制造风力涡轮机叶片的方法与流程

1.本发明涉及一种导致较少的制造缺陷的制造风力涡轮机叶片的方法，其使用两步骤固化过程和包括抑制剂的树脂流动介质。第一固化步骤形成外壳体部分，随后第二固化步骤形成负荷承载结构，其中第二固化步骤利用涂覆有固化抑制剂的树脂流动介质。


背景技术：

2.现代风力涡轮机的转子叶片通过使用为最大化效率而创建的复杂叶片设计来捕获动力风能。风力涡轮机发展中的主要趋势是在大小上的增加以降低能量的杠杆成本。存在对于可以在长度上超过80米且在宽度上超过4米的大型风力叶片的增加的需求。叶片通常由纤维增强聚合物材料制成并且包括压力侧壳体半部和吸力侧壳体半部。典型叶片的横截面轮廓包括用于产生空气流的翼型，该空气流导致两侧之间的压力差。所得到的升力生成用于产生电的扭矩。
3.风力涡轮机叶片的壳体半部通常使用叶片模具制造。首先，将叶片凝胶涂层或底漆施加到模具。接着，将纤维增强物和/或织物放置到模具中，随后进行树脂灌注。所得到的壳体半部通过基本上沿着叶片的弦平面胶合或螺栓连接在一起而组装。在大多数情况下，风力涡轮机转子叶片以大型部分制成，例如，作为具有负荷承载箱（翼梁）或内部腹板的两个空气动力学壳体，其然后被结合在一起。
4.真空灌注或vartm（真空辅助树脂转移模制）是一种方法，其通常被采用以用于制造复合结构，诸如包括纤维增强基质材料的风力涡轮机叶片。在制造过程期间，液体聚合物（也称为树脂）被填充到模具腔体中，在该模具腔体中已经布置纤维材料，并且在该处在该模具腔体中生成真空，由此吸入聚合物。聚合物能够是热固性塑料或热塑性塑料。通常，均匀分布的纤维被层置在第一刚性模具部分中，该纤维是粗纱，即布置在垫、由单个纤维制成的毛毡垫或单向垫或编织垫（即由纤维粗纱制成的多向垫）等中的纤维的束。为了形成于根部厚并且朝向尖端逐渐变得较薄的层压体，大多数层体仅部分地从根部朝向尖端延续。接着将通常由弹性真空袋制成的第二模具部分放置在纤维材料的顶部上并抵靠第一模具部分密封，以便生成模具腔体。通过在第一模具部分和真空袋之间的模具腔体中生成真空，通常为总绝对真空的80%至95%，液体聚合物能够被吸入并用在此包含的纤维材料填充模具腔体。
5.树脂转移模制（rtm）是另一种制造方法，其类似于vartm。在rtm中，由于在模具腔体中生成的真空，液体树脂不被吸入到模具腔体中。替代地，液体树脂经由入口侧处的过压力而被迫进入到模具腔体中。目前，真空辅助树脂转移模制（vartm）是用于风力涡轮机转子叶片的制造的最常见的制造方法。
6.当生产大型叶片时，主层压体成比例地变得更大，另外就其总体积而言也是如此。由于这样的部分通常具有朝向其边缘的相对低的厚度，这可能在固化期间导致问题。特别地，这可能导致在主层压体内在固化温度上的不期望的差异。元件的较薄部分可能不接收显著的放热热量，因此不像增强元件的较厚的中央部分那样多地变热。这可能导致在部分
内的制造缺陷，因为固化过程期间的收缩的程度和时间可能在空间上变化，即较厚部分中的收缩的程度和时间可能与边缘区部中的收缩的程度和时间不同。因此，由于固化的树脂的体积收缩，在固化期间可能出现制造缺陷。这对于苯乙烯基树脂（诸如混合有苯乙烯的不饱和聚酯树脂）尤其是一个问题，该苯乙烯基树脂经历显著的体积收缩。在固化和脱模之后，收缩将如层压体中的变形、内部应力或破裂那样明显。此外，避免在双弯曲区域处和具有未润湿的纤维的区域（其中气泡能够被夹在结合线中）处的褶皱的形成可能是一个挑战。主要问题还可以是这些损坏模式中的许多不容易检测，因为损坏不一定源自外部表面并且可能是不可见的。这些缺陷可能对叶片的总空气动力学性能有害，因为翼型轮廓受到外壳体几何形状的影响。此外，缺陷还影响叶片的总强度和预期寿命。因此，在制造之后，叶片经受质量控制并且制造缺陷被修复，因为大型叶片代表材料上的大的价值。因此，增加叶片大小意指丢弃具有制造缺陷的叶片变得越来越没有吸引力。因此，期望用于较大型叶片的制造的改进方法以消除在固化期间可能出现的缺陷中的一些缺陷。
