CN110177933B - 用于建立分段的或模块化的风力涡轮机叶片的方法和系统、以及用于联结风力涡轮机叶片的段的移动工厂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于建立分段的或模块化的风力涡轮机叶片的方法。所述方法包括步骤：将所述风力涡轮机叶片的至少两个叶片段以及用于联结叶片段的移动工厂运输到风力涡轮机现场处或邻近风力涡轮机现场的位置，将所述叶片段定位，使两个叶片段端部彼此面对并支撑在所述移动工厂中的平台上，在用于调平所述平台的位置处相对于地面移动所述平台，将所述叶片段端部相对于彼此对齐，并且通过在所述叶片段端部处的连接区域中联结叶片段来建立所述分段的或模块化的风力涡轮机叶片。本发明还涉及用于建立分段的或模块化的风力涡轮机叶片的系统以及用于联结风力涡轮机叶片的段的移动工厂。
Description
技术领域
本发明涉及用于建立分段的或模块化的风力涡轮机叶片的方法和系统、以及用于联结风力涡轮机叶片的段的移动工厂。
背景技术
风力涡轮机叶片通常具有显著的尺寸，使得它们对在叶片的制造期间以及在从制造厂到风力涡轮机现场的运输中的处理提出挑战。现代风力涡轮机叶片的长度例如可以超过80米。
分段的或模块化的风力涡轮机叶片的使用使得更容易处理大型的风力涡轮机叶片。国际专利申请号2015/189338公开了一种用于制造模块化的风力涡轮机叶片的方法，该模块化的风力涡轮机叶片具有单独的叶片段（诸如风力涡轮机叶片的末梢段、主板段和/或根部段）的坚固且耐用的接头。
国际专利申请号2006/002621公开了一种用于将两个叶片段组装成分段的风力涡轮机叶片的组装厂。该厂可以位于与风力涡轮机叶片段的制造地点不同的地点，诸如设立风力涡轮机的地点。组装厂包括用于移动风力涡轮机叶片段的端部的许多致动器。致动器位于地面上，并且在由位置激光器控制的水平面中使叶片段对齐。其它致动器在对齐之后将叶片段端部以粘合连接推到一起。
然而，大型的分段的或模块化的风力涡轮机叶片要求比国际专利申请号2006/002621中所提供的更为准确且限定明确的组装厂和方法，以确保所组装的风力涡轮机叶片的必需强度。这个要求对于确保风力涡轮机转子中的风力涡轮机叶片的分段的接头的精确且相似的强度尤其必需。
本发明的一个目的是提供用于建立分段的或模块化的风力涡轮机叶片的改进的方法和系统、以及寻求减少这些问题的移动工厂。
发明内容
本发明涉及用于建立分段的或模块化的风力涡轮机叶片的方法，所述方法包括步骤：
将所述风力涡轮机叶片的至少两个叶片段以及用于联结叶片段的移动工厂运输到风力涡轮机现场处或邻近风力涡轮机现场的位置，
将所述叶片段定位，使两个叶片段端部彼此面对并支撑在所述移动工厂中的平台上，
在用于调平所述平台的位置处相对于地面移动所述平台，
将所述叶片段端部相对于彼此对齐，并且
通过在所述叶片段端部处的连接区域中联结叶片段来建立所述分段的或模块化的风力涡轮机叶片。
由此，由于所述方法是在移动工厂中的调平的、限定明确的且稳定的平台上对每个叶片执行的，实现了用于建立结实且精确的分段的或模块化的风力涡轮机叶片的方法。
术语“移动工厂”应理解为可运输的车间（workshop），其具有位于一个位置上的区域或壳体，在该位置中由一个或多个工作人员在风力涡轮机叶片上进行叶片段联结或其它形式的工作。
术语“风力涡轮机现场”是指一个风力涡轮机或多个风力涡轮机被设立的位置。
理想地，移动工厂被移动到风力涡轮机现场。这并不总是可能的。例如，待设立的风力涡轮机可以是离岸风力涡轮机。在此情况下，可将移动工厂有利地放置在靠近港口的位置处，从该位置将完成的叶片运送到风力涡轮机现场。
还可以存在其它情况，其中移动工厂被移动到邻近风力涡轮机现场的位置。在此上下文中，术语“邻近”要被宽泛地理解。例如，当与可能几千公里远的最近的叶片制造场所的位置相比时，处于离风力涡轮机现场几百公里的移动工厂可以仍然是邻近风力涡轮机现场。
