TW202130493A - 製造風力渦輪機葉片的方法 - Google Patents

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班特 奧雷森
丹 彼德森
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Abstract

一種用於製造一風力渦輪機葉片之方法，其包括以下步驟： 將包括一預鑄纖維疊層(9”)之一上模具(8)配置在包括一乾纖維疊層(24’)與一模芯(46)之一下模具(23)上， 對該上與下模具(8、23)與該模芯(46)之間之空間(63)施加真空， 在至少該乾纖維疊層(24’)及乾纖維疊層(24’)與該預鑄纖維疊層(9”)之間之一連接區(66、67)注入樹脂(65)且固化該樹脂(65)。 藉由在該上模具中具有該預鑄纖維疊層，可避免在該模芯之頂部堆積與定位乾複合材料。

Description

製造風力渦輪機葉片的方法
本發明係關於一種用於製造風力渦輪機葉片之方法。
一種在給定風力條件下利用風力渦輪機產生較多電力的方法是增大葉片尺寸。但風力渦輪機葉片的製造隨著葉片尺寸增加而愈發困難。
目前許多風力渦輪機葉片係藉由分開預製葉片零件如壓力側殼及吸力側殼，即使零件彼此膠合。該等零件係例如藉由注入合成材料如具樹脂的玻璃纖維且將樹脂固化而預製。但膠合處理有許多缺點。例如難以使得膠合線具足夠強度與強健性。此外，此方法需要使極大的零件在有限時間內(亦即在所塗的膠硬化前)精確定位。
在EP 1 310 351 A1揭示的另一方法中，葉片係藉由將整個葉片或縱向葉片段的合成材料封包在心軸上且注入與固化樹脂而製造。藉此避免膠接。但封包與定位乾合成材料於常係撓性的心軸頂部不易，尤其是極大葉片。此外，隨著葉片尺寸增加，藉由真空注入所需填充樹脂的體積亦增，使得樹脂注入更為困難。
本發明之一目的在於提供一種用於製造風力渦輪機葉片之改良的方法。
因此提供一種用於製造風力渦輪機葉片之方法。該方法包括以下步驟： 將包括一預鑄纖維疊層之一上模具配置在包括一乾纖維疊層與一模芯之一下模具上， 對該上與下模具與該型芯之間之空間施加真空， 在至少該乾纖維疊層及乾纖維疊層與該預鑄纖維疊層之間之一連接區注入樹脂且固化該樹脂。
藉由在上模具中具有預鑄纖維疊層，可避免在模芯頂部上封包與定位乾合成材料。
此外，在上模具中預鑄纖維疊層較佳係藉由將乾纖維疊層封包於上下顛倒的上模具中、注入樹脂與固化而為之。由於上模具上下顛倒，故封包纖維材料亦係在上模具中朝向具良好界定幾何形狀的模具而朝向非撓性模芯。
此外，就葉片尺寸相同者而言，相較於未預鑄上部用的纖維疊層的情況，在上模具中具有預鑄纖維疊層使得在真空注入乾纖維疊層於下模具期間所需填充的樹脂體積及連接區較小。此外，就葉片尺寸相同者而言，相較於未預鑄上部用的纖維疊層的情況，樹脂在真空注入期間行經的路徑較短。相較於未預鑄上部用的纖維疊層的情況，樹脂須例如升至製造處地板高度上方的較低高度。因此易於在樹脂注入處理中注入具良好品質的纖維疊層，即使在葉片尺寸較大的情況下亦然。
葉片零件膠合在一起的方法的優點在於提供一旦固化即可連接上預鑄纖維疊層與乾纖維疊層的積層接合。相較於利用黏著劑連接者，由樹脂注入形成的積層接合較輕且接合較強。較輕之因在於在使用黏著劑的情況下，增加了在接合線中的黏著劑重量。此外，由真空注入形成的積層接合強度與初期的積層相當。此外，由真空注入形成的積層接合可避免有膠材料與葉片他處不同的膠合問題。
