本发明涉及一种制造风力叶片的方法以及用所述方法制造的风力叶片。
背景技术：
1、风力涡轮机的叶片通常包括：根部，用于将叶片连接至轮毂；支撑框架，连接到根部；以及壳体，限定叶片的翼型并由支撑框架支撑。
2、风力涡轮机的叶片长度很大，在运行过程中会受到因风导致的很大应力。应力从壳体传递至被构造为抵抗应力的支撑框架。
3、如文献us2009/0136355 a1和us2010/0068065 a1中所示，支撑框架基本上包括横截面为矩形形状的管状翼梁。更详细地，管状翼梁包括彼此面对且设计成连接至壳体的两个平行板，以及彼此面对的两个平行腹板。在使用时，板直接与壳体接触，或者在某些情况下，板本身形成壳体和叶片轮廓的一部分，并承受弯曲力矩的应力，而腹板主要承受剪应力。
4、具体地，例如来自文献wo 2009/153341、wo 2009/153342和wo 2009/153343的已知生产技术涉及模制两个板和两个腹板，并且主要通过粘合将板和腹板连接在一起，以形成管状翼梁。
5、替代的生产方法涉及模制两个u形元件并通过粘合连接两个u形元件，如文献us2005/0214122中所示。
6、从现有技术中可以看出，叶片是使用多个步骤并通过多个组件制造的，其中一些组件粘合在一起，例如翼梁的板被粘合到壳体。这需要复杂的工艺、较长的生产时间，并且会引起损坏某些内部组件的危险，或者导致将各个组件粘合在一起的步骤的执行不顺利。
技术实现思路
1、本发明的一个目的是提供一种制造风力涡轮机叶片的方法，其减少了现有技术的缺点。
2、本发明的另一目的是提供一种制造风力涡轮机叶片的方法，其通过简单且成本较低的工艺获得耐负载叶片。
3、根据本发明，提供了一种用于制造根据所附权利要求之一的风力涡轮机的叶片的方法。
4、由于本发明，叶片制造工艺减少了制造所述叶片的时间和成本，还减少了叶片的结构重量和/或提高了所述叶片的应力抵抗能力。
5、另外，与现有技术相比，减少了叶片制造过程中产生的废料。
1.一种用于生产风力涡轮机的风力叶片的方法，其中叶片(1)沿着给定轴线(a)从叶片(1)的根部(2)延伸至尖端(3)；所述叶片包括复合材料，所述复合材料包括按照至少两个方向排列的单纤维，特别地，所述复合材料包括材料纤维；所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，流体注入步骤确定叶片部件(1)彼此之间的粘附，特别是所有叶片部件(1)之间的粘附，优选地，仅在确定各个部件的粘附的包含树脂的流体注入步骤期间发生所有叶片部件(1)彼此之间的粘附，优选地不发生叶片部件(1)彼此的其他结合步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于所生产的每个叶片(1)，注入步骤是单次的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括加热所述模具中的至少一个，优选地加热所述第一模具(100)、所述第三模具(130)和所述第二模具(102)之中的一个或多个的步骤。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述流体材料在室温下注入和/或预热后注入。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一模具(100)、所述第二模具(102)和所述第三模具(130)中的至少一个包括用于所述模具的加热系统，所述加热系统优选地包括嵌入模具主体中并被配置为将所述模具加热至所需温度的加热元件；特别地，嵌入在所述模具主体中的加热元件选自被配置为由温度在10度和100度之间的流体横穿的导管以及被配置为由电流横穿并通过焦耳效应加热的导电体组成的一组。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在所述纤维材料片(101)之间铺设以下一种或多种的步骤：优选地包括pvc或pet或轻木材料的芯元件(15)，芯材，由用于增加叶片结构(1)的刚度的碳纤维制成的预制元件，拉挤元件；后部元件(13)；和/或后壁(40)；特别地，元件中的一个或多个在注入步骤期间嵌入所述复合材料中，并且特别地在所有侧面上被所述纤维材料片(101)和包含树脂的流体材料覆盖。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一模具(100)和所述第三模具(130)之间的优选地气密密封的封闭容积(200)经由导管(400)和通道(300)与外部连通，包含树脂的流体材料通过所述导管(400)和所述通道(300)注入以浸渍纤维材料；所述第一模具(100)和所述第三模具(130)中的至少一个包括沿着侧部(100b、100c、130b、130c)中的至少一个形成的多个通道(300)；所述通道(300)与所述导管(400)连通并通过所述导管(400)供料；所述方法包括通过所述导管(400)和所述通道(300)用包含树脂的流体材料浸渍所述材料纤维的步骤；优选地所述通道(300)的数量与所述导管(400)的数量的比率等于10至100范围内的k值，优选为20、30、40、50、60；优选地，沿着内模具(102)的外表面(102a)形成由另外的导管供料的多个另外的通道；优选地，外模具(100、130)包括密封通道，所述内模具(102)的另外的导管经过所述密封通道从所述封闭容积(200)到达所述外模具(100、130)外部；优选地，所述方法包括以下步骤：通过另外的通道和另外的导管将液体材料注入到所述纤维材料片(101)中，优选地不使用真空密封袋。