由于与在陆上和在海上二者的叶片运输相关的显著成本，尤其对于超过50或60米或甚至70米的长度的较长的叶片，可存在与运输较短的叶片段（当与整个叶片相比时）相关联的主要成本优势，即使移动工厂被移动到叶片制造场所与风力涡轮机现场之间的某个位置，而不是一直移动到风力涡轮机现场。
术语“平台”应理解为能够在一个位置处支撑、调平和/或移动在地面之上的叶片段的地板（floor）。平台还应能够支撑和移动在平台上用于联结叶片段所必需的任何工作人员和相关工具。
优选地，所述平台通过一个或多个平台支撑致动器移动，所述平台支撑致动器连接到平台，同时立在地面上。支撑致动器的使用确保了在被支撑在平台上的叶片段上执行任何对齐过程之前，平台可以被完美地调平。
优选地，所述叶片段端部通过支撑架支撑在所述平台上。由此确保了在平台被调平且叶片段的端部被对齐之前，叶片段被牢固地抓住并支撑在平台上。
优选地，所述叶片段端部通过旋转、提升和/或降低所述支撑架来对齐。由此确保了每个分段的或模块化的风力涡轮机叶片的叶片段在叶片段之间建立结实的接头上是被精确地正确对齐。
本发明还涉及用于建立分段的或模块化的风力涡轮机叶片的系统，所述系统包括：
一个或多个制造厂，其用于制造所述分段的或模块化的风力涡轮机叶片的至少两个叶片段，
一个或多个运输车辆，其用于将所述风力涡轮机叶片的所述至少两个叶片段以及用于联结叶片段的至少一个移动工厂运输到风力涡轮机现场处或邻近风力涡轮机现场的位置，以及
提升装置，其用于在所述移动工厂中定位叶片段，使两个叶片段端部彼此面对，
其中
所述移动工厂包括平台，所述平台用于支撑叶片段，使两个叶片段端部在连接区域内彼此面对，并且所述平台可在所述位置处相对于地面移动。
由此实现了用于建立分段的或模块化的风力涡流机叶片的有利系统。
优选地，所述分段的或模块化的风力涡轮机叶片包括末梢和根部叶片段，末梢、主板和根部叶片段，或甚至另外的叶片段。由此实现了本发明的有利实施例。
叶片段可以在同一叶片制造场所制造，或例如，末梢段可以在一个场所制造，而根部段可以在不同的场所制造。这样，可以利用专门的制造场所。
此外，例如，如果末梢段具有比（多个）其它段更短的长度，则末梢段可以相对容易和相对成本有效地运输到在风力涡轮机现场处或邻近风力涡轮机现场的移动工厂。因此，专门的叶片末梢段制造现场可以提供末梢段，用于在各种风力涡轮机现场与其它段组装，即使专门的叶片末梢段制造现场离风力涡轮机现场更远，因为运输成本对于这样的设置可以不太高。
在不同的叶片中使用相同的且有效生产的叶片段可以是有益的。例如，相同的叶片末梢段可以联结到不同的根部段，使得由于或多或少相同的部件的更大数量，这种叶片末梢段的集中制造甚至更具吸引力。这样，风力涡轮机叶片的生产的至少一部分，例如，叶片末梢段的生产可以更有效地自动化。
优选地，所述移动工厂包括一个或多个集装箱（container），诸如标准船运集装箱。用于封闭两个叶片段的端部之间的连接区域的集装箱的使用，可以在叶片段的对齐和联结期间提供限定明确的工作空间，并且为在工作空间内的任何工作人员提供健康、安全和环境措施。
优选地，所述移动工厂包括作为所述平台的集装箱地板和用于接收所述至少两个叶片段的端部的集装箱壁开口。集装箱提供了封闭叶片段之间的连接区域的耐用的闭合钢箱。另外，刚性的集装箱钢地板还在平台中提供了必需的强度，以确保平台在使用期间无论叶片段、支撑架、工具和工作人员的重量如何都没有永久变形。
优选地，所述叶片段的端部通过至少两个支撑架支撑在所述平台上。由此确保了在平台被调平和叶片段端部被对齐之前，叶片段被牢固地抓住并支撑在平台上。
优选地，所述支撑架包括用于提升、降低和/或旋转所述叶片段的端部的液压或电动的致动器或自升塔（jack-up）。由此提供了在对齐过程期间对所述叶片段的端部进行精细定位的必需装置。
优选地，所述系统包括定位系统，其用于控制所述平台支撑致动器和所述支撑架。定位系统提供了系统中的不同装置（诸如，支撑致动器和支撑架、以及用于调平和对齐过程的任何测量传感器）的有利的中央控制。