風力渦輪機葉片係風力渦輪機轉子的部分。風力渦輪機係用以轉換風動能為電能的裝置。風力渦輪機包括例如具有一個以上之各連接至一輪轂的葉片的轉子，包含發電機的機艙，及頂端固持機艙的塔架。風力渦輪機的塔架可經由過渡件連接至風力渦輪機基礎，諸如海床中的單樁。
在上模具中的預鑄纖維疊層在所製葉片中成為葉片的第一殼。尤其是成為葉片的第一半殼。
在下模具中的乾纖維疊層一旦被注入且固化，即在所製葉片中成為葉片的第二殼。尤其是成為葉片的第二半殼。
第一與第二殼尤其是纖維強化之樹脂積層。
第一殼可包括葉片的壓力側(迎面側)且第二殼可包括葉片的吸力側(背風側)，或反之亦然。
第一與第二殼可各包括自葉根至葉尖的整個葉片長度。或者，風力渦輪機葉片可在縱向上分開。
在此情況下，第一與第二殼各包括葉片總長的一段。
風力渦輪機葉片，例如其根段係例如固定連接至輪轂。風力渦輪機葉片係例如直接螺栓固定至輪轂。
或者，風力渦輪機葉片，例如根段可轉動連接至輪轂。例如風力渦輪機葉片連接至風力渦輪機的變槳軸承，且該變槳軸承連接至輪轂。變槳軸承構造成依風速調整葉片攻角，以控制葉片轉速。
除了與輪轂連接的(圓柱形)根段外，所形成的風力渦輪機葉片係符合空氣動力學的。風力渦輪機葉片包括例如壓力側(迎風側)與吸力側(背風側)。壓力側與吸力側於前緣和後緣彼此連接。壓力與吸力側及前後緣界定風力渦輪機葉片的內部空腔。
模芯(或心軸)包括例如內硬芯與圍繞內硬芯的外撓部。
模芯可包括兩個以上的模芯部。兩個以上的模芯部可各包括一內硬芯與一外撓部。
上下模具與模芯界定應用真空注入處理所用的真空空間。將樹脂注入此空間且部分填充使得以注入至少乾纖維疊層與連接區。因此，預鑄纖維疊層中僅有連接區中被注入樹脂，除了預鑄處理本身以外，預鑄纖維疊層的其餘部分未注入樹脂。
乾纖維疊層及/或預鑄纖維疊層尤其包含玻璃纖維、碳纖維、醯胺纖維及/或天然纖維。
預鑄纖維尤其係在下模具中的乾纖維疊層與連接區注入樹脂的步驟前注入樹脂且固化之纖維。換言之，上模具中的預鑄纖維係在第一濕處理(第一樹脂注入處理)中預鑄且固化，及下模具中的乾纖維疊層與連接區係在第二濕處理(第二樹脂注入處理)中注入樹脂，其中第一濕處理(包含固化)及第二濕處理時間是分開的。
乾纖維疊層包括(僅)在乾條件下的纖維，尤其是不具樹脂的纖維。在乾條件下的纖維與具樹脂的纖維(諸如澆注樹脂的纖維或預浸纖維(預浸料))相較更具撓性。在乾條件下將纖維封包於下或上模具中允許匹配各模具形狀。
樹脂包含例如熱固體、熱塑體、環氧物、聚氨酯、乙烯基酯及/或聚酯。
樹脂尤其係因為在上下模具與模芯間的空間中產生真空而注入。樹脂係例如藉由施加熱而被固化。
依一實施例，乾纖維疊層及/或預鑄纖維疊層包含纖維芯材料。
纖維芯材料包括例如木材、輕木、PET發泡體及/或PVC發泡體。
當注入包含新材料的纖維疊層且具樹脂固化時，獲得具有核心材料製之芯結構之纖維強化樹脂積層。例如可獲得三明治結構纖維強化樹脂積層，其中的核心材料層配置於纖維強化樹脂層間。
乾纖維疊層及/或預鑄纖維疊層包含例如內積層及外積層且在核心材料間。
具有纖維芯材料允許降低最終纖維強化樹脂積層重量，同時維持葉片具足夠剛性及/或強度。
依據一進一步實施例，連接區包括重疊區，其中預鑄纖維疊層與乾纖維疊層彼此重疊。
具有重疊區允許藉由注入且固化樹脂而使預鑄纖維疊層與乾纖維疊層彼此較佳接合。所得接合可較佳轉移葉片殼中的負載。
重疊區可小於連接區。或者，連接區可與重疊區一致。
依據一進一步實施例，預鑄纖維疊層及/或乾纖維疊層包括在重疊區中的纖維芯材料。
遍及整個重疊和連接區具有帶有芯材的纖維強化樹脂積層的相同結構允許獲得在重疊和連接區之具均一性質(例如均質強度和重量)的葉片殼體。
依據一進一步實施例，乾纖維疊層與預鑄纖維疊層兩者包括在重疊區中彼此重疊之至少一錐狀邊緣部。
