专利名称：制造风力机转子叶片的方法
技术领域：
本发明大体上涉及风力机，确切地说，涉及制造风力机转子叶片的方法。
背景技术：
风能被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，在这一方面，风力机已获得广泛关注。现代风力机通常包括塔筒、发电机、齿轮箱、机舱以及一片或多片转子叶片。转子叶片使用已知的翼原理捕获风的动能并通过转动能传输动能，以转动将转子叶片连接到齿轮箱的轴，或者，如果未使用齿轮箱，则转动将转子叶片直接连接到发电机的轴。之后，发电机将机械能转化成电能，从而输送到公用设施电网中。在制造转子叶片的过程中，通常必需使用一些专用工具和/或模具。例如，通常会使用大型模具形成传统转子叶片的叶片半部，这些大型模具是针对要生产的转子叶片的特定尺寸和形状而定制的。因此，必须针对要生产的每片转子叶片的尺寸和形状购买或制作新模具，这样就大大增加了转子叶片的生产成本。此外，形成转子叶片的叶片半部的传统方法通常包括使用敷层工艺，在此工艺中，需要将强化材料层手工放置在定制模具中。该过程非常复杂，且大大增加了生产转子叶片所需的时间。因此，有必要改进风力机转子叶片的制造方法，以降低生产成本并提高转子叶片的生产速度。
发明内容
本发明的各方面内容和优点将在以下说明中部分地进行阐明，或者，可能是说明中显而易见的，或者，可以通过实践本发明推导出。一方面，本发明公开一种制造风力机转子叶片的方法。所述方法通常包括提供至少部分由填充材料构成的叶片坯体，定形叶片坯体以形成转子叶片的廓线，以及围绕已定形的叶片坯体的外围定位外罩层。另一方面，本发明公开一种风力机的转子叶片。所述转子叶片通常包括支撑组件， 所述支撑组件至少部分在转子叶片的叶根和叶尖之间延伸。所述转子叶片还包括外罩层， 所述外罩层构成转子叶片的外表面。此外，填充材料可填充在支撑组件和外罩层之间，并可构成转子叶片的廓线。所述转子叶片进一步包括，至少部分在所述转子叶片的叶根和叶尖之间延伸的多个支撑组件。所述转子叶片经配置以用作原型转子叶片。其中，所述填充材料包括低密度材料。所述填充材料经配置以占据所述转子叶片的内部容积的85%以上。参考以下具体说明和所附权利要求书可以更深入地了解本发明的这些以及其他特征、方面和优点。并入本说明书内、并构成本说明书的一部分的附图，说明了本发明的各个实施例， 且与具体说明一起用于解释本发明的原理。
本说明书参考附图，针对所属领域一般技术人员，完整且可实现地详细公开了本发明，包括其最佳模式，其中图1所示为传统风力机的透视图；图2所示为传统转子叶片的透视图；图3所示为根据本发明各方面的一种制造转子叶片的方法一项实施例的流程图；图4所示为根据本发明各方面所制造的转子叶片的一项实施例的翼展向截面图；图5所示为图4所示的转子叶片的翼弦向截面图；图6所示为适用于制造图4所示的转子叶片的叶片坯体的截面图；图7所示为根据本发明各方面的图6所示的叶片坯体定形后的截面图；图8所示为根据本发明各方面所制造的转子叶片的另一项实施例的翼展向截面图；图9所示为图8所示的转子叶片的翼弦向截面图；图10所示为适用于制造图8所示的转子叶片的叶片坯体的截面图；以及，图11所示为根据本发明各方面的图10所示的叶片坯体定形后的截面图。元件符号列表
权利要求
1.一种制造风力机(10)的转子叶片O00)的方法，所述方法包括提供叶片坯体032)，所述叶片坯体(232)至少部分由填充材料(208)构成；定形所述叶片坯体032)以构成所述转子叶片(200)的廓线；以及围绕所述已定形的叶片坯体032)的外围定位外罩层002)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填充材料(208)包括低密度材料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述低密度材料包括泡沫材料。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括组装多个填充材料段(238)和多个支撑组件OlO)以构成所述叶片坯体032)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个支撑组件(210)由薄板复合材料构成。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个支撑组件(210)均设有实质上在所述转子叶片(200)的压力侧(24)和吸入侧(26)之间延伸的高度(228) 0
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括，围绕支撑组件(210)定位所述叶片坯体(232)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括，将所述支撑组件(210)与所述转子叶片(200)的端板(350)连接，且所述端板(350)经配置以与所述风力机(10)的轮毂(18)连接。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括，直接在所述叶片坯体032) 的根端O40)上构成叶根套管016)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述叶根套管016)由薄板复合材料构成。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括，叶根套管(216)经配置以与所述风力机(10)的轮毂(1 连接。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，定形所述叶片坯体032)以构成所述转子叶片(200)的所述廓线包括清除所述填充材料O08)的部分以构成所述转子叶片O00) 的气动廓线。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述填充材料(208)的所述部分会使用机加工工艺进行清除。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外罩层(202)的外表面(204)构成所述转子叶片O00)的外表面。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外罩层(20 包括薄板复合材料。
全文摘要
本发明涉及一种制造风力机转子叶片的方法以及一种根据所述方法制造的转子叶片。所述方法一般包括提供至少部分由填充材料构成的叶片坯体，定形所述叶片坯体以构成所述转子叶片的廓线，以及围绕所述已定形的叶片坯体的外围定位外罩层。
文档编号F03D1/06GK102536638SQ20111043658
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月13日 优先权日2010年12月13日
发明者J·R·托宾 申请人:通用电气公司