专利名称：具有预固化纤维杆的风力涡轮机转子叶片及其生产方法
技术领域：
本文描述的主题大体涉及用于风力涡轮机转子叶片的方法和系统，并且更具体而言，涉及用于风力涡轮机转子叶片的结构增强的方法和系统。
背景技术：
至少一些已知的风力涡轮机包括塔架和安装在塔架上的机舱。转子可旋转地安装到机舱上，并且通过轴而联接到发电机上。多个叶片自转子延伸。叶片定向成使得越过叶片的风转动转子且旋转轴，从而驱动发电机发电。典型地，风力涡轮机转子叶片的本体包括树脂和纤维材料的层压件。诸如转子叶片的翼梁缘条和根部部分的结构元件也是用这种方式制造而成的。典型地，通过这样的方式来生产翼梁缘条，即，通过将玻璃纤维层插入模子中，以及通过随后插入树脂，以便在固·化之后连接各层。而且，碳纤维材料在最近几年中已经变得重要。翼梁缘条显著地提高了风力涡轮机转子叶片的强度和稳定性。与叶片的其它部件相比，翼梁缘条较重，并且典型地较大地构成转子叶片的重量。根部部分也较大地构成叶片的总强度，因为它在运行期间必须经受住高的弯曲力。风力涡轮机以及因此转子叶片也在最近几年在大小方面有显著的增长，从而需要提高诸如叶片根部和翼梁缘条的结构元件的稳定性。考虑到上述，期望具有一种与传统设计相比提供改进的稳定性的风力涡轮机转子叶片。
发明内容
在一方面，提供了一种风力涡轮机转子叶片。该转子叶片包括转子叶片本体，其包括根部部分、前缘、后缘以及至少一个翼梁缘条；由预固化复合材料制成的多个平行的伸长元件，该预固化复合材料包括纤维和树脂；以及连接该多个元件的树脂。在另一方面，提供了一种风力涡轮机。该风力涡轮机包括塔架、位于塔架上的机舱，以及可旋转地附连到机舱上的转子，该转子具有至少一个转子叶片。该至少一个转子叶片包括转子叶片本体，其包括根部部分、前缘、后缘以及至少一个翼梁缘条；以及由预固化复合材料制成的多个平行的伸长元件，该预固化复合材料包括纤维和树脂；以及连接该多个元件的树脂。在又一方面，提供了一种用于生产风力涡轮机转子叶片的方法。该方法包括提供由预固化复合材料制成的伸长元件；将该元件设置在模子中；重复进行设置，使得形成至少一层预固化元件；以及将树脂注入到由伸长的预固化元件形成的层中。根据从属权利要求、描述和附图，本发明的另外的方面、优点和特征是显而易见的。
在说明书的其余部分中更具体地阐述了针对本领域普通技术人员的完整和能够实施的公开，包括其最佳模式，说明书包括对附图的参照，其中
图I是示例性风力涡轮机的透视 图2是图I中显示的风力涡轮机的一部分的放大截面 图3是根据实施例的风力涡轮机转子叶片的横截面 图4是图3的风力涡轮机转子叶片的一部分的放大截面 图5是根据另外的实施例的风力涡轮机转子叶片的一部分的放大截面 图6是根据实施例的风力涡轮机转子叶片的横截面图；· 图7是根据实施例的风力涡轮机转子叶片的翼梁缘条的横截面侧视 图8显示了在根据实施例的风力涡轮机转子叶片翼梁缘条的不同位置处的五个局部横截面 图9显示了根据实施例的风力涡轮机转子叶片翼梁缘条的制造的俯视 图10显示了根据实施例的风力涡轮机转子叶片翼梁缘条的制造的侧视 图11显示了根据实施例的风力涡轮机转子叶片翼梁缘条的制造的另一个侧视 图12显示了根据实施例的风力涡轮机转子叶片翼梁缘条的元件层上的俯视 图13显示了根据实施例的风力涡轮机转子叶片翼梁缘条的制造的侧视 图14显示了根据实施例的风力涡轮机转子叶片翼梁缘条的制造的另一个侧视 图15至17显示了根据实施例的风力涡轮机转子叶片的一部分的横截面 图18显示了根据实施例的风力涡轮机转子叶片的横截面 图19显示了根据实施例的风力涡轮机转子叶片的局部横截面 图20显示了通过根据实施例的转子叶片的根部部分的横截面图和详细的横截面图； 图21显示了通过根据实施例的转子叶片的根部部分的详细的横截面 图22显示了制造根据实施例的转子叶片的过程的示意 图23显示了生产根据实施例的转子叶片的过程的另一个示意 图24至26显示了根据实施例的、对元件进行预处理的方法；