本发明还涉及用于联结风力涡轮机叶片的段的移动工厂，所述工厂包括平台，所述平台适合于在风力涡轮机叶片段之间的接头的连接区域处支撑分段的风力涡轮机叶片的风力涡轮机叶片段，其中，所述平台相对于地面可水平地和竖直地移动，以便利于待联结的风力涡轮机叶片段的对齐。
由此实现了有利的移动工厂，其能够被运输到风力涡轮机现场处或邻近风力涡轮机现场的位置，并且建立用于将叶片段联结成风力涡轮机叶片的工作空间。
优选地，所述工厂包括安装在所述平台上以接收所述风力涡轮机叶片段的架或夹具，以便实现本发明的有利实施例。
附图说明
仅作为实例，现在将参考附图来描述本发明的实施例，这些附图将被理解为仅是阐示性的，并且不按比例提供。
图1是具有三个风力涡轮机叶片的现代风力涡轮机的等距透视图；
图2是分段的风力涡轮机叶片的俯视图；
图3是涉及系统的本发明的实施例的示意图，该系统用于在风力涡轮机现场处或邻近风力涡轮机现场从叶片段建立风力涡轮机叶片；
图4是涉及移动工厂和系统的本发明的实施例的等距透视图，该移动工厂和系统用于从叶片段建立风力涡轮机叶片；
图5是用于从叶片段建立风力涡轮机叶片的系统中的不同移动方向的侧视图；
图6是用于建立风力涡轮机叶片的本发明的实施例中的方法步骤的视图；
图7是根据本发明的用于建立风力涡轮机叶片的方法的流程图；以及
图8是在用叶片段之间的接头来建立风力涡轮机叶片中的步骤的示意阐示图。
具体实施方式
图1阐示了现代风力涡轮机1的等距透视图，该现代风力涡轮机1包括风力涡轮机塔架2和安装在塔架2上的风力涡轮机机舱3。风力涡轮机的转子4包括风力涡轮机毂部5和从毂部径向地延伸的三个风力涡轮机叶片6。每个叶片6具有表示为L的长度。
图2阐示了分段的风力涡轮机叶片6的俯视图，其中，所阐示的叶片是准备用在风力涡轮机的转子中。
叶片6包括两个叶片段7、8，其中，末梢叶片段7包括叶片末梢10，并且根部叶片段8包括叶片根部11。末梢叶片段7和根部叶片段8分别具有长度Lx和Ly，其中，两个长度加起来达到叶片L的全长。然而，叶片6也可以分成三个或更多个段，诸如末梢段、主板段和根部段。
两个叶片段7、8之间的接头是建立在连接区域9中。段之间的接头可以是叶片段的加强结构中的表面之间的粘合连接，并且/或者可以包括单独的键件或叠层以及叶片段的连接的区域中的凹部。
以下结合图8进一步描述叶片段之间的接头的实例和用于制造模块化的风力涡轮机叶片的方法，并且在上述国际专利申请号2015/189338中也进一步公开了接头的实例。
图3是涉及系统的本发明的实施例的示意图，该系统用于从叶片段7、8建立用在风力涡轮机的转子中的分段的或模块化的风力涡轮机叶片6。叶片段7、8包括末梢和根部叶片段，但是也可以包括末梢叶片段、主板叶片段和根部叶片段，或甚至用于建立风力涡轮机叶片的另外的叶片段。
叶片段7、8例如通过单独的卡车被运输到风力涡轮机的现场或邻近风力涡轮机现场的位置。叶片段7、8在通过起重机或类似的提升装置到达目的地之后被定位在支撑结构中。叶片段在连接区域9处与彼此面对的叶片段的相对端部稍微间隔开地定位。在叶片段7、8的叶片末梢和根部10、11处的端部具有带有顶部部件18的第一和第二支撑台16、17，顶部部件18被成形为从下面与叶片段表面建立牢固的接触。在连接区域9中彼此面对的叶片段7、8的端部具有第一和第二支撑架14、15，以与第一和第二支撑台16、17成对地支撑叶片段7、8。
第一和第二支撑架14、15是立在公共平台12上。平台12能在一个或多个方向（如用箭头19a-19c所标示）上移动，直到平台的水平面（level）是水平的。
平台12优选地以钢板材料或类似的刚性材料制成，为第一和第二支撑架14、15提供坚实的基底。
第一和第二支撑台16、17被阐示为直接立在地面13上，但支撑台16、17也可以具有单独的钢板或类似的装置作为定位在地面13上的基底。
当叶片段7、8被定位在支撑台和架的组套（set）中时，即，如图中所阐示，末梢叶片段7是通过第一支撑台和架14、16的组套支撑，并且根部叶片段8是通过第二支撑台和架15、17的组套支撑时，叶片段7、8实质上处于水平面。
