CN113977986A - 风力涡轮机转子叶片的制造 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力涡轮机转子叶片的制造。描述了一种制造风力涡轮机的转子叶片（1）的方法，该方法包括：将纤维材料（11）放置在形状形成表面（9）上；在至少一个预定第一区域（23a、23b）处设置处于第一状态的相变材料（21），且/或在至少一个预定第二区域（31a、31b、31c）处设置处于第二状态的相变材料（29）；使用树脂（13）浸透要与在所述第一区域（23a、23b）和/或第二区域（31a、31b、31c）处的所述相变材料热接触的所述纤维材料（11）；在用于交联所述树脂的交联反应期间：通过所述第一区域（23a、23b）处的所述相变材料吸收在所述树脂内生成的热；且/或将来自所述相变材料的热朝向所述第二区域（31a、31b、31c）处的所述树脂释放。

Description

风力涡轮机转子叶片的制造

技术领域

本发明涉及制造风力涡轮机的转子叶片的方法。

背景技术

常规风力涡轮机包括风力涡轮机塔架、被安装在塔架的顶部上的机舱，其中转子被可旋转地支撑在机舱内，在该转子处安装有多个转子叶片。一旦转子旋转，则联接的发电机产生被供应到电网的电能。

常规涡轮机所用的转子叶片可以具有例如在30米和100米之间的相当大的长度。常规地，通过嵌有纤维材料的交联树脂来制造转子叶片。在树脂材料的交联反应期间或者为了开始该交联反应，进行加热。对于一体式叶片制造方法，仅可能从外部进行加热。在内部固化（即交联树脂）所必须的加热主要由来自固化反应的放热来产生。

树脂富集区域和厚层压件中的过热以及预制零件和经灌注层压件接触处的加热不足两者都会导致完整的转子叶片中出现问题。具体地，在交联反应期间热量过低会导致树脂的局部低（不完全）交联度，这会需要随后的后固化步骤。另一方面，过热会损坏辅助设备，并且在最坏的情况下会导致叶片上的烧伤并会引发辅助设备（诸如心轴）中的火灾。

已经在EP 1 310 351、US 2011/0274553、US 8 919 754和例如EP 2 897 791中描述了心轴及其在叶片的铸造中的使用。

文件WO 03/000623 A1公开了一种用于使用相变材料铸造熔融材料的方法和装置。其中，相变材料被加热到其熔点以上，模具被填充有模具材料且在漏斗器具中保持过量材料。相变材料的熔融潜热在相变材料从液体变为固体时加热漏斗器具，并防止漏斗器具中的材料在模具内的材料凝固和收缩时凝固，从而允许漏斗器具中的材料被馈送到模具中并填充由于凝固的材料收缩所产生的任何空隙。

常规地，已经通过改变增强件或辅助材料的铺层来执行风力涡轮机叶片的制造期间的热管理。在设计时通常避免树脂富集区域以避免过热。倾向于固化不完全的薄区段被附加玻璃层或辅助材料覆盖，以增加层厚并产生更多的放热。如果这是不可能的，则固化时间必须被延长或者叶片必须使用加热毯被局部后固化或者作为整体在烘箱中被后固化。

因此，常规的制造方法繁琐而复杂，并且导致树脂材料的设计要考虑到固化反应期间生成的热的量。然而，因此，转子叶片的稳定性问题可能无法得到最佳考虑。

因此，需要一种制造风力涡轮机的转子叶片的方法，其中该方法被简化，需要更少时间，并且能够确保制造的转子叶片的所需稳定性。此外，在制造期间使用的辅助设备在制造期间可以不被损坏，以致辅助设备可以再次用于制造另外的转子叶片。

发明内容

通过根据独立权利要求的主题来满足这种需要。本发明的有利实施例被从属权利要求描述。

根据本发明的实施例，提供一种制造风力涡轮机的转子叶片的方法，该方法包括：将纤维材料放置在（例如由模具提供的）形状形成表面上；在至少一个预定第一区域处（具体地与纤维材料热接触）设置处于第一状态的相变材料（也被称为PCM），且/或在至少一个预定第二区域处（具体地与纤维材料热接触）设置处于第二状态的相变材料；使用树脂嵌入/浸透要与在第一区域和/或第二区域处的相变材料热接触的纤维材料；在用于交联树脂的交联反应期间：通过第一区域处的相变材料吸收在树脂内生成的热；且/或将来自相变材料的热朝向第二区域处的树脂释放。

可以在开始交联反应之后部分手动执行且部分自动执行所述方法。纤维材料可以例如包括玻璃纤维材料和/或碳纤维材料或者任何其它类型的纤维材料。纤维材料之后在开始或完成交联反应之前被可以处以流体状态的树脂浸透或嵌入。当完全固化时，在完成交联反应之后，纤维材料可以与已经交联的凝固树脂牢固连接。从而，纤维材料用作增强物以提供刚性且坚固的转子叶片表面。