7.因此，本发明的第一方面涉及一种制造风力涡轮机叶片或其部分的方法，其导致较少的制造缺陷，特别地，本发明的一个目的是消除制造缺陷，诸如由两步骤灌注过程中的第二固化步骤中的树脂的体积收缩引起的内部应力和分层。更特别地，本发明的一个目的是推迟负荷承载结构到外壳体部分的粘附，直到负荷承载结构已经得到其自然几何形状。
8.本发明的另一个目的是提供一种制造风力涡轮机叶片的方法，该方法有成本效益且灵活。


技术实现要素：

9.本发明人已经发现，所述目的中的一个或多个可以通过一种制造风力涡轮机叶片的方法来实现，该叶片具有成轮廓外形，该成轮廓外形包括压力侧和吸力侧以及前边缘和后边缘，前边缘和后边缘具有弦，该弦具有在前边缘和后边缘之间延伸的弦长度，风力涡轮机叶片在翼展方向上在根部端部和尖端端部之间延伸，所述方法包括：
‑
提供模具（66），
‑
在模具中布置一个或多个层的纤维材料的第一集合以用于提供外壳体部分（70），
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用能够固化的树脂注入一个或多个层的纤维材料的第一集合，以及
‑
固化树脂以获得外壳体部分（70），
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在外壳体部分（70）的至少部分的顶部上布置树脂流动介质（76），随后布置一个或多个层的纤维材料的第二集合，以用于形成负荷承载结构（74），
‑
用能够固化的树脂注入树脂流动介质（76）和一个或多个层的纤维材料的第二集合以用于形成负荷承载结构（74），以及
‑
固化树脂以将外壳体部分（70）粘附到负荷承载结构（74）以获得风力涡轮机叶片的壳体半部其中树脂流动介质（76）包括固化抑制剂。
10.发明人已经惊讶地发现，通过使用树脂流动介质能够消除或减少来自第二固化过程（即负荷承载结构的固化）的缺陷，该树脂流动介质包括延迟在外壳体部分和负荷承载结构之间的接口中的固化的化学固化抑制剂。这导致负荷承载结构（即主层压体）的不受约束
的固化过程，从而消除固化的层压体中的应力破裂和内部应力，并且因此使层压体处于新的自然的固化几何形状中。由于在包括涂覆有固化抑制剂的树脂流动介质的层中的延迟的固化，在大部分的负荷承载结构已经固化并得到其最终几何形状之后，其然后粘附到外壳体。换句话说，原始几何形状和固化几何形状之间的偏差被吸收在树脂流动介质中，该树脂流动介质最后固化以粘附到外壳体部分。
11.由于树脂的固化是放热过程（即释放热量），较厚部分在固化期间倾向于达到较高的温度，这进一步加速了这些部分中的固化。这导致不均匀的固化和制造缺陷，因为固化过程期间的收缩的程度和时间可能在空间上变化，即较厚部分中的收缩的程度和时间可能与边缘区部中的收缩的程度和时间不同。因此，可能期望的是，与如在边缘中得到的较薄部分相比，在层压体的较厚部分附近更多地抑制固化。因此，取决于负荷承载结构的尺寸，可以将固化抑制剂施加到树脂流动介质，使得其覆盖表面（在该表面中固化的抑制是期望的）的全部或仅部分。因此，在本发明的优选的实施例中，固化抑制剂覆盖树脂流动介质的表面的至少第一部分。在一些情况下，与负荷承载结构的较厚部分相比，负荷承载结构的较薄部分（例如边缘）可能以不期望的慢速率固化。甚至当在负荷承载结构相对厚的区域处将固化抑制剂施加到树脂流动介质时，也可能是这种情况。这导致叶片的延长的制造时间（即，模具的增加的再循环时间）。在这样的情况下，树脂流动介质的边缘包括固化促进剂可能是有益的。因此，在本发明的另一个实施例中，树脂流动介质还包括固化促进剂。由此得知，固化抑制剂和固化促进剂的混合可以使它们各自的效果均衡。因此，通常树脂流动介质的不同部分仅涂覆有它们中的任一个。因此，在本发明的另一个实施例中，固化促进剂覆盖树脂流动介质的表面的至少第二部分，其不同于覆盖有固化抑制剂的树脂流动介质的表面的第一部分。