具有錐狀邊緣部允許乾纖維疊層與預鑄纖維疊層之良好重疊及相互間的平順過渡。
依據一進一步實施例，預鑄纖維疊層與乾纖維疊層彼此在連接區中直接接觸。
尤其是預鑄纖維疊層與乾纖維疊層的一表面彼此直接接觸。在錐狀邊緣部彼此重疊的情況下，錐狀邊緣部的傾斜表面可彼此直接接觸。
依據一進一步實施例，預鑄纖維疊層之至少一邊緣部之一表面與乾纖維疊層之至少一邊緣部之一表面間設有輔助材料。
該輔助材料係例如非纖維材料。該輔助材料係例如PUR材料。
具有輔助材料尤其允許構造成不同葉片剖面輪廓之較大自由度，以獲得不同的空氣動力輪廓(翼型；airfoil)。例如可塗敷輔助材料以形成空氣動力輪廓之銳緣，例如翼型尾緣。
依據一進一步實施例，在下模具中的乾纖維疊層具有在下模具之模穴內的主要部及自主要部延伸超過下模具的模穴側邊之至少一延伸部，及其中該方法包括在將上模具配置於下模具的步驟前，配置模芯於下模具中的乾纖維疊層及將乾纖維疊層之至少一延伸部摺疊於模芯上的步驟。
具有延伸部且將之摺疊於模芯上，允許構造成自上下模具邊緣彼此接觸的區偏移(offset)的連接區。因此可較佳配置預鑄纖維疊層且將之定位於乾纖維疊層上。此外，連接區可構造成例如自前緣及/或尾緣偏移。因此可將連接區構造成例如自翼型的最大曲度處偏移。
下模具尤其包括用以形成及澆注乾纖維疊層的模穴。此外，下模具包括自模穴側邊延伸至左右的水平部，如剖面圖中所見。模穴尤其容納乾纖維疊層的主要部。乾纖維疊層之至少一延伸部係例如在摺疊前置於下模具之水平部上。
依據一進一步實施例，至少一延伸部的連續部具有與主要部相同的層結構及/或相同厚度，連續部與主要部連續。
自主要部至乾纖維疊層之連續部具有層結構及/或厚度之該連續性，尤其允許確保主要部與連續部之均質性，諸如均質強度及/或重量。連續部可覆蓋翼型的前緣及/或尾緣。按此方式可確保跨越例如前緣及/或尾緣之葉片具均質強度及/或重量。
依據一進一步實施例，該方法包括在摺疊至少一延伸部於模芯上的步驟後，固定至少一經折疊延伸部於模芯處的步驟。
隨著延伸部固定於模芯處，上模具可較易於配置於下模具與模芯上。
延伸部係例如藉由塗敷帶(例如黏著帶及/或玻璃帶)而固定於模芯處。
乾纖維疊層可包括兩延伸部。兩延伸部各可藉由黏著帶固定於模芯處。或者，兩延伸部可彼此以跨模芯所置帶固定。
依據一進一步實施例，該方法包括在配置包括預鑄纖維疊層之上模具於下模具上的步驟前，固定預鑄纖維疊層於上模具的步驟。
包括經固定預鑄纖維疊層之上模具可易於配置於下模具上。在上模具翻轉時尤係如此。
可藉由附接箔(foil)至預鑄纖維疊層與上模具的各邊緣及施加真空至箔所覆空間而固定預鑄纖維疊層。亦可利用長形元件(例如夾持上模具的桿及/或(木)棍)固定至例如上模具的水平部。亦可藉由將預鑄纖維疊層螺栓至上模具而固定。
依據一進一步實施例，該方法包括在施加真空的步驟前，以真空袋覆蓋模芯的步驟，及其中真空係施加至上下模具與真空袋間空間。
以真空袋覆蓋模芯可包含密封該真空袋。亦可以兩個以上的真空袋覆蓋模芯以增加緊密度。
在此情況下，模芯包括一個以上的模芯部，各模芯部可以一個以上的真空袋覆蓋。
在實施例中，該方法可包括在注入及固化樹脂後移除真空袋及/或模芯的步驟。模芯及/或真空袋係例如透過葉片根段移除。在此情況下，模芯包括撓性外部，此撓性外部可在移除模芯前被壓縮。例如可在真空袋與模芯間空間中產生真空，藉此壓縮撓性外部與減少模芯尺寸。
依據一進一步實施例，該方法包括在配置上模具於下模具的步驟前，配置一個以上的強化樑於乾纖維疊層上的步驟。
因此，可在一濕處理(亦即一注入與固化處理)中將一個以上的強化樑與乾纖維疊層澆注在一起。
