TWI634983B - 用於處理一轉子葉片之一纖維-塑膠複合物，一複合結構形式之半成品及用於固化一ｕｖ可固化基質材料之ｕｖ燈之方法 - Google Patents

用於處理一轉子葉片之一纖維-塑膠複合物，一複合結構形式之半成品及用於固化一ｕｖ可固化基質材料之ｕｖ燈之方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種用於處理一轉子葉片之一纖維-塑膠複合物之方法，其包含以下步驟：- 在該轉子葉片處提供待處理之該纖維-塑膠複合物；- 預備該纖維-塑膠複合物之一局部工作區域；- 提供包含一UV可固化基質材料及一纖維材料之一纖維-基質複合物；- 將該纖維-基質複合物塗覆至該纖維-塑膠複合物之該局部工作區域上；及- 固化該基質材料。本發明提供借助於UV輻射來進行該基質材料之該固化。

Description

用於處理一轉子葉片之一纖維-塑膠複合物，一複合結構形式之半成品及用於固化一UV可固化基質材料之UV燈之方法
本發明係關於一種根據請求項1中之前文的用於處理一轉子葉片之一纖維-塑膠複合物之方法，及一種呈一複合物(特別是呈一複合結構)形式之半成品，以及一種用於在一轉子葉片處固化一UV可固化基質材料之UV燈。
轉子葉片遍及其操作時期常常將遭受將最小化其輸出之損壞，例如，經由侵蝕、磨損或雷擊之損壞。可在風力發電廠處現場應用之修復方法特別適於快速地且有效益地修理尤其微小之損壞。主要地藉由使用纖維補強型複合材料來進行修復。通常用於此上下文中之基質材料包括雙組份黏接劑(如(例如)WO 2012/084949 A1中所描述)、具有過氧化物作為催化劑之自由基固化樹脂，或溫度固化樹脂。
雙組份黏接劑具有如下缺點：在預備混合物後就必須快速地使用雙組份黏接劑，此情形特別是在必須對已安裝轉子葉片進行修復的情況下係困難的。
另一方面，溫度固化樹脂僅在一旦施加增加之溫度時才開始固 化，此意謂其可被使用較長時間；然而，針對用於轉子葉片修復之普通系統的固化時間為大約6小時。不僅必須在此時間期間藉由對應加熱器來確保固化溫度，而且此情形亦將導致風力發電廠之停工時間較長。此外，溫度固化亦可導致歸因於各別纖維補強型複合材料中之不同膨脹係數的應變。又，溫度固化樹脂可在室溫下僅在有限程度上被儲存，且可需要冷鏈(cold chain)以便使樹脂不會過早地固化。
需要快速地且有效益地對轉子葉片進行修復，特別是在組份之凝固時間或儲存時間方面不受到限制的情況下。本發明所要達到之目標係提供一種用於處理轉子葉片之纖維-塑膠複合物之增強型方法及一種對應裝置。
根據本發明，藉由一種用於處理一轉子葉片之一纖維-塑膠複合物之方法來解決關於該方法之此目標，該方法包含以下步驟：- 在該轉子葉片處提供待處理之該纖維-塑膠複合物；- 預備該纖維-塑膠複合物之一局部工作區域；- 提供包含一UV可固化基質材料及一纖維材料之一纖維-基質複合物；- 將該纖維-基質複合物塗覆至該纖維-塑膠複合物之該局部工作區域上；及- 固化該基質材料。本發明提供借助於UV輻射來進行該基質材料之該固化。
根據本發明之方法將有助於明顯地減少用於轉子葉片修復之修復時間且因此減少風力發電廠之停工時間。使用UV可固化基質材料相比於使用普通方法會允許明顯較短的固化時間；又，較長的凝固時間允許在塔底座處而非在轉子葉片處採取預備措施，此情形使工作較安全且較有效。此方法可不僅應用於修復轉子葉片，而且應用於製造 轉子葉片。
本發明之概念亦產生一種根據請求項12的呈一複合結構形式之半成品，其具有包含一UV可固化基質材料及一纖維材料之一纖維-基質複合物，此纖維-基質複合物配置於塗覆於該纖維-基質複合物下方之一支撐膜與塗覆於該纖維-基質複合物上方之一UV保護物之間。此複合結構(特別是具有雙層支撐膜)對於執行根據本發明之方法特別有利。