将纤维材料放置在形状形成表面上可以例如被部分手动地执行。从而，纤维材料可以被提供成多件，诸如具有例如在30 × 50 cm至例如1m × 3m之间的大小的垫或腹板。形状形成表面可以例如在形状上互补于要被制造的转子叶片的压力表面或吸力表面。形状形成表面可以基本上完全被纤维材料覆盖，具体地以致纤维材料基本上均匀地覆盖形状形成表面，使得纤维材料的厚度基本上跨形状形成表面是恒定的。在另一些实施例中，被放置在形状形成表面的特定区域上的纤维材料的厚度或量可以根据风力涡轮机叶片的不同区域中预期的强度要求而变化。

相变材料可以包含能够以至少两种状态（即第一状态和第二状态）存在的材料。从第一状态向第二状态的转变可以例如发生于热被供应到处于第一状态的相变材料时。相变材料从第二状态向第一状态的转变可以例如发生于热从处于第二状态的相变材料释放时。相变材料可以包含一个或更多个另外的状态。例如，从第一状态向第二状态或者从第二状态向第一状态的转变可以包括或者可以不包括在一个或更多个另外的中间状态之间的转变。处于第一状态和/或第二状态的相变材料可以是液体或者固体状态。为了将相变材料设定成第一状态或第二状态，也可以执行相应的制备步骤，其中相变材料被加热或冷却，以便将相变材料设定成第一状态或第二状态。

通过将处于相应状态的相变材料直接放到已经被放置在形状形成表面上的纤维材料上（或者覆盖纤维材料的塑料片上），相变材料可以以第一状态被设置在所述至少一个预定第一区域处或以第二状态设置在所述至少一个预定第二区域处。在另一些实施例中，（处于第一状态或者第二状态的）相变材料可以被附接到辅助设备，具体地填充主体或心轴，其可以作为整体被放置到在形状形成表面上的纤维材料上。从而一个或更多个填充主体可以被塑料片覆盖。

可以基于交联反应期间整个系统的热行为的分析或模拟或估计来确定预定第一区域和预定第二区域，该系统包括在转子叶片内的树脂、纤维材料和附加的增强结构。例如，预定第一区域可以是存在相对厚的层或大量树脂的区域，而所述至少一个预定第二区域可以是存在相对少量树脂或树脂具有相对小的厚度或接触不参与交联反应的其它结构的区域。将处于第一状态的相变材料设置在所述至少一个预定第一区域和将处于第二状态的相变材料设置在至少一个预定第二区域可以例如在单个步骤中执行，其中已经在特定区处安装有处于第一状态的相变材料且已经在另一些区处安装有处于第二状态的相变材料的填充主体和可能地另一填充主体被放置到形状形成表面上的纤维材料上。

树脂可以例如包含环氧树脂或者丙烯酸树脂或者能够经历交联反应的任何其它类型的树脂，在该交联反应中树脂内的分子彼此交联以形成共价键或其它键。当树脂处于液体状态时纤维材料可以被树脂浸透。在交联或固化树脂之后，树脂将处于嵌入或围绕纤维材料的固体状态。当在第一区域和/或第二区域处的相变材料接触树脂时，在第一区域处的相变材料可以吸收在第一区域处的树脂内生成的热并且可以将热释放到在第二区域处的树脂。纤维材料和/或树脂不必直接接触相变材料，而是热接触相变材料。例如，塑料箔或片可以在相变材料和树脂/纤维材料之间。从而，支持真空辅助制造（例如真空辅助树脂传递模塑（VARTM）），其中树脂被引入到（具体地由形状形成表面和另一形状形成表面形成的）密封的模具中并且被真空抽吸以浸透被设置在密封的模具内的所有纤维材料。树脂可以例如从最终形成转子叶片的根部的区段被引入并且可以朝向转子叶片的尖端被抽吸。在另一些实施例中，可以提供多个进入端口以便将树脂引入到密封的模具主体中，并且提供一个或更多个抽吸端口以使得树脂流动通过密封的模具且因此基本上浸透被放置在密封的模具内的整个纤维材料。

通过使得相变材料在预定第一区域处被设置成且处于第一状态，有利地吸收了在树脂内生成的热。从而，可以避免过热。当处于第二状态的相变材料被设置在预定第二区域处时，有利地可以从相变材料向树脂释放热，以便与不存在处于第二状态的相变材料的情况相比加速交联反应。

根据本发明的实施例，第一状态允许吸收热（例如转变成第二状态），并且包括相变材料的固相，特别是结晶相或第一结晶相，其中第二状态允许释放热（例如转变成第一状态），并且包括所述相变材料的液相或第二结晶相。

