具有避雷保護(hù)的風(fēng)輪機(jī)葉片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及一種用于風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片，以及涉及制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及包括實(shí)心金屬尖的風(fēng)輪機(jī)葉片，該實(shí)心金屬尖在結(jié)合至葉片的剩余部分之前形成為分離件。
【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)心金屬尖(SMT)典型地集成至風(fēng)輪機(jī)葉片中以解決雷擊的問(wèn)題。SMT充當(dāng)接閃器，接閃器接收閃電并經(jīng)由在葉片、機(jī)艙以及風(fēng)輪機(jī)的塔內(nèi)部延伸的導(dǎo)體將其排放至地電勢(shì)。SMT因此允許閃電被安全地排放以及最小化雷擊對(duì)風(fēng)輪機(jī)的破壞的風(fēng)險(xiǎn)。
[0003]為了將本發(fā)明置于背景中并為了解釋現(xiàn)有技術(shù)存在的特定問(wèn)題，將首先以示例的方式參考附圖中圖1至圖3，其中:
[0004]圖1是包括SMT的風(fēng)輪機(jī)葉片的立體圖；
[0005]圖2是半模的尖區(qū)域的局部立體圖，該半模形成了用于制造圖1的風(fēng)輪機(jī)葉片的模具組件的部分；
[0006]圖3A和圖3B圖示了使用圖2的半模制造風(fēng)輪機(jī)葉片的公知方法；以及
[0007]圖3C圖示了使用在圖3A和3B中的方法中的模具組件的前突不對(duì)準(zhǔn)的效應(yīng)。
[0008]圖1是包括充當(dāng)接閃器的SMT12的典型風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片10的立體圖。在SMT12之夕卜，葉片10還包括由兩個(gè)半殼制備的外殼14，兩個(gè)半殼即第一半殼16和第二半殼18。半殼16、18是由玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GRP)模制的層壓結(jié)構(gòu)。閃電引下線線纜13布置在葉片10內(nèi)并且連接至SMT12，并且將閃電電流從葉片的尖部傳遞至葉片的根部以及傳遞至地電勢(shì)。半殼16、18典型地在分離的半模中模制，諸如在圖2部分示出的半模20。
[0009]為了形成半殼16、18，首先將其部件層鋪放在半模20中。將呈干玻璃纖維布形式的外皮放置在半模20的模具表面22上。然后將結(jié)構(gòu)層鋪放在外皮上，然后將呈干玻璃纖維布形式的內(nèi)皮放置在結(jié)構(gòu)層之上。半殼16、18被鋪放成延伸至距半模20的尖部24很短的距離，使得半殼16、18的尖部區(qū)域被截?cái)嘁蕴峁┯糜赟MT12的空間。
[0010]接下來(lái)，用密封袋覆蓋半殼16、18的部件以形成封裝所有部件的抽空室。該室被排空，液體樹(shù)脂的供給被連接至該室，以及將樹(shù)脂引入半模20。樹(shù)脂注入各部件之間，然后該組件經(jīng)歷固化周期以硬化樹(shù)脂。將理解的是，可以使用預(yù)浸復(fù)合材料代替干式材料，從而避免樹(shù)脂注入步驟。
[0011]參考圖3A，一旦每個(gè)半殼16、18都已被模制，就將SMT12布置于兩個(gè)半模20中的一個(gè)半模的尖部24的適當(dāng)位置，并且例如依靠粘著劑集成至相關(guān)的半殼16。最終，通過(guò)關(guān)閉模具將兩個(gè)半殼16、18合在一起，如圖3B所示，半殼16、18被黏合于一起以形成完整的葉片10。
[0012]雖然這種方法提供了將SMT12與風(fēng)輪機(jī)葉片10集成的簡(jiǎn)單方式，但是當(dāng)模具關(guān)閉時(shí)如果在兩個(gè)半模20之間存在任何不對(duì)準(zhǔn)的話，會(huì)產(chǎn)生若干問(wèn)題。如果半模20不正確地對(duì)準(zhǔn)，如圖3C所示，則上半模20a和上半殼18將不能正確地相對(duì)于SMT定位。
[0013]例如，如果上半模20a位于下半模20b的后面，則模具呈現(xiàn)所謂的“前突”，如圖3C所示。在該情況下，當(dāng)模具關(guān)閉時(shí)，上半模20a會(huì)與SMT12抵觸。在極端情況下，這能夠破壞SMT12，或者甚至導(dǎo)致SMT12從下半殼16斷開(kāi)。
[0014]即使SMT12不被破壞，抵觸也能夠阻止上半模20a正確地降低到位，而是在上半殼16和下半殼18之間留下不可接受的間隙26以及在上半殼18和SMT12之間留下另一間隙28。這是特別有問(wèn)題的，因?yàn)樯习霘?6和下半殼18之間的間隙26導(dǎo)致半殼16、18之間的接觸不充分，這會(huì)最終損害殼16、18之間的黏合強(qiáng)度以及葉片10的結(jié)構(gòu)完整性。
[0015]這種抵觸還能夠引起模具本身的破壞。例如，可以破壞模具的平滑的內(nèi)表面，這對(duì)于模具之后的使用是有問(wèn)題的。