一個以上的強化樑包括例如壓力側樑、吸力側樑、前緣樑及/或尾緣樑。強化樑可係乾疊層、預鑄元件或兩者的組合。
壓力側樑尤其係在風力渦輪機葉片之壓力側上的樑。吸力側樑尤其係在風力渦輪機葉片之吸力側上的樑。
前緣樑尤其係在風力渦輪機葉片之前緣上的樑。尾緣樑尤其係在風力渦輪機葉片之尾緣上的樑。
依據一進一步實施例，該方法包括在配置上模具於下模具上的步驟前，配置腹板的步驟，及其中至少乾纖維疊層、連接區及/或腹板有注入樹脂。可配置一個以上的腹板，例如兩個腹板。在實施例中，配置腹板包含配置預鑄腹板。
因此，可在一濕處理中將腹板與纖維澆注在一起。腹板提供例如強度予葉片。
依據一進一步實施例，腹板構造成橫向連接預鑄纖維疊層與乾纖維疊層，一旦固化即在葉片的內部空腔內。
腹板尤其係剪力腹板(shear web)。腹板尤其連接葉片內部空腔中的壓力側與吸力側的葉片殼。腹板提供剪力強度予葉片。
配置剪力腹板及在乾纖維疊層、連接區與剪力腹板注入樹脂，允許在藉由注入與固化樹脂的單一處理步驟中接合剪力腹板與上下殼。剪力腹板可係乾疊層、預鑄元件或兩者的組合。
本發明的進一步可能施行或替代解決方案亦含括上述或以下關於實施例的特徵的組合，此未明言。熟悉此技術者亦可加入個別或獨立態樣與特徵至本發明的最基本形式中。
圖1顯示依一實施例之風力渦輪機1。風力渦輪機1包括轉子2，其具有連接至輪轂4的一個以上的葉片3。輪轂4連接至配置於機艙5內的發電機(未顯示)。在風力渦輪機1操作期間，葉片3係受風驅動而轉動且由機艙5中的發電機將風動能轉換為電能。機艙5配置在風力渦輪機1之塔架6上端處。塔架6立於基礎7如單樁或三樁上。基礎7連接至及/或被驅動至地或海床中。
以下參考圖2至11描述用於製造風力渦輪機葉片3的經改良方法。
在方法的步驟S1中，提供上模具8用於預鑄纖維疊層9’，示如圖2。預鑄纖維疊層9”一旦固化與組裝，將成為所製葉片3的第一殼10(圖7)。對於步驟S1，上模具8上下顛倒，示如圖2。上模具8的模穴11封包有乾纖維疊層9’。由於上模具8上下顛倒，故與將纖維疊層封包於撓性模芯上的情況相較，可將纖維疊層9’封包成良好界定的幾何形狀。
在圖2的實例中的纖維疊層9’、9”包括外積層12與內積層13。此外，纖維疊層9’、9”包括在外積層12與內積層13間的芯材料，例如輕木芯。其在此包括尾緣輕木芯14與前緣輕木芯15。外積層12、各輕木芯14、15及內積層13形成三明治結構。
圖2中的纖維疊層9’、9”左右邊具有第一錐狀部17與第二錐狀部18。在這些錐狀部17、18的每一者中，內積層13、各輕木芯14、15與外積層12均係錐狀。因此，錐狀部17、18各具有連續傾斜表面19、20。
圖2中的纖維疊層9’、9”進一步包括預鑄樑16。樑16係例如葉片3的吸力側樑或壓力側樑。
乾纖維疊層9’係由已知的真空注入處理預鑄，如EP 1 310 351 A1中所述。在此真空注入處理中，纖維疊層9’被真空袋覆蓋(未顯示)，且真空袋密封於上模具8的水平部21、22處(未顯示)。此外，真空袋覆蓋的空間中產生真空，將樹脂(未顯示)注入纖維疊層9’且固化，造成圖2所示預鑄纖維疊層9”。
在方法的步驟S2中，提供下模具23，示如圖3。下模具23封包有乾纖維疊層24’。
乾纖維疊層24’包括外積層25與內積層26。此外，乾纖維疊層24’包括芯材料，諸如前緣輕木芯27與尾緣輕木芯28。因此，纖維疊層24’具有三明治結構，其中各輕木芯27、28被夾在外與內積層25、26間。
纖維疊層24’進一步包括預鑄樑29。該樑29係例如葉片3的壓力側樑或吸力側樑。
下模具23包括模穴30與自模穴30的側邊33、34延伸的水平部31、32。