相变材料可以具有在50 ℃和100 ℃之间、具体地在60 ℃和80℃之间、具体地大约基本70 ℃的熔化温度。相变材料可以包含有机（含碳）材料，例如从石油、植物或动物中获得的材料。相变材料可以包含碳氢化合物，主要是链烷烃（paraffin）和/或脂类，但也包括一种或多种糖醇。例如，链烷烃可以包含31个碳，链烷烃可以包含32个碳，或者链烷烃可以包含33个碳，其可以具有在60 ℃和80 ℃之间的熔化温度。相变材料例如也可以包含硬脂酸、丙烯酸、二硝基甲苯、苯乙酸或上述材料的组合。相变材料可以包含无机材料，例如盐水合物，其通常可以使用来自海洋或矿床的天然盐，或者是其它过程的预副产品。可以被使用的第三类相变材料是固体到固体相变材料，例如具有72 ℃的熔化温度的Na₂SiO₃*5H₂O。相变材料可以包含一种或更多种有机组分和一种或更多种无机组分，具体地链烷烃和/或无机盐和/或乙酸钠。材料可以被提供在多个穴或袋（pouch）中，例如塑料袋中。从而，该方法可以使用常规可获得的材料被执行。当熔化温度在例如60 ℃和80 ℃之间时，可以有利地支持形成转子叶片所需的固化反应或者交联反应。

根据本发明的实施例，形状形成表面由第一模具提供并且限定转子叶片的吸力侧或压力侧的形状。

第一模具可以包括形状形成表面，该形状形成表面基本互补于再制造的转子叶片的吸力侧或压力侧。具有另一形状形成表面的第二模具可以进一步被使用以便限定转子叶片的压力侧或吸力侧。第二模具可以被放置到第一模具的（圆周）边缘上，以致第一模具和第二模具在相应边缘处彼此接触。然后，第一模具和第二模具的边缘可以被连接并被密封，其中填充主体和另一填充主体与在预定区域处的纤维和相变材料一起被包封。随后，树脂可以被引入到由第一模具部分和第二模具部分形成的密封的模具中。此外，可以通过从模具的外部供应或产生热来开始交联反应。

根据本发明的实施例，方法进一步包括：在形状形成表面上的纤维材料处设置填充主体、具体地包括柔性泡沫的填充主体，其中相变材料被设置成靠近且/或至少部分嵌入到填充主体中且/或至少部分地粘附到填充主体；具体地至少部分围绕填充主体设置纤维材料。

填充主体也可以被称为心轴，其也可以在常规制造方法中同样使用。然而，根据本发明的这种实施例的填充主体被制备成在一个或更多个预定区域处接受处于第一状态和/或第二状态的相变材料，以致相应相变材料（可逆地）连接到填充主体。当相变材料以某种方式被附接或连接到填充主体时，可以将相变材料容易地设置在预定第一区域和/或预定第二区域处，并且确保在任意一个制造步骤期间相变材料保持在那些预定第一区域和/或预定第二区域处而不会移位。填充主体可以基本填充要被制造的转子叶片的不包括树脂和纤维材料所需的空间的内部空间的半部。填充主体以及另一填充主体（下文提到）可以被塑料箔或片覆盖，以致被设置成靠近且/或附接到填充主体和/或另一填充主体的相变材料被塑料箔包围。填充主体可以有利地填充要被制造的转子叶片内的不预期被树脂填充的那部分。

根据本发明的实施例，填充主体（或覆盖塑料片）接触基本形成吸力侧或压力侧的半部且/或形成转子叶片的前缘或后缘的纤维材料和/或树脂的内部部分。

当填充主体接触仅形成风力涡轮机的吸力侧或压力侧的半部的纤维材料和/或树脂的内部部分时，有利地，包括树脂和纤维材料的增强结构可以被制造并设置成连接转子叶片的吸力表面内部和压力表面内部。从而，转子叶片可以根据需要被增强。

根据本发明的实施例，方法进一步包括：在形状形成表面上的纤维材料处设置另一填充主体，其中相变材料被设置成靠近且/或至少部分嵌入到另一填充主体中且/或至少部分地粘附到另一填充主体；至少部分围绕另一填充主体设置纤维材料。

填充主体和/或另一填充主体可以由整体成形的结构提供或者可以在另一些实施例中由多个填充主体部分提供。当填充主体和/或另一填充主体被提供作为整体成形的结构时，其可以被简化成从完整的转子叶片的撤出填充主体和另一填充主体，例如从根部端部部区段从制造的转子叶片的内部撤出。

根据本发明的实施例，另一填充主体（或塑料覆盖片）接触基本形成压力侧或吸力侧的半部且/或形成转子叶片的后缘或前缘的纤维材料和/或树脂的内部部分，其中具体地通过填充主体和另一填充主体以及纤维材料和树脂，填充转子叶片的基本整个内部空间。

