CN103946013A - 用于修理或制造风能设备的部件及其零件的方法或加热装置以及风能设备 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于在修理或制造风能设备的部件、尤其风能设备的转子叶片时使用的加热装置。加热装置具有带有至少一个环形的、朝一侧敞开的通道(120)的垫(110)和在至少一个通道(120)中的真空软管(121)。至少一个环形的通道(120)将垫(110)划分为第一和第二部段(130、140)。加热单元(150)设在第一部段(130)的区域中。在第一部段(130)的区域中的空气能够通过在至少一个通道(120)中的真空软管(121)抽出。

Description

用于修理或制造风能设备的部件及其零件的方法或加热装置以及风能设备
技术领域
本发明涉及一种用于在修理或制造风能设备的部件时使用的加热装置，一种用于修理和制造风能设备的部件的方法以及一种风能设备。
背景技术
目前，现代的风能设备的部件例如转子叶片至少部分地由玻璃纤维增强的塑料(GFK)、碳纤维增强的塑料(CFK)等制造。在制造以及修理例如转子叶片时需要热量，所述热量能够由加热单元提供。
在此，由加热单元产生的热量必须尽可能无损耗地传递到例如风能设备的其他部件或转子叶片上。
发明内容
本发明的目的是，提出一种改进的加热装置，所述加热装置同样能够实现将所产生的热量改进地传递到待修理或待制造的部件上。
所述目的通过根据权利要求1的加热装置、根据权利要求10的方法以及通过根据权利要求10的风能设备来实现。
因此，提出一种用于在修理或制造风能设备的部件、尤其风能设备的转子叶片时使用的加热装置。加热装置具有带有至少一个环形的、朝一侧敞开的通道的(例如由硅树脂、聚氨酯(PUR)或其他柔性材料构成的)垫和在至少一个通道中的真空软管。至少一个环形的通道将垫划分为第一和第二部段。加热单元设在第一部段的区域中。在第一部段的区域中的空气能够通过在至少一个通道中的真空软管抽出。
根据本发明的一个方面，加热装置具有在第一部段的区域中的至少一个第一温度传感器。此外，加热装置具有用于根据通过第一温度传感器检测出的温度来控制加热单元的控制单元。
根据本发明的另一方面，加热装置具有用于将软管连接到真空泵上的真空接口抽吸接管，以便能够将在第一部段的区域中的空气抽出。
本发明涉及的思想是，提出一种具有(硅树脂)垫或硅树脂层的加热装置，其中在硅树脂层中设有加热单元和具有真空软管的至少一个通道。通过真空软管能够使加热装置的部段处于真空下，以至于所述部段牢固地粘贴或固定在待修理或待制造的部件上。优选地，加热装置具有真空接口接管或抽吸接管，在其上能够连接有真空泵的软管。连接接管再与真空软管或向内敞开的第一通道连接。通道或至少一个通道包围第一部段。在该部段之内设有加热单元。可选地，至少一个温度传感器能够设在第一部段中。在激活真空泵时，在第一部段的区域中的空气(当加热装置被放置在构件上时)被向外抽出，使得第一部段粘贴在构件上。
可选地，控制单元能够设在加热装置上，所述加热装置不仅控制真空泵而且控制加热单元。控制单元的控制例如能够根据至少一个温度传感器的输出信号来进行。真空软管例如能够构造为螺旋软管。
本发明的其他设计方案是从属权利要求的主题。
在下文中参照附图详细阐述本发明的优点和实施例。
附图说明
图1示出根据第一实施例的加热装置的示意俯视图，
图2示出贯穿根据第一实施例的加热装置的横截面A-A，
图3示出根据第一实施例的加热装置的下侧的视图，
图4示出根据第二实施例的风能设备的示意图，
图5示出根据第三实施例的加热装置的下侧的示意图，
图6示出根据第三实施例的加热装置的外侧的示意图，
图7示出根据第三实施例的加热装置的示意图，
图8a和8b示出根据第四实施例的加热装置的示意图，以及
图9示出根据第五实施例的加热装置的示意剖视图。