藉由配置乾纖維疊層24’的主要部35於模穴30內而將乾纖維疊層24’封包進下模具23中。在此實例中，主要部35包括第一主要部36與第二主要部37。第一主要部36配置於樑29的圖3中的左側。第二主要部37配置於樑29的圖3中的右側。
此外，乾纖維疊層24’的延伸部38、39自主要部35延伸，亦即自第一主要部36與第二主要部37分別延伸超過模穴30的側邊33、34。
延伸部38包括第一連續部40與第一錐狀部42。延伸部39包括第二連續部41與第二錐狀部43。
在此實例中，連續部40具有與纖維疊層24’的第一主要部36相同的外積層25、前緣輕木芯27及內積層26的層結構。此外，連續部40具有與第一主要部36相同厚度d1。再者，連續部41具有與纖維疊層24’的第二主要部37相同的外積層25、尾緣輕木芯28及內積層26的層結構。此外，連續部41具有與第二主要部37相同厚度d2。
第一與第二錐狀部42、43、內積層26、各輕木芯27、28與外積層25之每一者呈錐狀。因此，錐狀部42、43各具連續傾斜表面44、45。
在方法的步驟S3中，模芯46係配置於乾纖維疊層24’上，示如圖4。模芯46包括第一模芯部47與第二模芯部48。第一與第二模芯部47、48各包括例如硬內芯49、50及撓性外部51、52。撓性外部51、52包括例如可壓縮的發泡體材料。
在配置模芯部47、48前，其等各被真空袋53、54覆蓋，示如圖4。真空袋53、54係密封的。
在方法的步驟S4中，在乾纖維疊層24’上與第一及第二模芯部47及48間提供剪力腹板55。在圖中所示實例中，腹板55係乾疊層。在其他實例中，腹板55亦可係預鑄。
步驟S4可與配置模芯部47、48的步驟S3同時實行。
在方法的步驟S5中，乾纖維疊層24’的延伸部38、39係摺疊於模芯46的各第一與第二模芯部47、48上，示如圖5。
在方法的步驟S6中，延伸部38、39固定於各第一與第二模芯部47、48。詳言之，延伸部38藉由第一黏著帶56固定於真空袋53覆蓋的第一模芯部47。此外，延伸部39藉由第二黏著帶57固定於真空袋54覆蓋的第二模芯部48。
在方法的步驟S7中，在步驟S1中預鑄於上模具8中的預鑄纖維疊層9”(圖2)固定於上模具8。預鑄纖維疊層9”係例如且示如圖6，藉由各附接第一箔58與第二箔59於預鑄纖維疊層9”與上模具8而固定於上模具8。箔58、59係密封的。圖6顯示實例密封件60。在箔58、59覆蓋的空間中產生真空，固持預鑄纖維疊層9”於上模具8中，同時在下一步驟中將之轉降至下模具23上。
步驟S1與S7可在步驟S2至S6前、與步驟S2至S6同時或在步驟S2至S6之後實行。
在方法的步驟S8中，上模具8係配置於下模具23上，示如圖6。配至上模具8於下模具23上包含將上模具8自圖2中的位置轉至圖6中的位置。圖6顯示纖維疊層9”已固定於上模具8及抬升上模具8、翻轉及被降至下模具23上的狀態。
圖7顯示上模具8已配置於下模具23上的狀態。預鑄纖維疊層9”與乾纖維疊層24’彼此在第一與第二重疊區61、62兩者中重疊。圖7顯示具重疊區61放大圖的插入。尤其是預鑄纖維疊層9”的錐狀部18與乾纖維疊層24’的錐狀部42彼此在重疊區61中重疊。藉此使得錐狀部18的傾斜表面20與錐狀部42的傾斜表面44彼此直接接觸。
類似地，預鑄纖維疊層9” 的錐狀部17與乾纖維疊層24’的錐狀部43彼此在重疊區62中重疊。藉此使得錐狀部17的傾斜表面19與錐狀部43的傾斜表面45彼此直接接觸。
在此實例中，如圖7之插入中可見，包含外與內積層12、13及各芯材料14、15的預鑄纖維疊層9”的層結構匹配包含外與內積層25、26及各芯材料27、28的乾纖維疊層24’的層結構。