填充主体和另一填充主体在要被制造的转子叶片内彼此不直接接触。填充主体和/或另一填充主体两者可以均包含在要被制造的转子叶片内面向彼此的平面外表面。平面表面可以基本上近似垂直于吸力表面和压力表面。在填充主体和另一填充主体的两个平面表面之间的界面或间隙中，可以形成增强结构，也被称为增强腹板，其包括一个或更多个预浇铸部分和通过交联被嵌入到纤维材料中的树脂来制造的其它部分，该交联发生于与在通过交联被浸透到纤维材料中的树脂来制造吸力表面和压力表面以及前缘和后缘时相同的反应期间。

根据本发明的实施例，方法进一步包括：形成增强腹板，其通过如下各者最终在完整的转子叶片内部连接吸力侧和压力侧：在填充主体和另一填充主体之间在根部区段中设置预浇铸腹板部分；将纤维材料设置在中央到尖端区段中以在填充主体和另一填充主体之间；使用树脂浸透在中央到尖端区段中、在填充主体和另一填充主体之间的纤维材料并交联。

增强腹板可以在完整的转子叶片的内部将转子叶片的压力表面的内部与吸力表面的内部以加强转子叶片连接。预浇铸腹板部分可以是已经被完全固化和交联的固体增强结构（例如层压件）。预浇铸腹板部分可以在填充主体和另一填充主体的平面表面之间被放置在根部区段中。纤维材料可以也被放置到填充主体和另一填充主体的平面表面上或之间。纤维材料可以被放置在填充主体和另一填充主体的平面表面之间的任意剩余自由空间中，即不仅在中央到尖端区段中也可以在要被连接的转子叶片的根部端部和预浇铸腹板部分之间的根部区域中。

根据本发明的实施例，填充主体包括用于接收且/或安装处于第一状态的相变材料的至少一个第一安装区域，具体地第一凹槽，并且/或者其中填充主体包括用于接收且/或安装处于第二状态的相变材料的至少一个第二安装区域，具体地第二凹槽，并且/或者其中另一填充主体包括用于接收且/或安装处于第一状态的相变材料的至少一个另一第一安装区域，具体地另一第一凹槽，并且/或者其中另一填充主体包括用于接收且/或安装处于第二状态的相变材料的至少一个另一第二安装区域，具体地另一第二凹槽。

填充主体以及另一填充主体可以具有第一安装区域和/或第二安装区域，例如通过在相应安装区域处从填充主体切除或移除材料。相变材料可以被放置到且也被附连或附接到凹槽中。从而，可以利用一种或更多种不同的附接方法和设备，诸如橡胶带、胶带、粘结剂或者仅通过使用塑料箔覆盖被处于相应状态的相变材料填充的凹槽。相应的第一和第二安装区域可以被成形和/或选择和/或定位成使得，当填充主体和/或另一填充主体被放置到形状形成表面上的纤维材料上时，处于第一状态的相变材料被放置在预定第一区域处并且处于第二状态的相变材料被设置在预定第二区域处，所述区域是相对于要被制造的转子叶片的区域。

根据本发明的实施例，第一安装区域位于如下各者中的至少一个、处和/或附近：最终至少形成增强腹板的中央部分的纤维材料和树脂；最终至少形成转子叶片的压力侧和/或吸力侧的中央部分的纤维材料和树脂。

第一安装区域可以例如靠近填充主体和另一填充主体的相应平面表面部分（的表面）。在填充主体的平面表面和另一填充主体的平面表面之间的空间可以形成增强腹板的一部分。在这个区域中预期在交联反应期间生成大量的热。因此，当处于第一状态的相变材料被安装在第一安装区域处时，这个进入热会有利地被处于第一状态的相变材料吸收。此外，同样在存在树脂以最终形成压力侧和/或吸力侧的区域处，预期在交联期间，生成过量热，其可以有利地被设置在第一安装区域中的处于第一状态的相变材料吸收。

根据本发明的实施例，第二安装区域位于如下各者中的至少一个处和/或附近：在叶片的中央部分中的预浇铸腹板部分的尖端侧端部部分，具体地从吸力侧的叶片内部部分延伸到压力侧的叶片内部部分；填充主体和/或另一填充主体的根部端部。

在预浇铸腹板部分的尖端侧端部以及在填充主体和另一填充主体的根部端部处，预期在交联反应期间，如果处于第二状态的相变材料没有放置在第二安装区域处的话，则会存在相对冷的区域，这将延迟交联反应。

根据本发明的实施例，填充主体和/或另一填充主体的第一安装区域和/或第二安装区域允许在相应填充主体处可逆地安装相变材料， 具体地使用弹性材料和/或胶带来安装，其中相变材料被包含在至少一个袋中，具体地多个袋中。

当相变材料被可逆地安装在填充主体和/或另一填充主体处时，在已经完成交联反应且已经从制造的转子叶片的内部移除填充主体和另一填充主体之后，相变材料可以有利地被再次用于制造另一转子叶片。然而，因为在之前的交联反应期间，相变材料已经分别从第一状态转变成第二状态且从第二状态转变成第一状态，所以在相变材料被用于另一转子叶片的另一制造之前，相变材料应该被设定成特定安装区域所需的状态。例如，相变材料可以从相应的第一安装区域交换到相应的第二安装区域并且反之亦可。