平台12最初例如在方向19a-19c中的任何一个方向上移动，以在连接区域9处为第一和第二支撑架14、15和叶片段7、8确保限定明确的且精确的共同基底。箭头19c标示平台12可以相对于地面13上下移动。箭头19a、19b标示平台12可以在风力涡轮机叶片6/叶片段7、8的纵向和垂直方向上移动。平台12也可以相对于平台的竖直或水平轴线（图中未标示）旋转。
通过将平台12和/或第一和第二支撑架14、15移动，使叶片段7、8此后在连接区域9处对齐。
风力涡轮机叶片6通过连接区域9中的叶片段7、8的接头被最终建立，其中，叶片段7、8的端部彼此面对。联结过程通过工作人员使用平台12作为移动工厂来执行。
图4是涉及移动工厂20的本发明的实施例的等距透视图，该移动工厂20作为用于从叶片段7、8建立风力涡轮机叶片6的系统的一部分。
移动工厂20在图中被阐示为具有集装箱地板的集装箱，其用作工作人员在平台12中的车间。两个集装箱侧壁中的每个包括开口21，其用于进入和保持分段的风力涡轮机叶片6的两个叶片段7、8的一部分。移动工厂尤其保持并封闭了两个叶片段7、8之间的连接区域9（图中未阐示出）。
图并且尤其图的一部分的放大阐示了叶片段7、8是从侧部进入到集装箱中。叶片段可以经由集装箱壁中的开口21进入集装箱侧部中，或经由可以折叠打开的集装箱顶部中的开口22从上面提升。当它们准备将在移动工厂中联结时，叶片段7、8将伸出集装箱侧壁中的开口21。集装箱侧壁中的开口可以包括门和塑料窗帘，其用于在运输期间关闭开口，以及密封所进入的叶片段周围的间隙。
在本实施例中，移动工厂20中的平台12是通过第一至第四平台支撑致动器23-26支撑。每个平台支撑致动器具有到平台角区域的连接。四个平台支撑致动器23-26也搁置在地面13上。
四个平台支撑致动器23-26可以尤其包括液压致动器或自升塔和/或液压脚，其用于平台12的竖直的精细定位。四个平台支撑致动器23-26或四个平台支撑致动器23-26中的一些还可以包括具有电动驱动装置的轮子，其用于在平台12的水平的精细定位中在地面上移动。
移动工厂20的集装箱可以是标准化的船运集装箱，诸如二十或四十英尺标准长度的船运集装箱。移动工厂20的集装箱也可以具有非标准化的尺寸，诸如以与船运集装箱的标准化的尺寸相关的不同长度和/或高度创建的移动工厂。移动工厂20还可以包括超过一个的集装箱，诸如并排的或首尾相连的两个集装箱的组件，以在移动工厂中创建必需的宽度或长度。
用作移动工厂20的集装箱为移动工厂提供了移动性，允许移动工厂通过卡车或火车容易地移动到风力涡轮机的现场或移动到邻近风力涡轮机现场的位置，其中，分段的风力涡轮机叶片的叶片段是将被联结。通过允许用叉车在风场内将移动工厂从一个风力涡轮机现场移动到另一个风力涡轮机现场，集装箱还对风场的设立提供了移动性。
移动工厂20的集装箱可以提供内部提升装置，诸如一个或多个高架绞车（overhead winch），例如，以处理重型工具和用于联结叶片段的任何单独的装置。用于在叶片段联结期间在连接区域中提供受控环境的装置也可能在集装箱中，诸如真空、所希望的气候（诸如湿度和温度）和用于快速固化（例如用于黏合叶片段的粘合剂）的封壳。
当集装箱位于风力涡轮机现场或邻近位置处的适当位置时，移动工厂20的集装箱也可以为任何工作人员提供所有健康、安全和环境措施，包括紧急出口和集装箱内的空气控制。
图5是用于从如图3或图4中所阐示的叶片段7、8建立风力涡轮机叶片6的系统中的不同移动方向的侧视图。
图并且尤其图的放大部分将移动工厂20阐示为由单个平台12（图3）组成，或包括集装箱（大部分虚线），集装箱地板作为平台12（图4）。
风力涡轮机叶片6的叶片段7、8在末梢端部和根部端部处是通过第一和第二叶片支撑台22、23支撑。第一和第二叶片支撑台22、23的长度可以是可控制的，以便在末梢端部和根部端部处提升或降低叶片段。