在方法的步驟S9中，在由上與下模具8、23及覆蓋模芯部47、48的真空袋53、54界定的空間63中產生真空，示如圖8。
在步驟S10中，將樹脂65引入空間63中。尤其是將樹脂65引入空間63中包括乾纖維疊層24’、連接區66、67與腹板55的部分處。樹脂65係例如藉由真空注入處理引入，諸如真空輔助樹脂轉移模製(VARTM)。真空產生及樹脂65的注入與固化等進一步細節，請參考EP 1 310 351 A1。
圖中所示實例顯示腹板55係乾疊層的情況。在此情況中，腹板55完全注入樹脂65，如所示。
在其他實例中，可採用預鑄腹板而非腹板55。接著僅將樹脂65注入此腹板的上與下連接部中(亦即此腹板將連接樑16的區域與此腹板將連接樑29的區域中)，但此腹板的垂直部除外。
圖8顯示示例性入口通道64，經其注入樹脂65。具有注入的樹脂65，可在單一處理步驟中澆注乾纖維疊層24’、連接區66、67(乾纖維疊層24’與預鑄纖維疊層9”之間)，及腹板55。
連接區66、67尤其各包含各重疊區61、62。在此實例中，連接區66、67各較重疊區61、62大。在另一實施例中，連接區66、67可分別與重疊區61、62相同。
由於纖維疊層9”係預鑄於上模具8中，故在步驟S9中的真空注入處理期間，僅需填充樹脂65於乾纖維疊層24’、連接區66、67與腹板55，無需填充於預鑄纖維疊層9”的其餘部分。因此，相較於在上模具8中的乾疊層處於乾條件的情況(亦即無樹脂)，樹脂65須行經較短路徑且填充較小體積。
在步驟S11中，藉由已知處理固化所注入樹脂65以獲得固化與組裝的葉片殼。示如圖8，上模具8中的預鑄纖維疊層9”成為在所製葉片3中的第一半殼10。此外，下模具23中的纖維疊層24”一旦被注入且固化即成為所製葉片3中的第二半殼68。腹板55一旦固化即橫向連接葉片3之內部空腔71內的第一半殼10與第二半殼68。
在此實例中，所得殼10、68的纖維強化樹脂積層具有相同結構，包括遍及重疊區61、62與連接區66、67的內積層13、26、芯材料14、15、27、28及外積層12、25。因此可獲得跨越重疊與連接區61、62、66、67具均質性如均質強度與重量的殼的葉片3。
在步驟S12中(未顯示)，經由葉片3的根段自葉片3移除模芯部47、48與真空袋53、54。
按此方法所製葉片中的第一與第二殼10、68彼此藉由質輕且接合力強的積層接合連接。
在一進一步實施例中，示如圖9，上模具108中的預鑄纖維疊層109”與下模具123中的乾纖維疊層124’的重疊區161不含芯材料115、127。因此，在重疊區161中，預鑄疊層109”的外與內積層112、113與下模具123中的乾纖維疊層124’、124”的外與內積層125、126重疊。但預鑄纖維疊層109"的新材料115不與下模具123中的纖維疊層124’、124”的芯材料127重疊。
在一進一步實施例中，示如圖10，輔助材料69設於上模具208中的預鑄纖維疊層209”與下模具223中的纖維疊層224’、224”的重疊區262中。輔助材料69係例如PUR材料。其應用於圖10的實例中形成在例如翼型尾緣處的葉片3的空氣動力輪廓的銳緣70。
輔助材料69配置於圖10的實例中，在預鑄纖維疊層209”的錐狀邊緣部217的傾斜表面219與下模具223中的纖維疊層224’、224”的錐狀邊緣部243的傾斜表面245間。此外，迷你腹板229配置連接預鑄纖維疊層209”、輔助材料69及纖維疊層224’、224”。
雖已依較佳實施例描述本發明，熟悉此技術者確悉可於所有實施例中做修改。