根据本发明的实施例，方法进一步包括：将放置有纤维材料的另一形状形成表面设置到填充主体和/或另一填充主体上；将形状形成表面的（例如圆周）边缘密封/与另一形状形成表面的（例如圆周）边缘连接，从而包封填充主体和/或另一填充主体和在形状形成表面和另一形状形成表面上的纤维材料和围绕填充主体和/或另一填充主体的纤维材料；将树脂供应到被包封的纤维材料，具体地利用真空辅助供应，其中另一形状形成表面具体地限定转子叶片的压力侧或吸力侧的形状；具体地进一步包括：从外部加热以开始和/或伴随树脂的交联反应。

从而，方法的特征可以在于一次成型方法，其中实质上或基本上整个转子叶片通过一个单个交联反应被制造并且转子叶片通过单个模具制造，该模具通过连接形状形成表面和另一形状形成表面并对其进行密封来形成。

根据本发明的实施例，在交联反应期间，在所述至少一个第一区域处的相变材料至少部分从第一相转变成第二相，且/或其中在交联反应期间，在所述至少一个第二区域处的相变材料至少部分从第二相转变成第一相。

从而，相变材料可以为交联反应在需要的地方提供附加的热，并且可以在需要吸收热的特定区域处吸收热。

根据本发明的实施例，方法进一步包括：在完成交联反应之后：从转子叶片的内部移除填充主体和/或另一填充主体且从根部部分移除固化的树脂；从填充主体和/或另一填充主体拆卸至少处于一个第一区域和/或至少处于一个第二区域处的相变材料；为了制造另一转子叶片：在第一区域处安装从第二区域取得的相变材料；且/或在第二区域处安装从第一区域取得的相变材料。

另外或者替代性地，从第一区域和/或第二区域移除的相应的相变材料区可以附加地针对其相应状态被分析，并且根据该分析也可以被制备成处于所需状态，之后相变材料被安装在相应的第一安装区域和/或第二安装区域处以用于制备下一转子叶片。

本发明的实施例允许改善风力涡轮机叶片的制造，其中转子叶片的硬度或强度和交联的树脂和纤维材料的质量可以被改善。通过在关键区域中将相变材料（PCM）例如引入到形成主体（具体地心轴）中或处或附近，在交联反应期间两个极端（即过冷温度和过热温度）均能够被补偿。过热区域中的过量能量能够被PCM吸收。通过例如将PCM包从过热位置交换到热量不足位置，在生产下一转子叶片时，存储的能量能够被用于加热具有过低温度的区域。

相变材料可以具有经由从一相向另一相的转变来平衡温度极端或存储能量的能力。最普遍的相变可以是熔化/结晶转变。熔化是吸热相转变，以致其吸收能量并且能够有助于移除过量能量。逆向凝固和结晶能够释放等量的能量。一种特殊情况是过冷液体，其在熔点以下不会自发结晶，而是保持液体直到外部触发启动结晶。

可以被用于本发明的实施例的PCM应该提供特殊的性质以适合在提出的方法中使用。具体地，其应该适于被放置在填充主体或心轴附近或处并与其附接。熔化温度可以例如是大约70°C或者在从60°C至80°C的范围内。PCM可以理想地在溶剂或稀释剂中结晶，以形成仍然柔性且可流动的溶胶（形式）。为了将过量能量从热点转移到冷点，PCM理想地可以如过冷液体一样稳定。PCM的候选材料可以是纯有机化合物或其混合物，例如中链长度、链烷烃或有机或无机盐，诸如乙酸钠。

PCM包可以被放置在填充主体中或处的袋中、靠近填充主体（心轴）的表面。有利的是，它们需要在每个固化循环之后易于接近以移除PCM。

在本发明的实施例中，PCM例如以包提供，并且不需要被连接到外部，并且不需要线缆或控件。过程是能量中性的，通过将过量热存储在PCM中，过量热被传递到需要热的位置。与其它方案相比，复杂性大大降低并且投资成本极小。

通过使用本发明的实施例，制造多个风力涡轮机叶片的循环时间可以被减少以导致更快地固化叶片的敏感区域。同时，能够增强叶片的完整性，并且能够确保硬度，这是因为能够避免过热和过快的固化。

本发明的上述方面和其它方面从要在以下描述的实施例的示例变得明显，并且参考实施例的示例对其进行解释。以下，将参考实施例的示例更加具体地描述本发明，不过本发明不限于这些示例。