12.模具可以包括基本上对应于风力涡轮机叶片壳体半部的外壳体部分的模制表面。通常，在模具中布置一个或多个层的纤维材料以用于提供外壳体的步骤包括将若干层的纤维材料连续地铺设到模具的模制表面上。纤维材料可以包括玻璃纤维、碳纤维或混合纤维（即其组合）。在该方法的优选的实施例中，将玻璃纤维材料（诸如多个层的玻璃纤维材料）放置到模具中，以用于提供外壳体部分（即蒙皮元件）。在纤维铺设之前或期间，可以可选地使纤维材料与接合剂进行接触。纤维铺设过程可以涉及将多个纤维或纤维层基本上单向地对准。在一个实施例中，纤维材料可以包括纤维粗纱，诸如玻璃纤维粗纱。铺设过程可以包括将多个单粗纱束放置到模具中，该粗纱束优选地被单向对准。
13.接下来，用能够固化的树脂注入一个或多个层的纤维材料。根据本发明使用的树脂可以是热固性或热塑性树脂，优选为热固性树脂。在本发明的实施例中，热固性树脂选自酯基树脂，诸如不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或氨基甲酸乙酯（甲基）丙烯酸酯树脂。在另一个实施例中，树脂可以是热塑性树脂，诸如尼龙、pvc、abs、聚丙烯或聚乙烯。在优选的实施例中，树脂包括聚酯，诸如不饱和聚酯。不饱和聚酯树脂可由在有机过氧化物分解时形成的游离的自由基固化。分解引发一反应，通过该反应不饱和聚酯分子与苯乙烯聚合形成三维结构。
14.树脂可以在树脂灌注之前与固化引发剂（即自由基引发剂）混合，诸如过氧化物或偶氮化合物。优选使用过氧化物，并且然后在有或没有来自例如加热覆层的外部加热的情况下固化树脂。在本发明的优选的实施例中，树脂的固化在没有外部加热的情况下执行。
15.通常，过氧化物选自由以下各项组成的群组：过氧化氢或其盐；有机过氧化物或其盐，诸如叔丁基氢过氧化物、甲基乙基酮过氧化物（mekp）或过氧化苯甲酰；过氧酸或其盐，诸如过一硫酸、过二硫酸、过硫酸钾、过硫酸铵或过乙酸。优选地，过氧化物是甲基乙基酮。合适的偶氮化合物可以选自由aibn或abcn组成的群组。自由基引发剂可以自发地分解成引发固化过程（即树脂的聚合）的游离的自由基，或者可以使用热、光或一种或多种固化促进剂来加速自由基引发剂的分解。有利地，当不施加外部加热时，可以使用氧化还原体系（即促进剂和引发剂）。这样的氧化还原体系可以包括氧化剂，诸如过氧化物（自由基引发剂）和通过单电子转移作用为还原剂（即作为固化促进剂）的可溶性过渡金属离子。因此，固化促进剂优选地增加氧化剂在较低温度下（诸如在环境温度下）的活性，从而增强游离的自由基的生成和树脂的固化速率。
16.一旦外壳体固化，通过将包括固化抑制剂的树脂流动介质与一个或多个层的纤维材料布置在一起而引发第二步骤，以获得负荷承载结构。在优选的实施例中，负荷承载结构是用于支撑一个或多个抗剪腹板的风力涡轮机叶片的主层压体或翼梁帽。主层压体通常形成为纤维插入件，其包括多个纤维增强物层，例如在20至50层之间。
17.树脂流动介质有利地有助于在真空辅助灌注过程期间树脂的输送（即填充模具）。在本发明的实施例中，树脂流动介质是流动织物，诸如聚合材料的网状物或具有开放网状物的纤维垫。通常，树脂流动介质包括玻璃纤维、碳纤维或包括碳纤维和玻璃纤维的混合垫，或者由玻璃纤维、碳纤维或包括碳纤维和玻璃纤维的混合垫制成。在将树脂流动介质在外壳体部分（即蒙皮元件）的至少部分的顶部上布置在模具中之前或在已经将其放置在模具中之后，可以用固化抑制剂和可选地固化促进剂涂覆该树脂流动介质。在优选的实施例中，在将树脂流动介质布置在外壳体部分的至少部分的顶部上的步骤之前，用固化抑制剂和可选地固化促进剂涂覆树脂流动介质。替代地，树脂流动介质的纤维材料可以与固化抑制剂和可选地固化促进剂接触、被干燥并储存以供以后使用。
18.本领域技术人员熟悉广泛范围的固化抑制剂和促进剂。通常，固化促进剂包括金属盐或金属络合物。本发明的固化促进剂可包括诸如锂、钙、铜、钒、锆、钛、锌、铁、钠、钾、镁、锰、钡和钴之类的金属的一种或多种盐或络合物。对盐中的金属的典型抗衡离子可包括但不限于一元或二元羧酸、卤化物、氢氧化物、硫酸盐或硝酸盐。金属络合物中的典型配体可包括但不限于卤化物、膦（例如三苯基膦）、一元或二元羧酸、胺（例如乙二胺、2,2