具体实施方式
图1示出根据第一实施例的加热装置的示意俯视图。根据第一实施例的加热装置100具有垫110、例如硅树脂垫，所述垫具有包围第一部段130的至少一个通道120。在第一部段130的区域中设有加热单元150。第二部段140设在通道120之外。在通道120中设有具有在通道120的敞开的端部中的多个开口的真空软管。此外，加热装置100具有真空接口或抽吸接管190，所述真空接口或抽吸接管能够经由软管210与真空泵200连接。可选地，至少一个第一温度传感器170能够设在第一和/或第二部段130、140中。所述温度传感器170用于检测在加热单元150上、在加热单元150中或在加热单元150的区域中的温度。外部的第二温度传感器160能够定位在加热单元150和修理部位或待处理的部位之间，以便直接在修理部位上或在修理部位的附近检测温度。加热装置还能够具有控制单元300，所述控制单元与加热单元150和/或真空泵200连接并且能够控制真空泵200的运行和/或加热单元150的运行。
可选地，(硅树脂)垫110能够在第一部段130的区域中具有两个开口180，所述开口能够用作用于注入树脂的接口。尤其在修理风能设备的转子叶片或其他元件例如风能设备的吊舱时通常必要的是，以注入法处理待修理的部位(或修理部位)或待处理的部位400，其中例如必须将树脂施加到修理部位上然后使其硬化。为此，树脂通过开口180被引入到第一部段130中。
加热装置被放置在待修理的或待制造的元件(修理部位400)上，真空泵200被激活，使得抽出在第一部段130中的(硅树脂)垫110和待修理或待制造的元件之间的空气。因此，在第一部段130之下的区域中产生真空。这尤其是有利的，因为由此能够避免在第一部段的区域中或其下方的气泡。在通道120之内的真空软管121例如能够构成为螺旋软管，使得在软管中的开口与通道的敞开的侧吻合，使得能够抽出位于第一部段的区域中的空气。
因此，根据第一实施例，加热装置设有垫110例如硅树脂垫、至少一个环形的第一通道120和至少一个加热元件150(例如电加热元件)。环形的通道120将(硅树脂)垫110划分为第一和第二部段130、140。在至少一个通道中设有真空软管121，所述真空软管能够连接到真空泵200上。借助于在至少一个通道120中的真空软管121能够抽出在第一部段130的区域中的空气，使得在(硅树脂垫和待处理的部件之间的)第一部段130的区域中存在真空。
图2示出根据第一实施例的加热装置的横截面A-A。加热装置具有带有至少一个通道120的垫110，例如硅树脂垫，所述通道将垫(110)划分为第一部段130(由通道包围)和第二部段140(在通道之外)。在第一部段130的区域中设有加热单元150。在具有敞开的端部120a的环形的通道120中设有真空软管121，所述真空软管具有通向通道120的敞开的端部120a的开口121a。此外，可选地，第一温度传感器170设在加热单元150中或在加热单元150上并且外部的第二温度传感器160设在修理部位或待处理的部位400之间。
图3示出根据第一实施例的加热装置的俯视图。加热装置具有垫110和至少一个环形的通道120，所述环形的通道将垫110划分为第一和第二部段130、140。在通道120中设有真空软管121，所述真空软管例如能够构成为螺旋软管。当激活真空泵200时，那么抽取在第一部段130和待处理的构件(修理部位或待处理的部位400)之间的空气，使得在第一部段130的区域中存在真空。由于在第一部段130的区域中的真空，垫能够“粘贴”在待处理的构件上。通过真空泵200(图1)抽出在第一部段130的区域中的空气。
当根据第一实施例的加热装置用于风能设备的转子叶片的修理或维修时，那么垫110例如能够经由夹紧带固定在转子叶片上。随后，借助于能够经由控制单元300控制的真空泵200来抽出在第一部段的区域中的空气，使得在那里产生真空并且硅树脂垫保持粘贴在转子叶片上。