附图说明

现在参考附图描述本发明的实施例。本发明不限于所示或所述实施例。

图1示意性示出了根据本发明的实施例的在制造期间的风力涡轮机转子叶片的正视横截面图；

图2以侧视横截面图示意性示出了图1中所示的风力涡轮机叶片；

图3和图4图示了示出根据现有技术和根据本发明的实施例的温度分布的图表。

具体实施方式

附图中的图示是示意性形式。应该注意，在不同附图中，结构和/或功能上类似或相同的元件具有相同附图标记或具有仅首数字不同的附图标记。一种实施例中没有描述的元件的描述可以从这个元件关于另一实施例的描述获得。

图1和图2分别以横截面正视图和横截面侧视图示意性示出了制造期间的风力涡轮机转子叶片1，其包括制造设备。从而，在正常操作期间完整的转子叶片1将绕其旋转的旋转轴线3基本上垂直于图1的绘图平面。图2以横截面侧视图示出了风力涡轮机叶片1，其中旋转轴线3在图2中基本上竖直定向。如图2中能够看到的，第一模具部分5被放置在地面7上（或者支撑件上）。第一模具部分5包括形状形成表面9，该形状形成表面9互补于或限定要被制造的转子叶片1的吸力表面或压力表面。

完整的转子叶片1具有前缘14和后缘16。

在第一制造步骤中，纤维材料11被放置到形状形成表面9上。在图2中，为了清晰图示，这仅被示意性图示，从而描绘了在形状形成表面9和纤维材料11之间的间隙。在现实中，纤维材料11被直接放置到第一模具部分5的形状形成表面9上。之后在制造期间，纤维材料11将被树脂浸透，从而形成纤维材料/树脂13。之后，树脂和纤维材料的混合物13将交联或固化以便凝固，从而实际上形成转子叶片的压力侧15或吸力侧17。

如图1中能够看到的，填充主体19已经被设置在已经被放置在形状形成表面9上的纤维材料11处。填充主体19（和另一填充主体25）已经被附接到其上的相变材料21以第一状态处于预定第一区域23a、23b、23c、23d处。相变材料21也被放置在第一区域23b处，如图2中所示。而且，被设置在第一区域23b处的处于第一状态的这个PCM 21被粘附或附接到填充主体19或另一填充主体25，该另一填充主体25也被设置在已经被设置到第一模具部分5的形状形成表面9上的纤维材料11处。例如，被设置在第一区域23b处的处于第一状态的PCM 21在图1的绘图页面上方或下方的外表面处被附接到第一填充主体19和所述另一填充主体25中的凹槽或被接收在其内，以靠近转子叶片的压力侧15或吸力侧17。

在图2中，填充主体19和另一填充主体25未示出，因为图2是横截面图，其中该横截面处于中央部分，其中在完整的转子叶片中将形成增强腹板27。为了清晰起见，纤维材料11以及被树脂13浸透的纤维材料在图2中在这个中央区域中没有被示出。因此，以正视横截面图在图2中示出的增强腹板27最终也包括纤维材料和树脂并且在交联反应期间也将凝固。因此，增强腹板的纤维材料/树脂以及吸力侧17和/或压力侧15的纤维材料/树脂将与在第一预定区域23a和23b处的处于第一状态的相变材料21接触。

此外，方法包括将处于预定第二区域31a、31b、31c处的相变材料29设置成也与纤维材料11和/或树脂和纤维材料热接触。而且，处于第二状态的PCM 29被设置成靠近或粘附或附接到第一填充主体19和/或另一填充主体25。如图1和图2中能够看到的，填充主体19以及另一填充主体25均接触形成转子叶片的吸力侧17的半部或压力侧15的半部的纤维材料和/或树脂的内部部分。

填充主体19包括平面外表面33，其面向另一填充主体的平面外表面35。在这些平面表面33、35内，提供相应凹槽以便使得能够在第一区域23a和23d处分别设置处于第一状态的PCM 21。类似凹槽被提供在填充主体19内、在靠近吸力侧17的内部部分的第一区域23b处。类似凹槽被提供在另一填充主体25内、在靠近压力侧15的内部部分的第一区域23c处。

此外，填充主体19以及另一填充主体25包括凹槽以允许在预定第二区域31a、31b、31c处附接处于第二状态的PCM 29。

方法进一步包括形成增强腹板27，其最终在完整的转子叶片1的内部连接转子叶片的吸力侧17和压力侧15。从而，预浇铸腹板部分37在填充主体19和另一填充主体25之间被设置根部区段39中。此外，纤维材料11被设置在中央到尖端区段41中以在填充主体19和另一填充主体25之间。此外，在中央到尖端区段41中的纤维材料11被树脂浸透并交联。

根据对交联反应的分析或模拟，可以识别出要被处于第一状态或第二状态的PCM填充的一个或更多个第一区域或第二区域。可以提供在填充主体19和/或另一填充主体25处的相应安装区域。PCM可以在相应安装位置处被附接到填充主体和/或另一填充主体。如图1中能够看到的，第一安装区域23a靠近最终至少形成增强腹板27的中央部分的纤维材料和树脂。此外，第一区域23b位于最终至少形成转子叶片的压力侧15和/或吸力侧17的中央部分的位置处。