‑
联吡啶、吡啶）、硝酸盐、氢氧化物、一氧化碳或其混合物。根据本发明的优选固化促进剂可包括过渡金属盐或络合物。在一些实施例中，在使树脂流动介质与固化促进剂接触之前，可将固化促进剂预混合以形成金属络合物。在其他实施例中，固化促进剂的各个组分可分开地与树脂流动介质接触以在原处形成金属络合物。在优选的实施例中，固化促进剂包括能够作用为还原剂的过渡金属，诸如钴、锰、铁、铜或其混合物。在更优选的实施例中，固化促进剂包括一种或多种有机钴盐和/或一种或多种胺，诸如叔胺。已知叔胺有助于诸如过氧化苯甲酰之类的过氧化物分解成自由基。因此，固化促进剂和自由基引发剂可以起到氧化还原体系的作用，该氧化还原体系促进在较低温度下游离的自由基的形成，使得固化促进剂加速树脂的固化。有用的固化体系包括但不限于与诸如有机钴盐之类的含钴化合物组合的甲基乙基酮、环己酮或乙酰丙酮过氧化物，或与一种或多种叔胺组合的过氧化二苯甲酰。
19.固化抑制剂将有利地使树脂的固化减速。固化抑制剂选自初级抗氧化剂（即自由
基清除剂）、二级抗氧化剂（氢过氧化物清除剂）或其混合物。在一些情况下，固化抑制剂可作用为初级抗氧化剂和二级抗氧化剂两者。通常，初级抗氧化剂与过氧自由基反应，然而在缺氧条件下（例如在制造中），高反应性烷基自由基的寿命能够足够长以被清除（通过夺氢形成较低反应性自由基或通过两个自由基之间的终止（termination））。初级抗氧化剂包括但不限于受阻胺（例如四甲基哌啶或其类似物）、仲芳胺、硝酰基自由基（例如tempo和tempol）、羟胺（例如tempoh）和诸如丁基化羟基甲苯（bht）之类的酚类抗氧化剂或其类似物。二级抗氧化剂可包括但不限于有机磷化合物（例如膦或亚磷酸盐）、硫醚、硫醇、羟胺或胺（其能够将所形成的有机氢过氧化物或自由基引发剂（例如过氧化氢或过氧酸）还原进而被氧化）。在优选的实施例中，固化抑制剂是bht或其类似物。诸如bht之类的初级抗氧化剂最初通过夺氢形成稳定的自由基，其可以进一步与另外的自由基反应以形成非自由基产物。大多数的酚类抗氧化剂在第2位和第6位上包含两个叔丁群组；这些群组能够屏蔽形成的苯氧基自由基（空间位阻）并防止新的氧化循环的引发。因此，固化抑制剂起到中和在树脂混合物中形成的自由基（过氧基和碳为中心）的作用，并且从而防止或终止聚合物的传播（即固化）。因此，本发明中使用的固化抑制剂适合于在固化期间依赖于自由基化学的任何树脂混合物。
20.聚酯树脂最通常被添加苯乙烯作为添加剂以降低粘度并使树脂更容易处理（诸如在真空辅助灌注期间）。除了降低粘度之外，苯乙烯还促进聚酯的链的交联。树脂固化期间的体积收缩通常在初始树脂体积的2
‑
10%的范围内，并且对于苯乙烯基树脂通常更明显。因此，由于这些树脂中的增加的体积收缩，更有可能出现制造缺陷。因此，在本发明的优选的实施例中，该方法应用于抑制在苯乙烯基树脂或（诸如包括苯乙烯的不饱和聚酯的）聚酯基树脂中的固化。
21.本发明的第二方面涉及包括固化抑制剂的树脂流动介质，以用于根据第一方面的方法中。树脂流动介质包括顶部表面和底部表面，具有由中央区部和两个相对的外边缘组成的横截面。在本发明的优选的实施例中，树脂流动介质是流动织物，诸如聚合材料的网状物或具有开放网状物的纤维垫。通常，树脂流动介质由玻璃纤维、碳纤维或包括碳纤维和玻璃纤维的混合垫制成。
22.树脂流动介质可以是单个纤维垫，或者可以包括一个或多个层的纤维（例如，在彼此的顶部上的一个或多个垫），这取决于期望的厚度。因此，树脂流动介质的厚度可以取决于例如主层压体的尺寸和/或制造中使用的树脂的粘度而变化。通常，树脂流动介质的厚度在从1.0
‑
16 mm的范围内，诸如1.5
‑
12 mm，优选为2.0
‑
8.0 mm，更优选为2.5
‑
6.0 mm，最优选为3.0
‑