根据第二实施例，本发明同样涉及例如根据第一实施例所描述的加热单元，和用于控制加热单元的控制单元。加热单元150具有在第一部段130中的至少一个温度传感器170以及可选地具有第二温度传感器160，所述第二温度传感器设在第一部段之外或设在第一部段(即在加热单元和修理部位之间)的外侧上。所述第二温度传感器能够用作冗余的安全措施。加热单元还具有控制单元300，所述控制单元借助于至少一个第一和/或第二温度传感器170监控例如在修理风能设备的转子叶片时的温度变化，例如当在风能设备的转子叶片的待修理的部位上施加有基体，那么所述基体随后借助于加热装置被加热，以便能够硬化基体。在此，借助于(在加热单元和修理部位之间的)第二温度传感器160能够在修理部位中或修理部位上检测基体或耳机()的实际温度。这能够实现对放热的识别，使得能够借助于加热单元抑制能量输送或热量输送。在此，当超过温度阈值时，能够降低加热单元的加热功率或者例如能够去激活加热单元150。
通过设置两个独立的温度传感器而设有冗余的温度监控，即当温度传感器中的一个错过错误的值时，那么能够基于另一温度传感器的测量值进行温度监控。因此能够确保：任何时候不会造成在待处理的部位上的过热。因此还能够避免损坏待处理的构件或加热单元。此外，能够避免由于过高反应温度而造成的修理部位过热。
根据本发明的一个方面，优选设有至少两个独立的传感器(温度传感器160、170)并且将其连接到控制单元300上。所述两个温度传感器160、170优选构造为独立的传感器，以便能够监控待处理的部位和修理部位的无故障的温度控制过程。控制单元300接收第一和第二温度传感器170、160的输出信号。第一温度传感器170设在加热元件150中、加热元件150上或设在加热元件150的区域中。优选地，第一温度传感器170设在加热单元中的中心或加热单元上。因此，所述第一温度传感器170监控在加热过程中直接在加热单元150中或在加热单元150上所产生的温度。
第二温度传感器160例如能够设在维修部位(或待处理的部位)400和加热单元150之间。因此，所述第二温度传感器160能够构造为外部的(温度)传感器并且用于检测在修理部位或待处理的部位上的(精确的)温度。
控制单元300用于控制时间和温度序列。可选地，控制单元能够具有多个时间和/或温度序列。只要是必要的，时间和温度序列能够相匹配。
根据本发明，例如能够在施加基体之后借助于加热单元150将基体加热到40℃的温度以修理或制造元件。可选地，所述温度例如能够保持两个或三个小时。在此，监控第一和/或第二温度传感器170、160的温度信号，以便能够实现放热识别。当例如温度超过40℃时，那么降低加热单元150的加热功率或者切断加热单元。随后只有当由第一和/或第二温度传感器170、160测量出的温度低于阈值时，才再次激活加热单元150。随后，例如能够通过继续运行加热单元几个小时的方式将基体加热到80℃。
作为安全措施，当第一或第二温度传感器损坏时，可选地能够去激活控制装置。第二温度传感器能够作为冗余的温度传感器设置，以便检测放热。
控制单元300能够例如具有两个温度模式，以便控制施加到修理部位上的树脂的硬化。第一温度模式能够是40℃模式并且第二温度模式能够是86℃模式。然而，要注意的是，实际的度数能够匹配于相应地使用的树脂。因此，在下文中仅示例地参考40℃模式和86℃模式。在下文中，说明第一温度模式(40℃模式)并且随后说明第二温度模式(86℃模式)。
在第一温度模式中，树脂混合物的反应(分子的结合)缓慢地进行。通过交替地(额定值的+/-2℃)接入和切断加热单元150，温度保持在大约平均40℃。所述第一温度模式在开始反应时使用，以使反应温度能够缓慢地且受控地升高。优选地，第一温度模式具有放热识别。第二温度传感器160直接在修理部位或待处理的部位400上检测温度。因此，能够持续地或间隔地检测温度升高。为了能够排除例如由天气情况决定的温度波动，控制单元300具有为了激活放热识别而必须超过的温度阈值。如果不超过所述阈值(例如由于过低的环境温度)，那么控制单元300操控正常的预编程的时间间隔并且在此之后才切换到第二温度模式。