如图1中能够看到的，第二区域31a、31c靠近填充主体19和/或另一填充主体25的根部端部43。第二区域31b在叶片的中央部分中处于预浇铸腹板部分37的尖端部部分处。

在下一制造步骤中，也放置有纤维材料的第二模具部分47的另一形状形成表面45被设置到填充主体19和/或另一填充主体25上。然后，形状形成表面9和另一形状形成表面45的边缘49和51以圆周方式连接并密封以包封填充主体19和/或另一填充主体25和纤维材料11和树脂。然后，树脂被供应到由形状形成表面9和另一形状形成表面45包封的没有被填充主体19和25占据的空间内。

此外，方法包括从由模制部分5和47形成的模具外部加热树脂。在图1和图2中，没有示出用于引入树脂的一个或更多个流入端口以及一个或更多个流出端口。也没有具体示出加热设备。通过加热，可以开始交联反应。在交联反应期间，至少部分地，在第一区域23a、23b、23c、23d处的相变材料可以从第一相转变成第二相且/或在第二区域31a、31b、31c处的相变材料可以从第二状态转变成第一状态。

在已经完成交联反应之后，填充主体19和另一填充主体25可以从转子叶片的内部被移除，具体地从根部端部部区段43被撤出。在第一安装区域23a、23b、23c、23d处的相变材料21可以被移除，并且起初处于第二状态的相变材料29可以从填充主体19和另一填充主体25被移除或拆卸。在已经完成交联反应之后可以检查相应相变材料21、29的状态。为了制造下一转子叶片，相应相变材料可以被制备成处于限定的第一状态或者限定的第二状态并且可以被分别安装在第一区域和第二区域处。理想地，可以简单地交换多个起初第一状态的PCM和起初第二状态的PCM并且将其安装在填充主体和/或另一填充主体19、25处。

预浇铸腹板37可以例如包括固化的环氧树脂层压件。填充主体19、25可以包括柔性泡沫或者弹性泡沫。

图3和图4图示了示出根据常规方法（图3）和根据本发明的实施例（图4）的在制造期间的温度分布的图表。其中，横坐标53表示时间，同时纵坐标55表示温度。曲线57示出了热点的温度分布。曲线59示出了厚层压件的温度分布，曲线61示出了薄层压件的温度分布，并且曲线63示出了预浇铸零件重叠的温度分布。

如从图4与图3的比较中能够得到的，当在相应热点区域（例如图1和图2中所示的区域23a、23b）处使用相变材料时，热点的温度显著下降。此外，当相变材料被放置在第二区域（例如第二区域31a、31b、31c）处时，如曲线63所示的预浇铸零件重叠具有增加的温度。

因此，温度在热点区域中降低并且在冷点区域中增加，从而增强了交联反应同时不会过热，因此避免了对诸如填充主体的设备的损坏。

应该注意到，术语“包括”不排除其它元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。而且，与不同实施例相关的元件可以组合。还应该注意到，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种制造风力涡轮机的转子叶片（1）的方法，该方法包括：

将纤维材料（11）放置在形状形成表面（9）上；

在至少一个预定第一区域（23a、23b）处设置处于第一状态的相变材料（21），且/或

在至少一个预定第二区域（31a、31b、31c）处设置处于第二状态的相变材料（29）；

使用树脂（13）浸透要与在所述第一区域（23a、23b）和/或第二区域（31a、31b、31c）处的所述相变材料热接触的所述纤维材料（11）；

在用于交联所述树脂的交联反应期间：

通过所述第一区域（23a、23b）处的所述相变材料吸收在所述树脂内生成的热；且/或

将来自所述相变材料的热朝向所述第二区域（31a、31b、31c）处的所述树脂释放。

2.根据前一权利要求所述的方法，其中所述第一状态允许吸收热，并且包括相变材料的固相，特别是结晶相或第一结晶相，

其中所述第二状态允许释放热，并且包括所述相变材料的液相或第二结晶相。

3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中所述形状形成表面由第一模具（5）提供并且限定所述转子叶片（1）的吸力侧（17）或压力侧（15）的形状。

4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，进一步包括：

在所述形状形成表面（9）上的所述纤维材料（11）处设置填充主体（19）、具体地包括柔性泡沫的填充主体，其中所述相变材料被设置成靠近且/或至少部分嵌入到所述填充主体（19）中且/或至少部分地粘附到所述填充主体；

具体地至少部分围绕所述填充主体（19）设置纤维材料。

5.根据前一权利要求所述的方法，其中所述填充主体（19）与基本形成吸力侧或压力侧的半部且/或形成所述转子叶片（1）的前缘（14）或后缘（16）的纤维材料和/或树脂的内部部分接触。