在本实施例中，移动工厂20中的平台12是通过第一至第四平台支撑致动器23-26支撑。每个平台支撑致动器具有到平台角区域的连接。四个平台支撑致动器23-26也搁置在地面13上。致动器23-26的长度可以单独地或一起控制，以相对于地面13提升或降低平台12。
风力涡轮机叶片6的叶片段7、8在连接区域9中的相面对的端部处通过第一和第二叶片支撑架28、29（对应于图3中的第一和第二叶片支撑架14、15）支撑。第一和第二支撑架28、29被定位在平台12上。
例如通过将同时支撑着包括叶片末梢的叶片段7的第二叶片支撑架29从集装箱侧壁的开口处的初始位置移动到集装箱的中心中的位置，并由此创建与包括叶片根部的已存在的叶片段8在一起的连接区域9，可以线性地调整第一叶片支撑架28和/或第二叶片支撑架29在移动工厂中的平台12上的位置。在移动工厂内用第一和第二叶片支撑架28、29移动叶片段7、8两者以形成连接区域9也是可能的。
第一和第二叶片支撑架28、29还可以包括用来抓住和稍微旋转叶片段的叶片夹具，诸如用于包括叶片末梢的叶片段7的叶片夹具。叶片夹具可以用在叶片段端部在连接区域9处的初始对齐中。
单独地控制第一和第二叶片支撑架28、29的长度，以在用于叶片段端部在连接区域9处的对齐过程中提升或降低每个叶片段7、8。
第一和第二支撑架28、29（以及图3中的第一和第二支撑架14、15）可以尤其包括液压致动器或自升塔，其用于叶片端部在连接区域9处的精细定位和对齐。
定位系统27连接到四个平台支撑致动器23-26，并且可以经由提升和降低致动器来控制平台12的调平。第一和第二叶片支撑台22、23也可以由定位系统27控制，例如通过提升和降低叶片末梢和根部，以及用电动驱动来起动任何轮子以在一个或两个叶片段7、8的线性精细定位中与致动器的轮子共同参与。
定位系统27还连接到移动工厂中的第一和第二叶片支撑架28、29，并且控制架，以例如通过旋转和/或提升或降低叶片段，使叶片段相对于彼此对齐。
定位系统27的控制优选地响应于通过对齐传感器（诸如激光传感器）的测量而执行。
图6是用于在系统中从叶片段7、8建立风力涡轮机叶片6的本发明的实施例中的方法步骤的视图。
所述方法步骤包括在制造厂制造叶片段，并且例如以单独的卡车将叶片段和移动工厂运输到风力涡轮机现场处或邻近风力涡轮机现场的位置，以及：
1）将两个叶片段定位在移动工厂中的可移动平台上的支撑架中。
例如使用起重机或类似的提升装置将两个叶片段定位在支撑架中，叶片段的相对端部在连接区域中彼此面对，如在1a）中所阐示。
两个叶片段的相对端部在连接区域中紧密接触，如在1b）中所阐示。
叶片架可以包括电动马达，其用于执行所阐示的使叶片段水平移动到紧密接触，或者上述提升装置可以提供必需的力，用于使每个支撑架和叶片段水平地滑动到位置。
2）用移动工厂中的可移动平台使叶片段相对于彼此布置。
平台支撑致动器被上下移动，以便调平平台，如在2a）中所阐示。
叶片支撑架被上下移动，以便使叶片段在连接区域中与彼此对齐，如在2b）中所阐示。
3）在移动工厂处，在叶片段之间的连接区域中执行联结。
例如，通过立在平台上的工作人员在移动工厂中的连接区域处联结叶片段，如在3a）中所阐示。
例如用起重机将在连接区域处的联结之后的分段的风力涡轮机叶片提升远离移动工厂，如在3b）中所阐示。
图7是根据本发明的用于建立分段的或模块化的风力涡轮机叶片的方法的流程图。
所述方法包括不同的方法步骤，其包括：
制造和运输分段的或模块化的风力涡轮机叶片的叶片段和移动工厂至风力涡轮机现场处或邻近风力涡轮机现场的位置。
将每个叶片段定位在移动工厂中的平台上，其中，平台在该位置处可相对于地面移动。
使用平台布置叶片段，其中，平台被移动以相对于地面调平平台。叶片段还被布置在支撑架中，支撑架支撑平台上的叶片段的端部。支撑架可以在移动工厂中提升或降低叶片段的端部，以使叶片端部在连接区域处相对于彼此对齐。
最后，在移动工厂中执行在连接区域处的对齐的叶片段的联结，以建立分段的或模块化的风力涡轮机叶片。
图8分别具有用于在制造厂和移动工厂提供分段的或模块化的风力涡轮机叶片的步骤的实例的三个示意阐示图。