如果开始放热识别，那么能够存储最大温度。在一些树脂混合物中，例如能够在大约45分钟之后达到最大反应温度，其中反应温度随后逐渐下降。当最大温度在10分钟内例如下降至少0.5℃时，那么控制单元300识别出放热结束。如果温度例如继续下降0.2℃，那么控制单元300能够从第一温度模式切换到第二温度模式。通过根据本发明的放热识别能够明显地缩短第一温度模式。
在第二温度模式(例如86℃模式)中，树脂混合物能够完全地硬化。通过交替地(即额定值的+/-2℃)接入和切断加热单元150，在修理部位或待处理的部位400上的温度保持在约86℃。
垫110例如能够是硅树脂垫、PUR垫或由其他柔性材料构成的垫。
图4示出根据第三实施例的风能设备的示意图。风能设备具有塔、吊舱以及转子叶片30。风能设备具有在吊舱的区域中的真空泵以及至少一个空气软管和用于加热垫的馈电装置，所述空气软管能引向外部并且能够用作用于上文所述的加热垫的空气软管。
在吊舱20的区域中能够设有盖子，至少一个空气软管能够引导穿过所述盖子。风能设备还具有如根据第一和第二实施例所描述的加热单元。此外，风能设备能够具有用于控制上文所述的加热单元的和用于控制真空泵的控制单元。
图5示出根据第三实施例的加热装置的下侧的示意图。根据第三实施例的加热装置能够以根据第一实施例的加热装置为基础。加热装置100具有带有电加热单元150的垫100。加热单元150具有加热导体151和电引线152。加热单元150例如能够构造为加热调节器(Heizregister)，其中加热管线151波纹形地设在垫110中或在垫110上。加热装置能够具有带有引线171的温度传感器170。温度传感器170能够缝合在加热垫的中心。加热导体151的相邻的绕阻之间的间距例如能够为15mm。能够将电引线152引入并且缝合在加热装置的角部处，使得接口防水地构成。垫110能够在其环周上至少部分地具有不带有加热导体151的部段111，所述部段保持为尽可能小的。
图6示出根据第三实施例的加热装置的外侧的示意图。加热装置100具有带有加热单元150、电引线152、可选的边缘152的垫110，至少部分地具有例如呈拉链113、尼龙搭扣113或厚绒带(Flauschbandes)的形式的固定部，可选地具有用于操纵垫的拎环114并且可选地具有用于标记温度传感器170的位置的标记115。借助于拉链113或厚绒带(尼龙搭扣)112能够将加热装置与相邻的加热装置连接。橡胶边缘112用于当加热装置例如安装在转子叶片上时，胶粘带的更好的附着。
图7示出根据第三实施例的加热装置的示意剖视图。在图7中示出两个彼此连接的加热装置。两个加热装置经由拉链113彼此连接。两个加热装置分别具有加热丝151和不设有加热丝的区域111，使得所述区域能够是冷的地区或不能加热的部段。
图8a和8b示出根据第四实施例的加热装置的示意图。加热装置100具有带有例如呈加热调节器形式的加热单元150的垫110。加热单元150具有加热导体151，所述加热导体波纹形地设置。加热装置具有电引线152。加热导体151具有金属丝、包围所述金属丝的绝缘部和例如呈金属丝缠绕部形式的金属屏蔽部153。因此，加热导体能够具有金属芯、绝缘部和外部环绕的由金属构成的屏蔽部。在电引线152和加热导体151之间能够设有(能编码的)插头154。插头例如能够具有8个引脚，其中第一引脚与零线连接，第二引脚与相位连接，第三和第四引脚分别与温度传感器连接并且第八引脚与接地(PE)连接。