1:風力渦輪機 2:轉子 3:風力渦輪機葉片 4:輪轂 5:機艙 6:塔架 7:基礎 8:上模具 9’:預鑄纖維疊層 9”:預鑄纖維疊層 11:模穴 12:外積層 13:內積層 14:尾緣輕木芯 15:前緣輕木芯 16:樑 17:錐狀邊緣部 18:錐狀邊緣部 19:連續傾斜表面 20:連續傾斜表面 21:水平部 22:水平部 23:下模具 24’:乾纖維疊層 24”:纖維疊層 25:外積層 26:內積層 27:芯材料 28:芯材料 29:預鑄樑 30:模穴 31:水平部 32:水平部 33:側邊 34:側邊 35:主要部 36:第一主要部 37:第二主要部 38:延伸部 39:延伸部 40:連續部 41:連續部 42:錐狀邊緣部 43:錐狀邊緣部 44:傾斜表面 45:傾斜表面 46:模芯 47:第一模芯部 48:第二模芯部 49:硬內芯 50:硬內芯 51:撓性外部 52:撓性外部 53:真空袋 54:真空袋 55:腹板 56:第一黏著帶 57:第二黏著帶 58:箔 59:箔 60:密封件 61:重疊區 62:重疊區 63:空間 64:入口通道 65:樹脂 66:連接區 67:連接區 68:第二半殼 69:輔助材料 70:銳緣 71:內部空腔 108:上模具 109”:預鑄纖維疊層 112:外積層 113:內積層 115:核心材料 123:下模具 124’:纖維疊層 124”:纖維疊層 125:外積層 126:內積層 127:芯材料 161:重疊區 208:上模具 209”:預鑄纖維疊層 217:邊緣部 219:表面 223:下模具 224’:纖維疊層 224”:纖維疊層 229:迷你腹板 243:錐狀邊緣部 245:傾斜表面 262:重疊區 d1:厚度 d2:厚度
自後續描述及相關請求項併同隨附圖式將清楚本發明之進一步實施例、特徵及優點，其中： 圖1顯示依一實施例之風力渦輪機； 圖2顯示形成圖1之風力渦輪機之葉片之第一殼之預鑄纖維疊層之剖面圖，該預鑄纖維疊層製造於上下顛倒的上模具中； 圖3顯示形成圖1之風力渦輪機之葉片之第二殼之乾纖維疊層(一旦鑄造且固化)之剖面圖，該乾纖維疊層配置於下模具中； 圖4顯示與圖3類似的圖，其中模芯與腹板配置於下模具中的乾纖維疊層上； 圖5顯示與圖4類似的圖，其中乾纖維疊層之延伸部被摺疊於模芯上； 圖6顯示具圖2之預鑄纖維疊層之上模具配置於具圖5之乾纖維疊層之下模具上的期間； 圖7顯示與圖6類似的圖，其中上模具配置於下模具上，其中預鑄纖維疊層與乾纖維疊層於重疊區中重疊； 圖8顯示與圖7類似的圖，其中已注入樹脂； 圖9顯示預鑄纖維疊層與乾纖維疊層之重疊之進一步實施例； 圖10顯示預鑄纖維疊層與乾纖維疊層之重疊之另一實施例；及 圖11顯示闡釋用於製造圖1之風力渦輪機之風力渦輪機葉片之方法之流程圖。 除非另有指示，圖式中類似代號係指類似或功能等效元件。
8:上模具
9”:預鑄纖維疊層
21:水平部
22:水平部
23:下模具
24’:乾纖維疊層
46:模芯
47:第一模芯部
48:第二模芯部
53:真空袋
54:真空袋
58:箔
59:箔
60:密封件

Claims (15)

  1. 一種用於製造一風力渦輪機葉片(3)之方法，其包括以下步驟： 將包括一預鑄纖維疊層(9”)之一上模具(8)配置(S8)在包括一乾纖維疊層(24’)與一模芯(46)之一下模具(23)上， 對該上與下模具(8、23)與該型芯(46)之間之空間(63)施加真空(S9)， 在至少該乾纖維疊層(24’)及乾纖維疊層(24’)與該預鑄纖維疊層(9”)之間之一連接區(66、67)注入(S10)樹脂(65)且固化(S11)該樹脂(65)。