4.0 mm。树脂流动介质可以跨整个表面具有均匀的厚度，或者树脂流动介质的厚度可以跨树脂流动介质在空间上变化（例如，使得中央部分区部较厚并且外边缘较薄）。
23.在本发明的实施例中，树脂流动介质可以被涂覆，使得固化抑制剂遍及整个树脂流动介质均匀地分布。在另一个实施例中，固化抑制剂均匀地涂覆在树脂流动介质的一个表面（诸如顶部表面）上或两个表面上，即在其顶部表面上和其底部表面上，使得固化抑制剂仅存在于树脂流动介质的外表面层中。在优选的实施例中，面向负荷承载结构的树脂流动介质的表面包括固化抑制剂。在又一个实施例中，固化抑制剂浓度在树脂流动介质内在空间上变化，使得固化抑制剂浓度在树脂流动介质的一个或多个层（即，不同的纤维层，例如各个纤维垫具有不同浓度的固化抑制剂）内变化。作为非限制性示例，树脂流动介质的上
层（即顶部表面）可具有较低浓度的固化抑制剂，使得对于每个层而言浓度朝向底部表面增加。这可能是期望的，尤其是对于树脂流动介质的较厚部分而言，以便确保作为固化中的最后步骤进行树脂到外壳体的粘附。在又一个优选的实施例中，固化抑制剂浓度在树脂流动介质上在空间上变化，使得固化抑制剂浓度跨树脂流动介质的外表面或其至少部分变化。在本发明的另一个优选的实施例中，固化抑制剂覆盖树脂流动介质的表面的至少第一部分，例如使得其在树脂流动介质的中央区部附近在距离（d3）上延伸。在本发明的又一个实施例中，树脂流动介质还包括在树脂流动介质的表面的第二部分上的固化促进剂，该第二部分不同于第一部分。
24.在又一个优选的实施例中，树脂流动介质包括两个相对的侧向边缘和在两个相对的侧向边缘之间的中央区部，其中固化抑制剂的浓度从树脂流动介质的一个或两个侧向边缘朝向中央区部逐渐增加（即平滑增加）。当使用这样的浓度分布（profile）时，在负荷承载结构的较厚部分处实现最大抑制，并且在较薄边缘处获得较小抑制。固化抑制剂的量可以取决于所期望的抑制、负荷承载结构的尺寸、使用的树脂和/或自由基引发剂体系的类型和浓度而变化。通常，固化抑制剂以相对于不具有固化抑制剂的树脂流动介质的重量（例如，如果树脂流动介质由纤维组成，则为纤维的总重量）为0.01
‑
15 w/w %的量存在。
25.在本发明的又一个实施例中，树脂流动介质在一个或两个外边缘区域（e1/e2）处浸渍有固化促进剂，并且在中央区部附近浸渍有固化抑制剂，使得固化促进剂的浓度从一个或两个外边缘朝向中央区部在树脂流动介质的距离（d1）上逐渐降低至零，并且固化抑制剂的浓度从距离（d1）朝向中央区部在距离（d2）上逐渐增加。从树脂流动介质的一个或两个外边缘朝向中央区部的在固化促进剂的浓度上的降低也可以是从给定浓度到零的突然降低。距离（d1）对于两个边缘区域而言可以是相同的或不同的，优选地是相同的。在与负荷承载结构相比，较薄部分（以及其他边缘区域）固化不期望地慢的情况下，树脂流动介质中的这样的浓度分布可能是合适的。如在树脂流动介质的横截面中所看到的，两个外边缘区域通常将是相对的边缘区域，诸如左边缘区域和右边缘区域。每个边缘区域可以从树脂流动介质的相应的外边缘朝向中央区部或中点在10 mm或更小、20 mm或更小、30 mm或更小、40 mm或更小、50 mm或更小、60 mm或更小、70 mm或更小、80 mm或更小、或90 mm或更小的距离（d1）内侧向地延伸，如在树脂流动介质的横截面中所看到的，优选地在树脂流动介质的整个长度上侧向地延伸。如本文中所使用的，侧向地延伸意指在树脂流动介质的水平（宽度）方向（d）上的延伸，如例如图7中图示的那样。“树脂流动介质的长度（l1）优选为至少10米，诸如至少20米或至少30米。有利地，树脂流动介质的长度等于或超过负荷承载结构的长度。
26.在一实施例中，固化促进剂以固化促进剂相对于纤维材料的重量为0.01
‑
15 w/w %的浓度存在于（一个或多个）边缘区域中，并且固化抑制剂以相对于纤维材料的重量为0.01
‑