本發明之概念亦產生一種根據請求項13之UV燈，其經設計成用於在一轉子葉片處固化一UV可固化基質材料，該UV燈包含位於一罩殼內部之一UV光源。本發明提供使該罩殼在該轉子葉片處以一遮光方式可附接至一局部工作區域上。
可自附屬請求項得到該方法之有利進一步開發，該等開發關於另外優點來進一步開發本發明之概念。
在一種根據本發明之方法中，可提供該纖維-基質複合物作為一預浸體或纖維-基質半成品。在此等狀況下，可較大量地預製該等預浸體及/或半成品；可放棄該纖維-基質複合物之一個別現場預備，此情形係有利的。
亦可有利的是使該纖維-基質複合物之該提供已經包含提供一乾纖維材料及將該UV可固化基質材料引入至該纖維材料中之子步驟。以此方式，可(例如)在預備各別局部工作區域期間在塔底座處產生纖維-基質複合物。
該基質材料有利地為一UV可固化樹脂，特別是丙烯酸樹脂，特別是乙烯酯樹脂。較佳地，乙烯酯樹脂相比於普通環氧樹脂將展示較多的抗衝擊性及抗疲勞性。
較佳地，將使用某些光引發劑，或實情為將使用樹脂與光引發劑之某些特定平衡組合。
在該概念之一特別較佳進一步開發中，在一支撐膜上以一複合結構來提供該纖維材料，且當將該纖維-基質複合物塗覆至該局部工作區域上時移除該支撐膜。該支撐膜促進該纖維-基質複合物至該纖維-塑膠複合物上之該塗覆。特別較佳的是使該支撐膜具有一雙層，使得當將該纖維-基質複合物塗覆至該轉子葉片上時可自該纖維-基質複合物移除該支撐膜。
一旦已將該基質材料引入至該纖維材料，該纖維-基質複合物就較佳地具備UV保護物。此情形將避免原本將歸因於自然UV輻射而進行之一非想要固化。較佳地，應在該基質材料之固化開始之前移除該UV保護物。
藉由UV輻射進行的用於該基質材料之固化時間較佳地小於30分鐘。
較佳地，當將包含該纖維-塑膠複合物之該轉子葉片安裝至一風力發電設備時應用該方法。
包含該纖維-塑膠複合物之該轉子葉片亦可作為一單一組件而存在，例如，在工廠處進行修復或製造之狀況下。
在另一進一步開發中，該纖維-塑膠複合物係以塗覆於一原生層上之一系列浸樹脂層壓複合層及塗覆至該一系列浸樹脂層壓複合層之一或多個覆蓋層為特徵，該一或多個覆蓋層特別是一外部保護層，且預備包含覆蓋層及層壓層之移除，特別是磨蝕及/或去角，較佳地一直到該原生層。
較佳地，將藉由一UV燈來進行固化，其中一UV光源容納於該UV燈之一罩殼中，此罩殼被置放--特別是以一遮光方式--於該局部工作區域上。此處之優點為：可以一有目標方式局部地進行固化。
本發明之另一態樣為一種用於在一轉子葉片處固化一UV可固化 基質材料之UV燈，其包含位於一罩殼中之一UV光源。提供本發明提供使該罩殼在該轉子葉片處以一遮光方式可附接至一局部工作區域上。
在一個有利開發中，該UV燈係以一模製邊緣為特徵，且較佳地被覆蓋有一反射層。
在一第一變型中，該UV燈之其他有利進一步開發包含一罩殼，該罩殼係以由一罩殼邊緣界定之一平坦附接區段為特徵。在一第二變型中，該罩殼可以由一罩殼邊緣界定之一拱形附接區域為特徵。在一第三變型中，該罩殼可以由一罩殼邊緣界定之一撓曲附接區段為特徵。此等或其他附接區段允許以一準確配合且遮光之方式將該罩殼附接至該轉子葉片。
該罩殼之附接區段較佳地係經由可模組化地安裝至包含該UV光源之一基本罩殼部件之額外罩殼部件而實現，此等額外罩殼部件係以一平坦或拱形或撓曲附接區段為特徵。由於此等模組化額外罩殼部件，可取決於該工作區域而藉由使用不同額外部件在該轉子葉片之所有地方使用一個基本罩殼部件。
1‧‧‧纖維-基質複合物
2‧‧‧纖維材料
3‧‧‧UV可固化基質材料
4‧‧‧雙層支撐膜
5‧‧‧UV保護膜