风力涡轮机叶片可以包括不同类型的加强结构，诸如作为对叶片的强度的主要提供者的内部梁。作为风力涡轮机叶片的替代类型可以包括壳体表面和内部抗剪腹板，其中，两者都对叶片提供了显著的强度。
为了清楚的原因，在图8中仅阐示了风力涡轮机叶片或承载主要层压结构全长的一部分。
叶片段的连接区域9的表面可以进行机加工，以在前缘与后缘之间在风力涡轮机叶片的逆风侧和顺风侧中创建精确的凹部几何构造。凹部几何构造由对风力涡轮机叶片中的段的叶片接头的强度要求所限定，例如由凹部的长度、深度和形状所限定，如本领域技术人员将理解的。
图8中的上部（第一）阐示图示出了凹部可以设置在叶片段的逆风侧和顺风侧中。凹部可以在已经制造了段之后被机加工在叶片段中，或者凹部可以在段的制造期间被构建在段中。凹部限定了待在移动工厂处联结的叶片段的联结部分/连接区域9。
机加工操作可以在生产叶片段的（多个）制造厂处或在移动工厂或二者的组合处完成。
在本发明的一个实施例中，叶片段在制造场所处被准备具有凹部31、32，并被移动到基本上准备用于联结的移动工厂。
在本发明的另外的实施例中，可能必需在移动工厂处对凹部做出调整，以获得合适的连接区域9。
在本发明的另一个实施例中，大部分或全部的机加工是在移动工厂处完成。这可以有利于获得段的完美匹配，因为末梢段和根部段可能来自不同的制造厂。
图8中的第二和第三阐示图示出了在风力涡轮机现场处的或邻近风力涡轮机现场的位置处的移动工厂中，从叶片段建立风力涡轮机叶片的不同步骤。叶片段的至少连接区域9在移动工厂中被布置并对齐，例如如以上关于图4和图5描述的，并且随后被联结。
第二阐示图公开了第一和第二叶片段7、8在移动工厂中被初始地对齐（如用箭头示意性地阐示）并被准备用于联结的步骤。在叶片段已对齐之后，可以在连接区域9中建立接头，即，移动工厂包括用于将段对齐和联结所必需的工具，诸如致动、举升和/或粘合工具。
叶片段7、8通过将包括多个复合纤维层33的叠层布置在凹部31、32中进行联结/组装，所述凹部形成在叶片中或在风力涡轮机叶片6的承载主要层压结构中。纤维层可以例如是玻璃纤维、碳纤维、混合物或其组合的层。
叠层可以设置为湿叠层，即，设置为预浸料（pre-pregs），或它可以设置为干纤维增强材料，或其组合。将树脂添加到干纤维材料中，或可以将附加的树脂添加到预浸材料中，随后树脂被固化或硬化，以便形成复合接头。树脂可以通过手工层压或通过形成空腔来施加，例如，通过跨越凹部和叠层布置真空箔并注射或注入树脂。
所注入的树脂优选地是环氧乙烯基酯（VE）树脂或异氰酸酯基树脂。
复合接头优选地是平的斜接接头，但是其它类型的接头是有可能的，诸如楔形斜接接头或包括销的斜接接头。
可以有利地使用其它类型的接头，例如公-母接头类型、机械连接，例如螺栓连接。在任何情况下，在根据本发明的在移动工厂中变得可能的部件的准确对齐对于在风力涡轮机设立的现场或靠近该现场处的风力涡轮机叶片段的有效且牢固的联结是至关重要的。
第三阐示图公开了在连接区域9中具有斜接接头34的分段的或模块化的风力涡轮机叶片6。接头的叠层和硬化树脂用虚的线和区域示意性地显示。所阐示的叶片被准备用在被设立在风力涡轮机现场中的风力涡轮机的转子中，移动工厂位于该风力涡轮机现场处或邻近该风力涡轮机现场。
复合键也可以包括在用于使用制造厂和移动工厂在两个具有机加工的几何构造的叶片段之间建立接头的扩展实施例中。
单独的复合键初始是在制造厂处的机加工过程中制造的。键被机加工成对应于叶片段中的机加工的几何构造的形状，诸如用于叶片的逆风侧和顺风侧的单独的键。
两个叶片段的不同装置在移动工厂中被初始对齐并连接，包括雷电保护系统（LPS）和抗剪腹板连接/承载梁。可以使用不同的定位销（如，LPS销）以便利于叶片半部的匹配。
两个叶片段在移动工厂中的匹配位置是，顺风键被定位在段的下方，而逆风键使用移动工厂的致动和举升工具悬挂在段的上方。
两个叶片段以准备用于真空紧密的接头的方式被对齐并连接。