6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，进一步包括：

在所述形状形成表面（9）上的所述纤维材料（11）处设置另一填充主体（25），其中所述相变材料被设置成靠近且/或至少部分嵌入到所述另一填充主体（25）中且/或至少部分地粘附到所述另一填充主体；

具体地至少部分围绕所述另一填充主体（25）设置纤维材料。

7.根据前一权利要求所述的方法，其中所述另一填充主体（25）与基本形成压力侧（15）或吸力侧（17）的半部且/或形成所述转子叶片（1）的后缘（16）或前缘（14）的纤维材料（11）和/或树脂（13）的内部部分接触，

其中具体地通过所述填充主体和所述另一填充主体以及所述纤维材料和所述树脂，基本填充所述转子叶片的整个内部空间。

8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，进一步包括形成增强腹板（27），所述增强腹板（27）最终通过如下各者在完整的转子叶片内部连接所述吸力侧（17）和述压力侧（15）：

在所述填充主体（19）和所述另一填充主体（25）之间在根部区段（39）中设置预浇铸腹板部分（37）；

将纤维材料（11）设置在中央到尖端区段（41）中以在所述填充主体（19）和所述另一填充主体（25）之间，

使用树脂（13）浸透在所述中央到尖端区段（41）中、在所述填充主体（19）和所述另一填充主体（25）之间的所述纤维材料（11）并交联。

9. 根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中所述填充主体（19）包括用于安装处于所述第一状态的相变材料（21）的至少一个第一安装区域（23a、23b、23c），具体地第一凹槽，并且/或者

其中所述填充主体包括用于安装处于所述第二状态的相变材料（29）的至少一个第二安装区域（31c、31b），具体地第二凹槽，并且/或者

其中所述另一填充主体（25）包括用于安装处于所述第一状态的相变材料（21）的至少一个另一第一安装区域（23b、23c、23d），具体地另一第一凹槽，并且/或者

其中所述另一填充主体（25）包括用于安装处于所述第二状态的相变材料（29）的至少一个另一第二安装区域（31a、31b），具体地另一第二凹槽。

10.根据前一权利要求所述的方法，

其中所述第一安装区域（23a、23d、23b、23c）位于如下各者中的至少一个处和/或附近：

最终至少形成所述增强腹板（27）的中央部分的所述纤维材料和树脂；

最终至少形成所述转子叶片的所述压力侧（15）和/或所述吸力侧（17）的中央部分的所述纤维材料和树脂。

11.根据前述两项权利要求中的一项所述的方法，

其中所述第二安装区域（31a、31c、31b）位于如下各者中的至少一个处和/或附近：

在所述叶片的中央部分中的所述预浇铸腹板部分（37）的尖端侧端部部分，具体地从所述吸力侧的叶片内部部分延伸到所述压力侧的叶片内部部分；

所述填充主体（19）和/或另一填充主体（25）的根部端部（43）。

12.根据前述三项权利要求中的一项所述的方法，其中所述填充主体和/或所述另一填充主体的所述第一安装区域和/或第二安装区域允许在相应填充主体（19、25）处可逆地安装所述相变材料，具体地使用弹性材料和/或胶带来安装，

其中所述相变材料被包含在至少一个袋中，具体地多个袋中。

13.根据前述权利要求中的一项所述的方法，进一步包括：

将放置有所述纤维材料（11）的另一形状形成表面（45）设置到所述填充主体（19）和/或所述另一填充主体（25）上；

将所述形状形成表面（9）的边缘（51）与所述另一形状形成表面（45）的边缘（49）连接，从而包封所述填充主体（19）和/或所述另一填充主体（25）和在所述形状形成表面（9）和所述另一形状形成表面（45）上的所述纤维材料和/或围绕所述填充主体和/或所述另一填充主体的所述纤维材料；

将树脂（13）供应到被包封的纤维材料，具体地利用真空辅助，

其中所述另一形状形成表面具体地限定所述转子叶片的压力侧或吸力侧的形状；

具体地进一步包括：

从外部加热以开始和/或伴随所述树脂的所述交联反应。

14. 根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中在所述交联反应期间在所述至少一个第一区域处的所述相变材料（21）至少部分从所述第一相转变成所述第二相，且/或

其中在所述交联反应期间在所述至少一个第二区域处的所述相变材料（29）至少部分从所述第二相转变成所述第一相。

15.根据前述权利要求中的一项所述的方法，进一步包括：在完成所述交联反应之后：

从所述转子叶片的内部移除所述填充主体（19）和/或所述另一填充主体（25）且从所述根部部分移除固化的树脂；

从所述填充主体和/或所述另一填充主体拆卸至少处于一个第一区域和/或至少处于一个第二区域处的所述相变材料（21、29）；

为了制造另一转子叶片：

在所述第一区域处安装从所述第二区域取得的相变材料；且/或

在所述第二区域处安装从所述第一区域取得的相变材料。

Images