15 w/w %的浓度存在于中央区域中。在优选的实施例中，固化促进剂以按重量计的固化促进剂相对于纤维材料的重量为0.01至10 w/w %（诸如0.01至1 w/w %，或0.1至1 w/w %）的浓度存在于边缘区域中。
27.在本发明的又一个优选的实施例中，树脂流动介质包括两个相对的侧向边缘和在两个相对的侧向边缘之间的中央区部，其中树脂流动介质涂覆有固化抑制剂，使得固化抑制剂浓度在树脂流动介质的至少部分上是恒定的。作为非限制性示例，树脂流动介质的第一部分（例如，边缘区域）可以没有任何固化抑制剂，而树脂流动介质的其余部分涂覆有固
化抑制剂。通常，本发明人发现，任何上述实施例中的固化抑制剂应以固化抑制剂相对于纤维材料的重量为0.01
‑
15 w/w %的浓度存在。
28.本领域技术人员熟知适合于施加固化抑制剂和可选地固化促进剂的不同方法。优选地，树脂流动介质可以涂覆（浸渍）有固化抑制剂和可选地固化促进剂。固化抑制剂和可选地固化促进剂可以作为包括固化抑制剂或促进剂的涂料溶液、分散体或粉末组合物施加。溶液和分散体可以是水性的或可以包括极性或非极性有机溶剂。在优选的实施例中，固化抑制剂和可选地固化促进剂作为粉末涂料组合物施加。在另一个实施例中，固化抑制剂或固化促进剂封装在粉末涂料组合物中，使得一旦与树脂接触，固化抑制剂或固化促进剂就首先被释放。
29.根据第二方面的树脂流动介质可以用于最小化或消除在风力涡轮机叶片部分的制造中在树脂固化期间、优选地在负荷承载结构（诸如主层压体或翼梁帽）的树脂固化期间的制造缺陷。在优选的实施例中，制造缺陷选自分层、变形、内部应力、破裂或其混合。包括抑制剂的树脂流动介质对于最小化或消除由在不同部分的固化过程期间树脂的收缩的程度和时间上的差异（即，其中较厚部分中的收缩的程度和时间可能与较薄部分中的收缩的程度和时间不同）引起的制造缺陷是特别有用的。
30.将理解的是，任何以上描述的特征可以在本发明方法或树脂流动介质的任何实施例中组合。特别地，关于树脂流动介质描述的特征和实施例也可以应用于制造的方法，并且反之亦然。
31.如本文中使用的那样，术语“纵向”意指基本上平行于树脂流动介质、负荷承载结构或叶片的最大线性尺寸延续的轴线。
32.如本文中使用的那样，术语“基本上”通常意指指定的内容，但可以偏离指定量15%或更少、10%或更少、或5%或更少。
33.如本文中使用的那样，术语“% w/w”意指重量百分比。术语“相对于纤维材料的重量”意指通过将试剂（诸如固化抑制剂）的重量除以纤维材料的重量来计算的百分数。作为示例，相对于纤维材料的重量为1% w/w的值对应于每千克的纤维材料10g的固化促进剂。
34.如本文中使用的那样，术语“浓度”是指在树脂流动介质的给定区域内每树脂流动介质的干材料的重量（诸如纤维材料的重量）包含的物质（诸如固化抑制剂）的量或重量的量度。
35.如本文中使用的那样，术语“长的”或“长的树脂流动介质”是指具有比第三尺寸小得多的两个尺寸的树脂流动介质，诸如两个尺寸至多是第三尺寸的三分之一、五分之一、十分之一或二十分之一。通常，第三尺寸将是树脂流动介质的长度（纵向延伸），相对于两个较小的尺寸（宽度和高度（厚度））。树脂流动介质的长度（纵向延伸）通常将在风力涡轮机叶片的翼展方向上。
附图说明
36.下面参考附图中所示出的实施例详细解释本发明，在附图中，图1示出了风力涡轮机，图2示出了风力涡轮机叶片的示意图，图3示出了通过图4的截面i
‑
i的翼型轮廓的示意图，
图4示出了从上方和从侧面看到的风力涡轮机叶片的示意图，图5是根据本发明的用于模制叶片部分的模具的示意性横截面图，以及图6a
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e示出了沿图7中的线a
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a'截取的涂覆有不同浓度分布的固化抑制剂和可选地促进剂的树脂流动介质的横截面图，图7是根据本发明的树脂流动介质的透视图，以及图8图示了跨树脂流动介质的另一浓度分布。