  2. 如請求項1之方法，其中該乾纖維疊層(24’)及/或該預鑄纖維疊層(9”)包含一芯材料(14、15、27、28)。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該連接區(66、67)包括一重疊區(61、62)，其中該預鑄纖維疊層(9”)與該乾纖維疊層(24’)彼此重疊。
  4. 如請求項2及3之方法，其中該預鑄纖維疊層(9”)及/或該乾纖維疊層(24’)包含在該重疊區(61、62)中之該芯材料(14、15、27、28)。
  5. 如請求項3或4之方法，其中該乾纖維疊層(24’)及該預鑄纖維疊層(9”)兩者包括彼此在該重疊區(61、62)中重疊之至少一個錐狀邊緣部(17、18、42、43)。
  6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該預鑄纖維疊層(9”)及該乾纖維疊層(24’)彼此與該連接區(66、67)直接接觸。
  7. 如請求項1至5中任一項之方法，其中一輔助材料(69)位於該預鑄纖維疊層(9”)之至少一邊緣部(217)之一表面(219)與該乾纖維疊層(24’)之至少一邊緣部(243)之一表面(245)之間。
  8. 如請求項1至7中任一項之方法，其中在該下模具(23)中之該乾纖維疊層(24’)具有在該下模具(23)中之一模穴(30)內之一主要部(35)及自該主要部(35)延伸超過該下模具(23)之該模穴(30)之一側邊(33、34)之至少一個延伸部(38、39)，及其中該方法包括在該配置(S8)該上模具(8)於該下模具(23)上之步驟前，配置(S3)該模芯(46)於該下模具(23)中之該乾纖維疊層(24’)上及折疊(S5)該乾纖維疊層(24’)之該至少一個延伸部(38、39)於該模芯(46)上的步驟。
  9. 如請求項8之方法，其中該至少一個延伸部(38、39)之一連續部(40、41)具有與該主要部(35)相同的層結構及/或相同厚度(d1、d2)，該連續部(40、41)與該主要部(35)連續。
  10. 如請求項8或9之方法，其包括在該折疊(S5)該至少一個延伸部(38、39)於該模芯(46)上的步驟後，固定(S6)該至少一個延伸部(38、39)於該模芯(46)處的步驟。
  11. 如請求項1至10中任一項之方法，其包括在將包括一預鑄纖維疊層(9”)之該上模具(8)配置(S8)在包括該下模具(23)上之該步驟前，固定(S7)該預鑄纖維疊層(9”)至該上模具(8)之步驟。
  12. 如請求項1至11中任一項之方法，其包括在該施加真空(S9)之步驟前，以一真空袋(53、54)覆蓋該模芯(46)之步驟，且其中對該上與下模具(8、23)與該真空袋(53、54)之間之空間(63)施加真空。
  13. 如請求項1至12中任一項之方法，其包括在配置(S8)該上模具(8)於該下模具(23)上之該步驟前，配置一個以上的強化樑(29)於該乾纖維疊層(24’)上之步驟。
  14. 如請求項1至13中任一項之方法，其包括在配置(S8)該上模具(8)於該下模具(23)上之該步驟前，配置(S4)一腹板(55)之步驟，且其中將樹脂(65)注入(S10)至少該乾纖維疊層(24’)、該連接區(66、67)與該腹板(55)。
  15. 如請求項14之方法，其中該腹板(55)構造成使該預鑄纖維疊層(9”)與該乾纖維疊層(24’、24”)一旦固化後即橫向連接於該葉片(3)之一內部空腔(71)內。
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