根据能够以第一、第二或第三实施例为基础的第四实施例，加热导体151在垫的区域中在其整个长度上具有呈金属丝缠绕部的形式的金属屏蔽部。两个端部(输入/输出)优选能够连接在接地或安全引线上。
根据第四实施例，能够监控加热导体或加热丝，以便检查绝缘部是否正常存在。在安全引线损坏的情况下，能够光学地/声学地输出所述损坏。如果在运行时出现故障，那么能够光学地和/或声学地输出故障。如果在加热过程开始之前出现故障，那么不开始加热过程。
优选地，隔离变压器能够设在加热装置和供电网络之间，使得存在电隔离。因此能够确保，不会造成对用户的危害。
隔离变压器能够设在加热装置中或在加热装置上或者设置在用于加热装置的控制器中或控制器上，或者能够作为单独的单元设在加热装置和供电网络之间。
根据本发明，加热装置具有由纺织织物构成的垫。根据本发明的加热装置具有带有加热丝的加热单元，其中加热丝具有例如由硅树脂构成的绝缘部和例如呈金属丝缠绕部形式的金属屏蔽部。加热丝的金属屏蔽部的两个端部与安全引线连接，使得故障电流能够经由安全引线流出。
根据本发明，加热装置的电接口防水地构成。
图9示出根据第五实施例的加热装置的示意剖视图。根据第五实施例的加热装置能够以上述实施例为基础。根据第五实施例的加热装置100能够具有带有加热单元150和加热丝151的多个垫110。两个加热垫110能够在其端部上分别具有(例如用于尼龙搭扣的)厚绒带条113a。为了将两个加热垫110彼此连接，相邻地放置两个加热垫并且将(例如用于尼龙搭扣的)厚绒带条113b放置到相邻设置的厚绒带条113a上，使得两个加热垫彼此连接。这种设计方案能够具有的缺点是，存在更冷的部段，另一方面避免能够造成热点、即两个加热垫重叠设置并且温度在该部位上过高的区域。
根据本发明的能够以上述实施例中的任一个为基础的另外的实施例，加热垫具有用于识别的RFID(射频识别)芯片。存储在RFID芯片中的标志能够由读取设备读取并且存储在数据库，例如SAP(企业管理解决方案软件)中。因此能够了解使用加热装置的地点和方式。

Claims (14)

1.一种用于在修理或制造风能设备的部件、尤其风能设备的转子叶片时使用的加热装置，所述加热装置具有：
垫(110)，所述垫带有至少一个环形的、朝一侧敞开的通道(120)和在至少一个所述通道(120)中的真空软管(121)，
其中至少一个环形的所述通道(120)将所述垫(110)划分为第一部段和第二部段(130、140)；和
在所述第一部段(130)的区域中的至少一个加热单元(150)，
其中在所述第一部段(130)的区域中的空气能够通过所述真空软管(121)抽出。
2.根据权利要求1所述的加热装置，还具有：
在所述第一部段(130)的区域中的至少一个第一温度传感器(170)和
控制单元(300)，所述控制单元用于根据由所述第一温度传感器(170)检测出的温度来控制所述加热单元(150)。
3.根据权利要求2所述的加热装置，还具有：
在至少一个所述加热单元(150)和修理部位(400)之间的区域中的至少一个第二温度传感器(170)，
其中至少一个所述第一温度传感器(170)基本上设在所述加热单元(150)的中心，
其中所述控制单元(300)构造为用于根据由所述第一温度传感器和/或所述第二温度传感器(170、160)检测出的温度来控制所述加热单元(150)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的加热装置，
其中至少一个所述第一温度传感器(170)基本上设在所述加热单元(150)的中心。
5.根据权利要求1或2所述的加热装置，还具有
真空接口抽吸接管(190)，所述真空接口抽吸接管用于连接真空泵(200)的软管(210)，以便能够抽出在所述第一部段(130)的区域中的空气。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的加热装置，其中