图27示意性地显示了用于生产根据实施例的风力涡轮机转子叶片的方法。
具体实施例方式现在将详细参照本发明的多个实施例，在各幅图中示出了实施例的一个或多个实例。以阐明的方式提供各个实例，并且各个实例不意图作为限制。例如，示出或描述成一个实施例的一部分的特征可用于其它实施例上，或者与其它实例结合起来，以产生又一个实施例。意图的是本发明包括这样的修改和变型。本文描述的实施例包括具有至少一个转子叶片的风力涡轮机系统，该至少一个转子叶片包括预固化元件。如本文所用，用语“翼梁缘条”意图代表提高风力涡轮机转子叶片的强度的伸长结构。如本文所用，用语“注入”和“真空灌注”两者意图代表将树脂插入到纤维材料层中的方法。在技术应用中，注入和真空灌注描述了不同的方法。但是，在本公开中，以可互换的方式使用用语，因为它们具有在纤维材料层中提供树脂的共同目标。为哪个具体目的而实际上选择哪种方法是本领域技术人员的选择，本领域技术人员将基于其标准知识来对此作出决定。如本文所用，用语“叶片”意图代表在相对于周围的流体而运动时提供反作用力的任何装置。如本文所用，用语“风力涡轮机”意图代表从风能中产生旋转能，以及更具体而言，将风的动能转换成机械能的任何装置。如本文所用，用语“风力发电机”意图代表从产生自风能的旋转能中产生电功率，以及更具体而言，将从风的动能中转换而来的机械能转换成电功率的任何风力涡轮机。图I是示例性风力涡轮机10的透视图。在该示例性实施例中，风力涡轮机10是水平轴风力涡轮机。备选地，风力涡轮机10可为竖直轴风力涡轮机。在该示例性实施例中，风力涡轮机10包括自支承系统14延伸的塔架12、安装在塔架12上的机舱16，以及联接到机舱16上的转子18。转子18包括可旋转的毂20和联接到毂20上且自毂20向外延伸的至少一个转子叶片22。在该示例性实施例中，转子18具有三个转子叶片22。在一个备选实施例中，转子18包括不止或不到三个转子叶片22。在该示例性实施例中，塔架12由管状钢制造而成，以在支承系统14和机舱16之间限定腔体(未在图I中显示)。在一个备选实施例中，塔架12为具有任何适当高度的任何适当类型的塔架。
转子叶片22在毂20的周围隔开，以促进旋转转子18，以使得动能能够从风中转变成可用的机械能，以及随后转变成电能。通过在多个载荷传递区26处将叶片根部部分24联接到毂20上来使转子叶片22配合到毂20上。载荷传递区26具有毂载荷传递区和叶片载荷传递区(两者在图I中均未显示)。对转子叶片22引起的载荷通过载荷传递区26传递到毂20。在一个实施例中，转子叶片22具有范围为大约15米(m)至大约91 m的长度。备选地，转子叶片22可具有使得风力涡轮机10能够如本文描述的那样起作用的任何适当的长度。例如，叶片长度的其它非限制性示例包括10 m或更少、20 m、37 m，或大于91 m的长度。在风从方向28撞击转子叶片22时，转子18绕着旋转轴线30旋转。在转子叶片22旋转，并且经受离心力以及导致内部力矩的升力和曳力时，转子叶片22还经受各种力和力矩。因而，转子叶片22可从中性的或非偏转的位置偏转和/或旋转到偏转位置。