在使用快速固化复合系统将抗剪腹板连接进行固化之后，使用致动器工具使顺风键升起，并使用举升工具将逆风键降低到叶片段中的机加工的几何构造中。
将胶带施加到分段的或模块化的风力涡轮机叶片的所有连接区域上。将胶带施加到叶片的外部界面的胶衣（gelcoat）或油漆上，以覆盖连接区域。
孔被制成在键的主层压结构中，连接入口在顺风侧中的下键上，并且连接出口在逆风侧中的上键上。
例如通过覆盖真空箔或类似封壳中的连接区域，两个叶片段被准备用于真空紧密的接头。通过上侧/逆风侧上的出口用真空工具施加一点真空，例如在出口侧上低至0.7巴的压力，并且在下侧/顺风侧上的入口中注入具有低粘度的粘合树脂，例如VE或异氰酸酯基树脂。复合键由此用必需的粘合工具被粘合在叶片段的机加工的几何构造中，并且参与建立分段的或模块化的风力涡轮机叶片。此后，叶片被准备用在被设立在风力涡轮机现场的风力涡轮机的转子中，移动工厂位于该风力涡轮机现场处或邻近该风力涡轮机现场。
在以上描述中，已经参考附图描述了本发明的各种实施例，但对于本领域技术人员显然的是，本发明可以以许多的方式进行，例如以各种组合使用在说明书中公开的实例，并且在所附权利要求书范围内的广泛的变体范围内进行。
参考标号列表
1. 风力涡轮机
2. 风力涡轮机塔架
3. 风力涡轮机机舱
4. 风力涡轮机转子
5. 风力涡轮机毂部
6. 分段的风力涡轮机叶片
7. 包括风力涡轮机叶片末梢的末梢叶片段
8. 包括风力涡轮机叶片根部的根部叶片段
9. 两个叶片段之间的连接区域
10. 风力涡轮机叶片的末梢段
11. 风力涡轮机叶片的根部段
12. 移动工厂中的平台
13. 风力涡轮机现场处或邻近风力涡轮机现场的位置处的地面
14-15. 在平台上用于在连接区域处支撑两个叶片段的第一和第二支撑架
16. 在末梢处用于叶片段的第一支撑台
17. 在根部处用于叶片段的第二支撑台
18. 与叶片段表面接触的支撑台的顶部部件
19a-c. 标示平台的可能移动方向的箭头
20. 具有平台的移动工厂，所述平台用于支撑彼此面对的叶片段端部并建立用于工作人员的车间
21. 集装箱壁中的用于接收叶片段的开口
22. 集装箱顶部中的可折叠开口
23-26. 用于在移动工厂中移动平台的第一至第四平台支撑致动器
27. 用于支撑台、致动器和/或架的定位系统
28-29. 用于在连接区域处支撑两个叶片段的端部的第一和第二支撑架
30-31. 两个风力涡轮机叶片段的侧部中的机加工的凹部或几何构造
32. 风力涡轮机叶片的段之间的分界线
33. 多个纤维层，诸如玻璃纤维、碳纤维、混合物或其组合的层
34. 连接区域中的两个叶片段的接头，诸如斜接接头
35. 分段的或模块化的风力涡轮机叶片的接头中的纤维层和硬化树脂
36. 叶片段的中心连接，诸如抗剪腹板连接
a1-a7. 流程图
L. 风力涡轮机叶片的长度
Lx, Ly. 叶片段的长度
Claims (19)
1.一种用于建立分段的或模块化的风力涡轮机叶片（6）的方法，所述方法包括步骤：
将所述风力涡轮机叶片的至少两个叶片段（8, 7）以及用于联结叶片段的移动工厂（20）运输到风力涡轮机现场处或邻近风力涡轮机现场的位置，
将所述叶片段定位，使两个叶片段端部彼此面对并支撑在所述移动工厂中的公共平台（12）上，
在用于调平所述公共平台的位置处相对于地面移动所述公共平台，
将所述叶片段端部相对于彼此对齐，并且
通过在所述叶片段端部处的连接区域（9）中联结叶片段来建立所述分段的或模块化的风力涡轮机叶片。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述公共平台通过一个或多个平台支撑致动器移动（19），所述平台支撑致动器连接到所述公共平台，同时立在所述地面（13）上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述公共平台上的至少两个支撑架（28,29）支撑所述叶片段端部。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过旋转、提升和/或降低所述至少两个支撑架，将所述叶片段端部相对于彼此对齐。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少两个支撑架在所述公共平台上能水平地移动。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述至少两个支撑架在所述公共平台上能水平地移动。