[0016]僅僅幾毫米的不對(duì)準(zhǔn)就足夠引起上述抵觸?，F(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)葉片的長(zhǎng)度可超過(guò)八十米，將理解的是，當(dāng)制造這種尺寸的葉片時(shí)，很難避免不對(duì)準(zhǔn)。尤其是，難以同時(shí)在葉片根部和葉片尖部都實(shí)現(xiàn)精確的對(duì)準(zhǔn)。因而，根部處的對(duì)準(zhǔn)對(duì)于制造處理來(lái)說(shuō)是很關(guān)鍵的，半殼在尖部處的對(duì)準(zhǔn)特別難，從而上述問(wèn)題特別普遍。
[0017]本發(fā)明的目的是減輕或者克服該問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]在該背景下，本發(fā)明的第一方案是制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，該方法包括:提供具有第一和第二半模的模具組件，每個(gè)半模包括模具表面，模具組件具有打開(kāi)位置以及關(guān)閉位置，在打開(kāi)位置半模間隔開(kāi)，在關(guān)閉位置半模被合在一起；當(dāng)模具組件處于打開(kāi)位置時(shí)將在第一半模中制造風(fēng)輪機(jī)葉片的第一半殼，并將在第二半模中制造風(fēng)輪機(jī)葉片的第二半殼，每個(gè)半殼均包括復(fù)合材料；將第一半殼與金屬接閃器部件集成；將模具組件配置使得當(dāng)模具組件在關(guān)閉位置時(shí)在第二半模的模具表面和金屬接閃器部件之間限定凈空區(qū)域，使得基本避免第二半模和金屬接閃器部件之間的接觸；關(guān)閉模具組件；以及將第一和第二半殼黏合在一起。
[0019]本發(fā)明提供了一種制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，其中基本避免第二半模的模具表面和金屬接閃器部件之間的接觸。以此方式，顯著減低或者避免在半模不對(duì)準(zhǔn)的情況下第二半模與金屬接閃器部件抵觸的風(fēng)險(xiǎn)。這又降低了對(duì)金屬接閃器部件破壞的風(fēng)險(xiǎn)，并降低了半殼之間的不充分接觸的風(fēng)險(xiǎn)。
[0020]當(dāng)執(zhí)行該方法的這些步驟時(shí)，為了防止金屬接閃器部件的移動(dòng)，該方法可以進(jìn)一步包括在關(guān)閉模具組件期間保持金屬接閃器部件相對(duì)于第一半殼處于適當(dāng)位置。優(yōu)選地，利用呈夾具形式的支撐件將金屬接閃器部件保持處于適當(dāng)位置。
[0021]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括配置模具組件，使得當(dāng)模具組件處于關(guān)閉位置中時(shí)，所述凈空區(qū)域還限定在第一半模的模具表面和金屬接閃器部件之間。
[0022]為了提供凈空區(qū)域，可以截?cái)嗟诙肽５亩瞬繀^(qū)域，使得當(dāng)模具組件處于關(guān)閉位置中時(shí)，金屬接閃器部件從第二半模的被截?cái)嗟亩瞬繀^(qū)域伸出。
[0023]可以截?cái)嗟谝话肽５亩瞬繀^(qū)域，使得當(dāng)模具組件處于關(guān)閉位置中時(shí)，金屬接閃器部件從第一半模的被截?cái)嗟亩瞬繀^(qū)域伸出。
[0024]優(yōu)選地，將金屬接閃器與第一半殼集成的步驟包括將金屬接閃器部件黏結(jié)至第一半殼。
[0025]為了避免金屬接閃器部件在已經(jīng)與第一半殼集成之后的移動(dòng)，關(guān)閉模具組件的步驟可以包括相對(duì)于第一半模移動(dòng)第二半模。優(yōu)選地，關(guān)閉模具組件的步驟包括將第二半模布置在第一半模的頂部。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，制造第一半殼的步驟包含固化處理，并且將金屬接閃器部件與第一半殼集成的步驟發(fā)生在固化處理之后。這允許在金屬接閃器部件的集成之前完全形成第一半殼°
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，金屬接閃器部件可以是金屬葉片尖部本身。在可替換實(shí)施例中，金屬葉片尖部連接至金屬接閃器部件。在該實(shí)施例中，充當(dāng)接閃器的葉片尖部組裝至金屬接閃器部件上。當(dāng)模具組件處于關(guān)閉位置中時(shí)限定在第二半模的模具表面和金屬葉片尖部之間的凈空區(qū)域可以超過(guò)大部分金屬葉片尖部。
[0028]為了提供模具組件持續(xù)的適應(yīng)性，第一和第二半模中的一個(gè)或者兩個(gè)可以包括可拆卸尖部部分，該方法可以包括通過(guò)在關(guān)閉模具組件之前移除該尖部部分或者每個(gè)尖部部分來(lái)截?cái)嘣摪肽；蛘呙總€(gè)半模。
[0029]根據(jù)第二方案，本發(fā)明是用于風(fēng)輪機(jī)葉片的模具組件，該模具組件包括用于模制風(fēng)輪機(jī)葉片的第一半殼的第一半模和用于模制風(fēng)輪機(jī)葉片的第二半殼的第二半模，每個(gè)半殼均包