10‧‧‧轉子葉片
15‧‧‧局部工作區域
20‧‧‧纖維-基質複合物
30‧‧‧UV燈
31‧‧‧UV光源
32‧‧‧基本罩殼部件
33‧‧‧額外罩殼部件
100‧‧‧風力發電設備
A-A‧‧‧位置
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
S6‧‧‧步驟
S7‧‧‧步驟
S8‧‧‧步驟
S9‧‧‧步驟
現在，下文將基於圖式來描述本發明之例示性實施例。圖式未必意欲按比例說明例示性實施例，但在圖式充當解釋的情況下，實情為以示意性及/或稍微扭曲之形式來呈現圖式。在此上下文中，必須考慮到，在無需偏離本發明之一般觀念的情況下，可進行關於實施例之形式及細節之各種各樣的修改及改變。在該描述、諸圖及申請專利範圍中揭示的本發明之特徵個別地以及以彼此之任何組合對於本發明之另外實施例而言可為必需的。此外，在該描述、諸圖及/或申請專利範圍中揭示之該等特徵中至少兩者之所有組合係在本發明之範疇內。本發明之一般觀念既不限於下文所展示及描述之較佳實施例之確 切形式或細節，又不限於與申請專利範圍中確證之主題相比將受到限制的主題。在尺寸值之指定範圍內，在指定極限內之值亦應被揭示且能夠被隨意地用作及確證為臨限值。可自較佳例示性實施例之以下描述以及自圖式推斷本發明之另外優點、特徵及細節；圖式以如下各者而展示：圖1：用於處理轉子葉片之纖維-塑膠複合物之方法之較佳實施例的流程圖；圖2：圖1之方法中使用之纖維-基質複合物之實施例的示意性呈現；圖3：在視圖(A)中示意性地展示之風力發電設備之轉子葉片處的在圖1之方法中按照視圖(B)而使用之UV燈之較佳實施例的示意性呈現。
圖1展示用於處理轉子葉片之纖維-塑膠複合物之方法的流程圖。最初，在步驟S1中提供纖維-塑膠複合物，其呈安裝至風力發電設備之轉子葉片形式，抑或呈單一組件形式。接著在步驟S2中預備待處理之區域。可與步驟S3至S7同時地執行步驟S1及S2。
步驟S3包含在支撐膜上提供纖維材料之選用步驟，支撐膜亦可為雙層。此後，以預浸體或纖維-基質半成品形式提供纖維-基質複合物(S4)，抑或首先提供乾纖維材料(S5)，在步驟S6中將UV可固化基質材料引入至乾纖維材料中。
在步驟S7中，可視情況將UV保護物塗覆至纖維-基質複合物上，例如，UV保護物呈UV保護膜形式。接著在步驟S8中將纖維-基質複合物塗覆至纖維-塑膠複合物上。若已在支撐膜上提供纖維-基質複合物，則自纖維-基質複合物部分地移除支撐膜，接著將纖維-基質複合物之現在已曝露區域塗覆至纖維-塑膠複合物之局部工作區域上。現 在將纖維-基質複合物固定至纖維-塑膠複合物。接著可移除剩餘支撐膜，且可將纖維-基質複合物逐漸地按壓至局部工作區域上。此情形允許均勻塗覆且避免氣穴。最後，在步驟S9中，藉由UV光來固化基質材料。較佳地，將藉由已以遮光方式施加至局部工作區域之UV燈來進行此固化。
圖2展示該方法中使用之纖維-基質複合物之較佳實施例的示意性呈現。此處，由纖維材料2及UV可固化基質材料3組成之纖維-基質複合物1已塗覆至雙層支撐膜4上，且藉由UV保護膜5而被保護免於自然UV輻射。當將纖維-基質複合物塗覆至纖維-塑膠複合物之局部工作區域上時，支撐膜為雙層之事實明顯地促進支撐膜之移除。
圖3為可在風力發電設備之轉子葉片處使用之UV燈之特定較佳實施例的示意性呈現。圖3A展示風力發電設備100；圖3B展示具有安裝於位置A-A中之UV燈之轉子葉片10之部分的剖視圖。為了處理轉子葉片10，較佳地使轉子葉片10到達6點鐘位置(虛線)。UV燈30已安裝於局部工作區域15上方，纖維-基質複合物20已經塗覆至局部工作區域15。UV燈30由以下各者組成：基本罩殼部件32，其含有UV光源31；及額外罩殼部件33，其--在此區域中--適應於轉子葉片之曲線以允許UV燈30之遮光安裝。憑藉此等額外罩殼部件，可在轉子葉片之所有區域中使用UV燈。