7.一种用于建立分段的或模块化的风力涡轮机叶片（6）的系统，所述系统包括：
一个或多个制造厂，其用于制造所述分段的或模块化的风力涡轮机叶片（6）的至少两个叶片段（7, 8），
一个或多个运输车辆，其用于将所述风力涡轮机叶片的所述至少两个叶片段（7, 8）以及用于联结叶片段的至少一个移动工厂（20）运输到风力涡轮机现场处或邻近风力涡轮机现场的位置，以及
提升装置，其用于在所述移动工厂（20）中定位叶片段，使两个叶片段端部彼此面对，
其中
所述移动工厂（20）包括公共平台（12），所述公共平台用于支撑叶片段，使两个叶片段端部在连接区域（9）中彼此面对，并且所述公共平台（12）在所述位置处能相对于地面（13）移动。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述分段的或模块化的风力涡轮机叶片包括末梢段和根部叶片段，末梢段、主板段和根部叶片段，或甚至另外的叶片段。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述移动工厂（20）包括一个或多个集装箱。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述集装箱是标准船运集装箱。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述移动工厂（20）包括作为所述公共平台（12）的集装箱地板和用于接收所述至少两个叶片段（7, 8）的端部的集装箱壁开口（21）。
12.根据权利要求7至8中任一项所述的系统，其中，所述公共平台（12）能通过立在所述地面（13）上的一个或多个平台支撑致动器（23-26）移动。
13.根据权利要求7至8中任一项所述的系统，其中，所述叶片段（7, 8）的端部通过至少两个支撑架（14, 15 ; 28, 29）支撑在所述公共平台（12）上。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述支撑架（14, 15; 28, 29）包括液压或电动的致动器或自升塔，其用于提升、降低和/或旋转所述叶片段（7, 8）的端部。
15.根据权利要求7至8中任一项所述的系统，其中，所述系统包括定位系统（27），其用于控制所述平台支撑致动器（23-26）和所述支撑架（14, 15; 28, 29）。
16.一种用于联结风力涡轮机叶片的段的移动工厂（20），所述工厂包括公共平台（12），所述公共平台适合于在风力涡轮机叶片段（7, 8）之间的接头的连接区域（9）处支撑分段的风力涡轮机叶片的风力涡轮机叶片段（7, 8），其中，所述公共平台能相对于地面水平地和竖直地移动，以便利于待联结的风力涡轮机叶片段的对齐。
17.根据权利要求16所述的移动工厂（20），其中，所述工厂包括安装在所述公共平台（12）上以接收所述风力涡轮机叶片段的架或夹具（14, 15; 28, 29）。
18.根据权利要求16或17所述的移动工厂（20），其中，所述工厂包括致动、举升和/或粘合工具，所述致动、举升和/或粘合工具被配置用于建立叶片段之间的接头。
19.根据权利要求18所述的移动工厂（20），其中，所述接头是斜接接头。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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