具体实施方式
37.图1图示了根据所谓的“丹麦概念（danish concept）”的常规的现代逆风风力涡轮机，其具有塔架4、机舱6和具有基本上水平的转子轴的转子。转子包括毂部8和从毂部8径向延伸的三个叶片10，每个叶片10具有最靠近毂部的叶片根部16和最远离毂部8的叶片尖端14。
38.图2示出了根据本发明的风力涡轮机叶片10的第一实施例的示意图。风力涡轮机叶片10具有常规风力涡轮机叶片的形状，并且包括最靠近毂部的根部区域30、最远离毂部的成轮廓区域或翼型区域34以及根部区域30和翼型区域34之间的过渡区域32。叶片10包括当叶片安装在毂部上时面向叶片10的旋转的方向的前边缘18，以及面向前边缘18的相对方向的后边缘20。
39.翼型区域34（也称为成轮廓区域）具有关于生成升力的理想或几乎理想的叶片形状，而根部区域30由于结构考虑而具有基本上圆形或椭圆形的横截面，这例如使得将叶片10安装到毂部更容易且更安全。根部区域30的直径（或弦）可以沿着整个根部区域30是恒定的。过渡区域32具有从根部区域30的圆形或椭圆形形状逐渐改变到翼型区域34的翼型轮廓的过渡轮廓。过渡区域32的弦长度通常随着距毂部的增加的距离r而增加。翼型区域34具有翼型轮廓，该翼型轮廓具有在叶片10的前边缘18与后边缘20之间延伸的弦。弦的宽度随着距毂部的增加的距离r而降低。
40.叶片10的肩部40被限定为叶片10具有其最大弦长度的位置。肩部40通常设置在过渡区域32与翼型区域34之间的边界处。
41.应当注意，叶片的不同区段的弦通常不位于共同平面中，因为叶片可以扭曲和/或弯曲（即预弯曲），从而提供具有对应地扭曲和/或弯曲的趋向的弦平面，这是最常见的情况，以便补偿取决于距毂部的半径的叶片的局部速度。
42.图3和图4描绘了用于解释根据本发明的风力涡轮机叶片的几何形状的参数。图3示出了用各种参数描绘的风力涡轮机的典型叶片的翼型轮廓50的示意图，所述参数通常用于限定翼型的几何的形状。翼型轮廓50具有压力侧52和吸力侧54，压力侧52和吸力侧54在使用期间——即，在转子的旋转期间——通常分别面向迎风（或逆风）侧和背风（或顺风）侧。翼型50具有弦60，弦60具有在叶片的前边缘56和后边缘58之间延伸的弦长度c。翼型50具有厚度t，该厚度t被限定为压力侧52与吸力侧54之间的距离。翼型的厚度t沿着弦60变化。与对称轮廓的偏差由拱度线62给出，该拱度线62是通过翼型轮廓50的中线。能够通过绘制从前边缘56到后边缘58的内切圆得到该中线。该中线跟随这些内切圆的中心，并且距弦60的偏差或距离被称为拱度f。该不对称性也能够通过使用被称为上拱度（或吸力侧拱度）和下拱度（或压力侧拱度）的参数来限定，该上拱度和下拱度分别被限定为距弦60和吸力侧
54和压力侧52的距离。
43.翼型轮廓通常由以下参数表征：弦长度c、最大拱度f、最大拱度f的位置d
f
、最大翼型厚度t（其是沿着中拱度线62的内切圆的最大直径）、最大厚度t的位置d
t
和鼻部半径（未示出）。这些参数通常被限定为与弦长度c的比率。因此，局部相对叶片厚度t/c被给定为局部最大厚度t和局部弦长度c之间的比率。此外，最大压力侧拱度的位置d
p
可以用作设计参数，并且当然也可以将最大吸力侧拱度的位置用作设计参数。
44.图4示出了叶片的其他几何参数。叶片具有总叶片长度l。如图3中所示出的，根部端部位于位置r = 0处，并且尖端端部位于r = l处。叶片的肩部40位于位置r = l
w
处，并且具有肩部宽度w，其等于肩部40处的弦长度。根部的直径被限定为d。过渡区域中叶片后边缘的曲率可以由两个参数限定，即最小外曲率半径r
o
和最小内曲率半径r
i
，它们分别被限定为从外侧（或后边缘之后）看到的后边缘的最小曲率半径和从内侧（或后边缘之前）看到的最小曲率半径。此外，叶片设置有预弯曲，该预弯曲被限定为
∆
y，其对应于从叶片的俯仰轴线22的平面偏斜的外离（out）。
