有轮毂负载转移区和叶片负载转移区(图1中均未图示)。施加到转子叶片22上的负载经由负载转移区26转移到轮毂20。
在一项实施例中,转子叶片22具有从约15米(m)到约91m的长度。或者,转子叶片22可具有使风力发电机10能够如本专利申请文件所述一般运行的任意合适长度。例如,叶片长度的其他非限制性实例包括10m或以下、20m、37m,或大于91m的长度。随着风从方向28接触转子叶片22,转子18围绕旋转轴30旋转。随着转子叶片22旋转并受到离心力的作用,转子叶片22也受到各种力和力矩的作用。因此,转子叶片22可能从一个中性位置或非偏转位置偏转和/或旋转至偏转位置。
此外,转子叶片22的桨距角或叶片节距,即,决定转子叶片22相对于风向28的角度的角,可通过变桨调整系统32来改变,以通过调整至少一片转子叶片22相对于风矢量的角位置来控制风力发电机10产生的负载和电力。图示了转子叶片22的变桨轴34。在风力发电机10运行期间,变桨调整系统32可改变转子叶片22的叶片节距,使转子叶片22移到顺桨位置,这样至少一片转子叶片22相对于风矢量的角度可以让转子叶片22的朝向风矢量的表面区域最小,这促使转子18的转速减小和/或促使转子18失速。
在示例性实施例中,每片转子叶片22的叶片节距由控制系统36单独控制。或者,所有转子叶片22的叶片节距可由控制系统36同时控制。此外,在示例性实施例中,随着方向28改变,可围绕偏航轴38控制机舱16的偏航方向,以相对于方向28对转子叶片22进行定位。
在示例性实施例中,控制系统36被图示为处于机舱16的中心,但是,控制系统36可为分布于风力发电机10各处、支撑系统14上、风场内和/或远程控制中心处的分布式系统。控制系统36包括处理器40,所述处理器被配置成执行本专利申请文件所述的方法和/或步骤。此外,本专利申请文件所述的许多其他部件包括处理器。本专利申请文件所用的术语“处理器”并不限于在所属领域中称为计算机的集成电路,而是广泛地指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其他可编程电路,且这些术语在本专利申请文件中可互换使用。应了解,处理器和/或控制系统还可包括存储器、输入通道和/或输出通道。
在本专利申请文件所述的各项实施例中,存储器可包括,但不限于,计算机可读媒体,例如随机存取存储器(RAM),以及计算机可读非易失性媒体,例如闪存。或者,也可使用软盘、只读光盘(CD-ROM)、磁光盘(MOD)和/或数字多功能光盘(DVD)。此外,在本专利申请文件所述的各项实施例中,输入通道包括,但不限于,传感器和/或与操作员接口相关的计算机外围设备,例如鼠标和键盘。此外,在示例性实施例中,输出通道可包括,但不限于,控制装置、操作员接口监视器和/或显示器。
本专利申请文件所述的处理器用于处理从多个电气和电子装置传输的信息,这些装置可包括,但不限于,传感器、致动器、压缩机、控制系统和/或监视装置。例如,此类处理器的物理位置可位于控制系统、传感器、监视装置、台式计算机、笔记本电脑、可编程逻辑控制器(PLC)柜和/或分布式控制系统(DCS)柜中。RAM和存储装置用于存储并转移待由处理器执行的信息和指令。RAM和存储装置也可用于在处理器执行指令期间存储临时变量、静态(即,不变的)信息和指令,或其他中间信息,并将这些信息提供给处理器。所执行的指令可包括,但不限于,风力发电机控制系统控制命令。对指令序列的执行并不限于硬件电路和软件指令的任意特定组合。
图2为风力发电机10的一部分的放大截面图。在示例性实施例中,风力发电机10包括机舱16和以可旋转方式连接到机舱16的轮毂20。具体而言,轮毂20通过转子轴44(有时称为主轴或低速轴)、齿轮箱46、高速轴48和联轴器50以可旋转方式连接到位于机舱16内的发电机42。在示例性实施例中,转子轴44以与纵轴116同轴的方式设置。转子轴44的旋转以可旋转方式驱动齿轮箱46,而所述齿轮箱随后驱动高速轴48。高速轴48通过联轴器50以可旋转方式驱动发电机42,且高速轴48的旋转促使发电机42发电。齿轮箱46和发电机42由支撑件52和支撑件54支撑。在示例性实施例中,齿轮箱46使用双通道几何结构来驱动高速轴48。或者,转子轴44通过联轴器50直接连接到发电机42。
机舱16还包括偏航驱动机构56,所述偏航驱动机构可用于让机舱16和轮毂20围绕偏航轴38(如图1所示)旋转,以控制转子叶片22相对于风向28的角度。机舱16还包括至少一座测风塔58,所述测风塔包括风向标和风速计(均未在图2中图示)。测风塔58将信息提供给控制系统36,所述信息可包括风向和/或风速。在示例性实施例中,机舱16还包括主前支撑轴承60和主后支撑轴承62。