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括以下步骤：根据预定的堆叠顺序将所述多个纤维材料片(101)中的每个片铺设在所述第一模具(100)、所述第二模具(102)和所述第三模具(130)中的至少一个上；其中计算机处理器被配置为限定每个模具(100、102、130)的堆叠顺序和/或形状和尺寸和/或以下一项或多项的形状和尺寸：用于待生产的每个叶片的芯元件(15)、芯材、预制元件、拉挤元件、后部元件(13)和/或后壁(40)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述叶片(1)包括所述空腔(5)，并且其中所述根部(3)包括所述空腔(5)的开口；所述根部(3)中的开口具有一定的直径和/或一定的最小尺寸；每个第二模具(102)包括最大横向尺寸，特别是垂直于每个第二模具(102)长度的最大横向尺寸，所述最大横向尺寸小于在所述叶片(1)的根部(2)中形成的开口的直径和/或最小尺寸，特别地通过所述根部(2)的开口将所述叶片(1)的内部与所述叶片(1)的外部连接；所述方法包括在所述叶片(1)形成后通过所述叶片(1)的空腔将所述第二模具(102)抽出的步骤；优选地，所述第二模具(102)的数量大于1。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括以下步骤：沿位于所述叶片空腔(1)的开口处的叶片(1)的根部(2)的中空表面钻径向于轴线(a)的孔和平行于所述轴线(a)的孔，优选地径向孔被构造成容纳所述叶片(1)的根部(2)和风力涡轮机的轮毂之间的紧固件。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括以下步骤：在所述第一模具(100)和所述第三模具(130)之间铺设密封元件，以在所述第一模具(100)和所述第三模具(130)之间形成所述封闭容积(200)，所述密封元件优选地包括氯丁橡胶和/或丁基橡胶；特别地，铺设所述密封元件使得其被放置在所述第一模具(100)的侧部(100a、100c)和所述第三模具(130)的侧部(130a、130c)之间，特别地，其在一侧与所述第一模具(100)的侧部(100a、100c)接触，并且在另一侧与所述第三模具(130)的侧部(130a、130c)接触；被插入密封元件的侧部(100b、130b、100c、130c)限定封闭，所述封闭确保所述第一模具(100)和所述第三模具(130)之间的封闭容积(200)中的气密密封。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在不使用真空密封袋的情况下在所述封闭容积(200)中产生真空的步骤。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二模具(102)是刚性的，特别地使得所述第二模具(102)的容积和/或形状，优选为外部，在受到施加在所述第二模具(102)的外表面上的压力时不会变化；特别地，当压力，优选地小于2巴，特别地在1巴至2巴之间的范围，特别地从1.01巴至2巴，施加到所述第二模具(102)的外表面时，横向部分具有最大移动，特别是在所述压力作用的方向上，优选地小于5mm，特别地小于2mm，优选地小于1mm，特别地小于0.5mm；特别地，所述第二模具(102)无法弹性变形。
15.一种通过前述权利要求中任一项所述的方法制造的用于风力涡轮机的风力叶片。
16.一种用于风力涡轮机的风力叶片，包括尖端(3)和根部(2)并且沿着轴线(a)从所述根部(2)延伸至所述尖端(3)；叶片(1)包括由复合材料制成的单一结构，所述复合材料包括多个纤维材料(101)和包含树脂的硬化流体材料；所述硬化流体材料已经在单次注入步骤中被注入到多个材料纤维中，以便形成单一结构，从而限定单一整体。
17.根据权利要求16所述的风力叶片，包括一个或多个元件：一个或多个芯元件(15)；一个或多个芯材；一个或多个预制元件；拉挤元件；后部元件(13)；后壁(40)；以及一个或多个腹板(6)；其中所述一个或多个元件嵌入所述复合材料中，特别地，所述一个或多个元件在所有侧面上被至少一个纤维片和包含树脂的硬化流体材料包围；优选地，所述一个或多个元件由多孔材料制成并且用包含树脂的硬化流体材料浸渍。