45.图5是通过模具66的示意性横截面图，该模具66用于制造风力涡轮机叶片部分（诸如叶片半部）的方法中。模具包括模制表面68，该模制表面68限定完成的风力涡轮机叶片的外表面，这里示出为叶片的吸力侧。在两步骤固化过程的第一步骤中，数个纤维层通常与附加材料（诸如夹层材料和/或轻木木材）一起布置在模制表面68上，随后进行树脂灌注和固化。这些部分构成风力涡轮机叶片的外壳体70（即，空气动力学壳体部分）（细节未示出）。空气动力学外壳体部分70可以例如通过首先将蜡质物质施加到模制表面来制造，以便能够在模制之后移除壳体部分。此外，可以将凝胶涂层施加到模制表面。在第二步骤中，将树脂流动介质76布置在外壳体的至少部分上，该外壳体在顶部上具有一个或多个纤维层，随后进行树脂灌注和固化。这些部分构成在叶片的纵向方向上延伸的负荷承载结构74，诸如主层压体。
46.图6a
‑
e示出了涂覆有不同浓度分布的固化抑制剂和可选地固化促进剂的根据本发明的树脂流动介质的横截面图。图6a示出了树脂流动介质，其中固化抑制剂的浓度从树脂流动介质的两个侧向边缘朝向中央区部逐渐增加。图6b示出了树脂流动介质，其中固化抑制剂的浓度跨树脂流动介质在距离d上是恒定的。图6c示出了树脂流动介质，其中固化抑制剂的浓度跨树脂流动介质在距离d3上是恒定的。图6d示出了树脂流动介质，其中固化促进剂的浓度从两个侧向边缘朝向中央区部在距离（d1）上逐渐降低至零，并且固化抑制剂的浓度从距离（d1）朝向中央区部在距离（d2）上逐渐增加。图6e示出了树脂流动介质，其中固化促进剂的浓度从两个侧向边缘朝向中央区部在距离（d1）之后从给定浓度突然降低到零，并且固化抑制剂的浓度从距离（d1）朝向中央区部在距离（d2）上逐渐增加。
47.图7示出了树脂流动介质76，其包括顶部表面79和底部表面81，其具有由中央区部78和两个相对的外边缘80、82组成的横截面。顶部表面79通常是面向树脂流动介质76的表面，而底部表面81通常是在正常使用期间面向外壳体部分的表面。树脂流动介质76还包括由距离d1给定的两个相对的边缘区域e1和e2。树脂流动介质可以在图7的一个或两个外边缘区域e1/e2处浸渍有固化促进剂，并且在中央区部附近浸渍有固化抑制剂，使得固化促进剂的浓度从一个或两个外边缘朝向中央区部在树脂流动介质的距离d1上逐渐降低到零，并且固化抑制剂的浓度从距离d1朝向中央区部在距离d2上逐渐增加。从树脂流动介质的一个
或两个外边缘朝向中央区部的在固化促进剂的浓度上的降低也可以是从给定浓度到零的突然降低。距离d1对于两个边缘区域e1、e2可以是相同的或不同的，优选地是相同的。
48.图8示出了树脂流动介质，其中固化抑制剂和/或促进剂的浓度在树脂流动介质的长度l1上逐渐降低，使得浓度在负荷承载结构的根部端部处最高并且在负荷承载结构的尖端端部处最低。这样的浓度分布可以与根据图6a
‑
e的任何浓度分布组合。
49.树脂流动介质的厚度（h）在树脂流动介质内可以是均匀的或在空间上变化，使得其从中央区部78朝向两个外边缘80、82中的每个降低。优选地，在将树脂流动介质76布置在模具中之前，将树脂流动介质76涂覆有根据以上描述的不同实施例中的一个的固化抑制剂。
50.参考标记列表2风力涡轮机4塔架6机舱8毂部10叶片14叶片尖端16叶片根部18前边缘20后边缘22俯仰轴线30根部区域32过渡区域34翼型区域40肩部/最大弦的位置50翼型轮廓52压力侧54吸力侧56前边缘58后边缘60弦62拱度线/中线66模具68模制表面70外壳体部分72风力涡轮机叶片的壳体半部74负荷承载结构76树脂流动介质78树脂流动介质的中央区部79顶部表面
80第一外边缘81底部表面82第二外边缘84浓度分布c弦长度c
i
固化抑制剂的浓度c
p
固化促进剂的浓度d距离d
t
最大厚度的位置d
f
最大拱度的位置d
p
最大压力侧拱度的位置e1、e2外边缘区域f拱度h水平方向l叶片长度l1树脂流动介质长度lo纵向方向r局部半径，距叶片根部的径向距离t厚度v竖直方向
∆
y预弯曲。