前支撑轴承60和后支撑轴承62有助于转子轴44的径向支撑并对齐。前支撑轴承60在靠近轮毂20处连接到转子轴44。后支撑轴承62位于转子轴44上靠近齿轮箱46和/或发电机42处。或者,机舱16包括使风力发电机10能够如本专利申请文件中所揭示一般运行的任意数目的支撑轴承。转子轴44、发电机42、齿轮箱46、高速轴48、联轴器50和任何相关夹紧、支撑和/或紧固装置,包括但不限于,支撑件52和/或支撑件54,以及前支撑轴承60和后支撑轴承62,有时被称为传动系统64。
发电机84连接到传感器70、超速控制系统80和变桨驱动系统68,以向变桨总成66提供电力来源。在示例性实施例中,发电机84在风力发电机10运行期间,向变浆总成66提供连续的电力来源。在替代实施例中,发电机84在风力发电机10发生电力损耗事件期间,向变浆总成66提供电力。电力损耗事件可包括电网损耗/掉网、涡轮机电气系统发生故障,和/或风力发电机控制系统36发生故障。在发生电力损耗事件期间,发电机84运行以向变浆总成66提供电力,从而使变浆总成66可在发生电力损耗事件期间运行。
在示例性实施例中,变浆驱动系统68、传感器70、超速控制系统80、电缆82以及发电机84均定位在由轮毂20的内表面88限定的腔86中。在一项特定实施例中,变浆驱动系统68、传感器70、超速控制系统80、电缆82和/或发电机84直接或间接连接到内表面88。在替代实施例中,变浆驱动系统68、传感器70、超速控制系统80、电缆82以及发电机84相对于轮毂20的外表面90定位,并且可直接或间接连接到外表面90。
图3所示为生产扫掠风力发电机转子叶片的弧形模具300。该模具包括支撑件320以及模具主体310,所述模具主体具有要生产的转子叶片的形状。
图4所示为图3所示模具的中间部分的截面示意图。支架结构330具有若干个单独支撑件340,用于支撑模具主体310。
图5所示为根据实施例的用于生产翼梁帽等转子叶片部分的注入设备的截面示意图。加热台305上设有注入网片375。其上设有释放箔片385,用于所述结构的堆叠纤维材料365放置于所述释放箔片上。例如,所述结构可包括多层碳纤维。通常,所述堆包括30个至80个堆叠材料层,更为典型的是45层至65层。所述释放箔片在树脂固化后,促使所生产的转子叶片部分从注入网片375松开。另一释放箔片385设置在堆叠材料365之上。堆叠材料365之上设有真空箔片350,且所述真空箔片在各边缘上密封。然后施加真空,使树脂被吸入穿过所述结构,即相应堆365。可在注入网片与释放箔片之间使用的另一箔片未在此处图示。
为此,使用真空口360向真空箔片350与加热台305之间围住的空间施加真空,所述台体现为图3和图4中所示的模具主体310。
由于施加了真空,树脂370(由箭头表示)经由注入通道362被吸入堆叠材料365中,即相应结构中。
图6显示,根据实施例,如果注入网片372(上方)弯曲,以具有用于弧形转子叶片部分(扫掠叶片)的模具的形状,则重新调整的网片372(下方)在半径较小(内半径)的那一侧具有波纹、皱折和/或波形390。为了使网片372保持处于弯曲状态,可在实施例中使用夹钳410。同时,半径较大的外侧通常被机械拉伸,该机械拉伸未图示。此弯曲网片在用于图5所示的注入过程时存在一些缺点。
图7所示为根据实施例,通过局部施加热能来处理上述弯曲网片372,以对网片372的表面进行矫平。为此,可使用任何合适的热源或加热装置400。此热源或加热装置可用于施加红外辐射、热空气或喷灯的热气流等。例如,可使用红外灯或喷灯或电扇加热器。上述工具用于对弯曲网片372的表面进行矫平,相应地,使波纹/波形390消失,产生图8所示的网片375的平滑表面。
在通过使用加热装置400来使网片材料局部达到熔化温度Tm后,发明人发现注入网片372中的波形和皱折消失,且所述网片中之前不平滑部分变平滑,因而波形即被矫平。我们认为该过程的机制如下。聚合物分子在最初制成所述网片完成后进行定向。在加热过程中,网片372的分子结构被局部改变,这引起了收缩过程。换言之,通过将网片加热到Tm以上而使分子重定向。这意味着,所述网片在加热过程中趋于收缩缩,并将在包括波形/波纹的松散区域中收缩。产生所见效果的另一原因可能是重力影响,因为变软的材料在Tm以上时会随着重力向下移动,直到到达通常为加热台305或模具主体310的支撑结构为止,这也会导致波形消失。
在实施例中,通过加热而实现的波形消失或移除可进一步得到促进,方法是,在加热之后使用特定工具对波形区域局部施加一个力,例如使用金属板。
进行经过上述处理后得到的网片375如图8所示。随后,该网片375可以用于上文相对于图5所述的注入过程中,生产出弧形风力发电机转子叶片或抗剪腹板等风力发电机转子叶片的弧形部分。
因此,在实施例中,对注入网片372进行处理以生产风力发电机转子的弧形转子叶片的方法包括:提供包括聚合物的注入网片372;将该网片放置到弧形模具310中或放置在加热台305上;以及将该网片布置成具有所述模具或台的弧形。随后,将热能施加到注入网片372的至少部分,使得所述网片的至少部分被加热到聚合物材料的熔化温度Tm。