所述控制单元(300)构造为用于根据由所述第一温度传感器和/或所述第二温度传感器(170、160)检测出的温度来控制所述加热单元(150)的运行，
其中所述控制单元(300)构造为用于根据由所述第一温度传感器和/或所述第二温度传感器(170、160)测量出的温度执行对所述部件的修理和制造所使用的基体的放热识别，并且当识别出放热时，降低所述加热单元(150)的加热功率，
其中所述控制单元(300)构造为用于在放热衰减时提高所述加热单元(150)的加热功率。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的加热装置，其中
所述控制单元(300)具有至少一个第一温度模式和第二温度模式，其中所述控制单元构造为用于在所述第一温度模式中根据由所述第一温度传感器和/或所述第二温度传感器(170、160)检测出的温度来控制所述加热单元(150)的运行并且提供所使用的基体的放热识别，通过监控由所述第一温度传感器和/或所述第二温度传感器(170、160)检测出的温度来识别放热的衰减并且从所述第一温度模式切换到所述第二温度模式，
其中所述控制单元(300)在所述第二温度模式中构造为用于将所述加热单元(150)的所述加热功率提高并且在预设的时间间隔中保持所述加热功率。
8.根据权利要求7所述的加热装置，还具有
在所述加热单元(150)的区域中的冷却单元，
其中所述控制单元(300)构造为用于控制所述冷却单元的运行并且当由所述第一温度传感器和/或所述第二温度传感器(170、160)检测出的温度过快地升高时，激活所述冷却单元。
9.一种尤其根据权利要求1至7中任一项所述的、用于在修理或制造风能设备的部件、尤其风能设备的转子叶片时使用的加热装置，所述加热装置具有
垫(110)，所述垫具有带有加热丝(151)的至少一个加热单元(150)和电引线(152)，
其中所述加热丝(151)具有金属屏蔽部，所述金属屏蔽部在其两个端部上能够接地。
10.一种用于借助于加热装置修理和制造风能设备的部件、尤其风能设备的转子叶片的方法，所述加热装置具有垫(110)，所述垫带有至少一个环形的、朝一侧敞开的通道(120)并且具有在至少一个所述通道(120)中的真空软管(121)，其中至少一个环形的所述通道(120)将所述垫(110)划分为第一部段和第二部段(130、140)；其中所述加热装置具有在所述第一部段(130)的区域中的至少一个加热单元(150)，所述方法具有下述步骤：
通过所述真空软管(121)抽出在所述第一部段(130)的区域中的空气，以及
加热所述第一部段(130)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中
在第一温度模式期间：
检测在所述加热单元(150)上或所述加热单元(150)中和/或在所述加热单元(150)之间的第一温度并且检测在待修理或待处理的部位(400)上的第二温度；
根据所述第一温度和/或所述第二温度控制所述加热单元；以及
根据所述第一温度和/或所述第二温度识别所使用的基体的放热；并且
当识别出放热时，降低和/或切断所述加热单元(150)的加热功率；以及
当识别出放热衰减时，通过提高和/或接入所述加热单元(150)的加热功率来激活第二温度模式。
12.一种风能设备，所述风能设备具有
吊舱(20)和在所述吊舱的区域中的至少一个真空泵(200)以及至少一个真空软管，所述真空软管在其端部上与所述真空泵(200)连接。
13.根据权利要求11所述的风能设备，其中所述吊舱具有用于所述真空软管的至少一个盖子。
14.根据权利要求11或12所述的风能设备，所述风能设备具有用于控制根据权利要求1至9中任一项所述的加热装置的控制单元。
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