Claims (7)

  1. 一種用於在風力發電廠處現場處理風力發電廠之一轉子葉片之一纖維-塑膠複合物之方法，其包含以下步驟：在該轉子葉片處提供待處理之該纖維-塑膠複合物；在風力發電廠處現場於該轉子葉片上預備該纖維-塑膠複合物之一局部工作區域；提供包含一UV可固化基質材料及一纖維材料之一纖維-基質複合物；在風力發電廠處現場於該轉子葉片上將該纖維-基質複合物塗覆至該纖維-塑膠複合物之該局部工作區域上；及固化該基質材料，其中；在執行該等步驟的同時，該包含該纖維-塑膠複合物之該轉子葉片係安裝至該風力發電廠上；其特徵在於：該纖維-塑膠複合物係以塗覆於一原生層上之一系列浸樹脂層壓複合層及塗覆至該一系列浸樹脂層壓複合層之一或多個覆蓋層為特徵，該一或多個覆蓋層包含一外部保護層，且該預備步驟包含以磨蝕及/或去角移除覆蓋層及層壓層，惟該原生層除外；在一支撐膜上以一複合結構來提供該纖維材料，該支撐膜塗覆於該纖維-基質複合物下方，且該支撐膜為雙層，且當將該纖維-基質複合物塗覆至該局部工作區域上時移除該支撐膜；及一旦已將該基質材料引入至該纖維材料，該纖維-基質複合物就具備UV保護物，該UV保護物已塗覆於該纖維-基質複合物上方，且在該基質材料開始固化之前移除此UV保護物；及借助於UV輻射來進行該基質材料之該固化，其中藉由一UV燈來進行固化，其中一UV光源容納於該UV燈之一罩殼中，此罩殼以一遮光方式被置放於該局部工作區域上，其中該罩殼係以一模製邊緣為特徵且被覆蓋有一反射層，其中該罩殼係以由一罩殼邊緣界定之一平坦附接區段為特徵，及/或該罩殼係以由一罩殼邊緣界定之一拱形附接區段為特徵，及/或該罩殼係以由一罩殼邊緣界定之一撓曲多工附接區段為特徵，且該罩殼之附接區段係經由可模組化地安裝至包含該UV光源之一基本罩殼部件之額外罩殼部件而實現，此等額外罩殼部件係以一平坦或拱形或撓曲附接區段為特徵。
  2. 如請求項1之方法，其中提供該纖維-基質複合物作為一預浸體、纖維-基質半成品。
  3. 如請求項1之方法，其中該纖維-基質複合物之該提供包含提供一乾纖維材料及將該UV可固化基質材料引入至該纖維材料中之子步驟。
  4. 如請求項1或2之方法，其中該基質材料為一UV可固化丙烯酸樹脂，或乙烯酯樹脂。
  5. 如請求項1或2之方法，其中藉由UV輻射進行的用於該基質材料之固化時間小於30分鐘。
  6. 如請求項1或2之方法，其中在執行該等步驟的同時，包含該纖維-塑膠複合物之該轉子葉片係作為一單一組件而存在。
  7. 一種用於在風力發電廠處現場之根據請求項1至6中任一項之方法中之UV燈，以在一轉子葉片處固化一UV可固化基質材料，其包含位於一罩殼中之一UV光源，其中該罩殼在該轉子葉片處以一遮光方式可附接至一局部工作區域上，其中該罩殼係以一模製邊緣為特徵，且被覆蓋有一反射層，其中該罩殼係以由一罩殼邊緣界定之一平坦附接區段為特徵，及/或該罩殼係以由一罩殼邊緣界定之一拱形附接區段為特徵，及/或該罩殼係以由一罩殼邊緣界定之一撓曲多工附接區段為特徵，且該罩殼之附接區段係經由可模組化地安裝至包含該UV光源之一基本罩殼部件之額外罩殼部件而實現，此等額外罩殼部件係以一平坦或拱形或撓曲附接區段為特徵。
TW102142338A 2012-11-30 2013-11-20 用於處理一轉子葉片之一纖維-塑膠複合物，一複合結構形式之半成品及用於固化一ｕｖ可固化基質材料之ｕｖ燈之方法 TWI634983B (zh)

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