在实施例中,所述网片可包括(作为非限制性实例)类似聚合物的高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚乙烯(PE)以及聚丙烯(PP),但也可包括其他聚合物,只要它们可经简单试验证实适用于本专利申请文件所述的矫平过程即可。
在典型实施例中,所述网片具有每毫米0.5个至2个开口,更为典型的是每毫米0.8个至1.5个开口,例如,每毫米1.0个开口或每毫米1.2个开口。所述网片的典型厚度在0.5毫米与2毫米之间,更为典型的是在0.8毫米与1.4毫米之间,例如1.0毫米或1.1毫米。
上述系统和方法有助于对生产弧形转子叶片部分或弧形转子叶片的方法做出改进。具体而言,它们提供用于针对弧形转子叶片部分和主体的生产过程而对注入网片进行处理的改进方法。
上文详细描述了用于生产风力发电机转子叶片的系统和方法的示例性实施例。所述系统和方法并不限于本专利申请文件所述的具体实施例,而系统的部件和/或方法的步骤可独立于本专利申请文件所述的其他部件和/或步骤单独使用。例如,它们可与用于飞机的转子叶片等其他类型的弧形叶片结合使用,且并不限于仅使用本专利申请文件所述的风力发电机组进行实践。事实上,示例性实施例可与许多其他转子叶片应用结合实施和使用。
尽管本发明各实施例的具体特征可能在某些附图中图示,但并未在其他附图中图示,这仅仅是出于方便的考量。根据本发明的原则,附图中的任何特征可结合其他任何附图中的任何特征进行参考和/或提出权利主张。
本说明书使用了各种实例来揭示本发明,包括最佳模式,同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本发明,包括制造并使用任何装置或系统,以及实施所涵盖的任何方法。虽然上文已揭示了各项具体实施例,但所属领域的技术人员应认识到,权利要求的精神和范围允许对本发明进行同等有效的修改。特别是,上述实施例的并不相互排斥的特征可以彼此组合。本发明的保护范围由权利要求书限定,并可包括所属领域的技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求的字面意义相同,或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求的字面意义无实质差别,则此类实例也在权利要求的范围内。
Claims (15)
1.一种对注入网片进行处理以生产风力发电机转子的弧形转子叶片的方法,包括:
a)提供包括聚合物的注入网片;
b)将所述网片放置到弧形模具中并将所述网片布置成具有所述模具的弧形;
c)将热能施加到所述注入网片的至少部分,使得所述网片的至少部分被加热到聚合物材料的熔化温度Tm。
2.根据权利要求1所述的方法,其中施加热能包括施加红外辐射、施加热空气或施加燃烧过程的反应产物。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中施加热能包括使用灯、电加热器或喷灯。
4.根据任一前述权利要求所述的方法,其中将所述网片布置成具有所述模具的所述弧形包括所述网片产生皱折和/或波形。
5.根据任一前述权利要求所述的方法,其中当达到所述网片的所述熔化温度Tm后,所述注入网片中的波形和皱折消失。
6.根据任一前述权利要求所述的方法,其中所述波形因重力影响而消失。
7.根据任一前述权利要求所述的方法,其中所述波形因经由工具施加到所述网片上的压力而消失。
8.根据任一前述权利要求所述的方法,其中热能被施加到包括所述皱折和/或波形的网片区域。
9.根据任一前述权利要求所述的方法,其中所述网片包括由HDPE、LDPE、PE和PP组成的列表中的至少一个成分。
10.根据任一前述权利要求所述的方法,其中所述网片具有每毫米0.5个到2个开口。
11.根据任一前述权利要求所述的方法,其中所述网片具有在0.5毫米与2毫米之间的厚度。
12.一种风力发电机转子叶片的弧形模具,包括:
a)模具主体,其具有半个转子叶片的逆向形状;
b)聚合物网片,其布置成具有所述模具主体的形状;
其中当被布置在所述模具主体中后,所述网片至少局部受到热能处理。
13.根据权利要求12所述的弧形模具,其中在所述热能处理期间,网片材料至少已局部达到熔化温度Tm。
14.根据权利要求12所述的弧形模具,其中所述网片包括由HDPE、LDPE、PE和PP组成的列表中的至少一个成分。
15.根据权利要求12所述的弧形模具,其中所述网片具有每毫米0.5个至2个开口,且其中所述网片具有在0.5毫米与2毫米之间的厚度。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/233,075 | 2011-09-15 | ||
US13/233,075 US20120139165A1 (en) | 2011-09-15 | 2011-09-15 | Method and system for producing a wind turbine rotor blade |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102990938A true CN102990938A (zh) | 2013-03-27 |
Family
ID=46161475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2012103425201A Pending CN102990938A (zh) | 2011-09-15 | 2012-09-14 | 用于生产风力发电机转子叶片的方法和系统 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120139165A1 (zh) |
CN (1) | CN102990938A (zh) |
DE (1) | DE102012108569A1 (zh) |
DK (1) | DK201200563A (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2522679A (en) * | 2014-02-03 | 2015-08-05 | Vestas Wind Sys As | Wind turbine components |
DE102015221569A1 (de) * | 2015-11-04 | 2017-05-04 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils unter Verwendung einer Trägerstruktur |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1310351A1 (en) * | 2001-11-13 | 2003-05-14 | Bonus Energy A/S | Method for manufacturing windmill blades |
CN1986202A (zh) * | 2005-12-19 | 2007-06-27 | 通用电气公司 | 用于形成叶片部分的系统和方法 |
CN101666290A (zh) * | 2009-10-14 | 2010-03-10 | 黄争鸣 | 风力机叶片结构及其加工成型方法和用途 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5843355A (en) * | 1996-01-24 | 1998-12-01 | The Boeing Company | Method for molding a thermoplastic composite sine wave spar structure |
ATE360521T1 (de) * | 2003-11-27 | 2007-05-15 | Bae Systems Plc | Entlüftungsfolie für verbundwerkstoffaushärtung und anordnungsverfahren dafür |
US7416401B2 (en) * | 2005-06-13 | 2008-08-26 | The Boeing Company | Lightweight composite fairing bar and method for manufacturing the same |
CN101312820B (zh) * | 2005-10-04 | 2012-08-29 | Lm玻璃纤维有限公司 | 一种用于生产纤维强化产品的方法 |
US9150700B2 (en) * | 2008-09-30 | 2015-10-06 | The Boeing Company | Wrinkle reduction in uncured composite laminates |
-
2011
- 2011-09-15 US US13/233,075 patent/US20120139165A1/en not_active Abandoned
-
2012
- 2012-09-12 DK DKPA201200563A patent/DK201200563A/da not_active Application Discontinuation
- 2012-09-13 DE DE102012108569A patent/DE102012108569A1/de not_active Withdrawn
- 2012-09-14 CN CN2012103425201A patent/CN102990938A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1310351A1 (en) * | 2001-11-13 | 2003-05-14 | Bonus Energy A/S | Method for manufacturing windmill blades |
CN1986202A (zh) * | 2005-12-19 | 2007-06-27 | 通用电气公司 | 用于形成叶片部分的系统和方法 |
CN101666290A (zh) * | 2009-10-14 | 2010-03-10 | 黄争鸣 | 风力机叶片结构及其加工成型方法和用途 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120139165A1 (en) | 2012-06-07 |
DE102012108569A1 (de) | 2013-03-21 |
DK201200563A (en) | 2013-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111601703B (zh) | 用于制造具有打印网结构的风力涡轮转子叶片板的方法 | |
EP1779997B2 (en) | Method of manufacturing a wind turbine rotor blade | |
CN101062594B (zh) | 制造叶片的方法及装置 | |
US11607826B2 (en) | Method of manufacturing at least two preforms for moulding a wind turbine blade | |
US8216500B2 (en) | Method of manufacturing pre-bent wind turbine blades | |
CN102555116A (zh) | 用于生产转子叶片的方法和装置 | |
US20140178204A1 (en) | Wind turbine rotor blades with fiber reinforced portions and methods for making the same | |
EP3468786B1 (en) | Method of manufacturing a wind turbine blade | |
CN111601966B (zh) | 用于转子叶片的打印增强结构的多种材料组合 | |
US20120061024A1 (en) | Mold and method for producing a rotor blade | |
CN115461210A (zh) | 用于制造风力涡轮机叶片的方法以及用于制造风力涡轮机叶片的固定装置 | |
CN102990938A (zh) | 用于生产风力发电机转子叶片的方法和系统 | |
US8529818B2 (en) | Automated fiber placement in female mold | |
CN111587174B (zh) | 真空成型模具组件和用于产生真空成型模具组件的方法 | |
US10975848B2 (en) | Site-specific customizable nacelle for a wind turbine | |
CN111336074A (zh) | 嵌入风力涡轮机舱中的热传递组件 | |
EP4344866A1 (en) | Resin joining portion for wind turbine blades | |
EP4234192A1 (en) | Method for manufacturing wind turbine blade preforms with complex geometries | |
CN204663587U (zh) | 涡轮机叶片 | |
CN118234940A (zh) | 用于风力涡轮机叶片的翼梁帽 | |
Saoke | Design and fabrication and testing of a low speed wind turbine generator using tapered type rotor blade made from fibre reinforced plastic | |
WO2023170086A1 (en) | Methods for removing spar cap elements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130327 |