此外，可通过变桨调节系统32来改变转子叶片22的桨距角或叶片桨距，即确定转子叶片22相对于风的方向28的投影的角度，以通过调节至少一个转子叶片22相对于风矢量的角位置来控制风力涡轮机10产生的载荷和动力。显示了转子叶片22的变桨轴线34。在风力涡轮机10的运行期间，变桨调节系统32可改变转子叶片22的叶片桨距，使得转子叶片22运动到顺桨位置，使得至少一个转子叶片22相对于风矢量的投影提供转子叶片22的朝风矢量定向的最小表面积，这促进降低转子18的旋转速度，以及/或者促进使转子18停止。在该示例性实施例中，各个转子叶片22的叶片桨距由控制系统36单独控制。备选地，所有转子叶片22的叶片桨距可由控制系统36同时控制。另外，在该示例性实施例中，在方向28改变时，可绕着偏航轴线38控制机舱16的偏航方向，以相对于方向28定位转子叶片22。图2是风力涡轮机10的一部分的放大的截面图。在该示例性实施例中，风力涡轮机10包括机舱16和可旋转地联接到机舱16上的毂20。更具体而言，毂20通过转子轴44(有时称为或者主轴或者低速轴)、齿轮箱46、高速轴48和联接件50而可旋转地联接到位于机舱16内的发电机42上。在该示例性实施例中，转子轴44设置成与纵向轴线116同轴。转子轴44的旋转可旋转地驱动齿轮箱46，齿轮箱46随后驱动高速轴48。高速轴48利用联接件50可旋转地驱动发电机42，并且高速轴48的旋转促进发电机42产生电功率。齿轮箱46和发电机42由支承件52和支承件54支承。在该示例性实施例中，齿轮箱46利用双路径几何构造来驱动高速轴48。备选地，转子轴44利用联接件50直接联接到发电机42上。机舱16还包括偏转驱动机构56，偏转驱动机构56可用来使机舱16和毂20在偏转轴线38 (在图I中显示)上旋转，以控制转子叶片22 (相应地转子)相对于风的方向28的投影。机舱16还包括至少一个气象杆58，气象杆58包括风向标和风速计(两者在图2中均未显示)。杆58对控制系统36提供可包括风向和/或风速的信息。在该示例性实施例中，机舱16还包括主前部支承轴承60和主后部支承轴承62。前部支承轴承60和后部支承轴承62促进转子轴44的径向支承和对准。前部支承轴承60在毂20附近联接到转子轴44上。后部支承轴承62在齿轮箱46和/或发电机42附近定位在转子轴44上。备选地，机舱16包括使得风力涡轮机10能够如本文公开的那·样起作用的任何数量的支承轴承。转子轴44、发电机42、齿轮箱46、高速轴48、联接件50和包括(但不限于)支承件52和/或支承件54以及前部支承轴承60和后部支承轴承62的任何相关联的紧固件、支承件和/或固定装置有时称为传动系64。在该示例性实施例中，毂20包括变桨组件66。变桨组件66包括一个或多个变桨驱动系统68和至少一个传感器70。各个变桨驱动系统68联接到相应的转子叶片22 (在图I中显示)上，以沿着变桨轴线34调整相关联的转子叶片22的叶片桨距。在图2中显示了三个变桨驱动系统68中的仅一个。在该示例性实施例中，变桨组件66包括联接到毂20和相应的转子叶片22 (在图I中显示)上的至少一个变桨轴承72，以绕着变桨轴线34旋转相应的转子叶片22。变桨驱动系统68包括变桨驱动马达74、变桨传动齿轮箱76和变桨传动小齿轮78。变桨驱动马达74联接到变桨传动齿轮箱76上，使得变桨驱动马达74对变桨传动齿轮箱76施加机械力。变桨传动齿轮箱76联接到变桨传动小齿轮78上，使得变桨传动小齿轮78被变桨传动齿轮箱76旋转。变桨轴承72联接到变桨传动小齿轮78上，使得变桨传动小齿轮78的旋转导致变桨轴承72旋转。更具体而言，在该示例性实施例中，变桨传动小齿轮78联接到变桨轴承72上，使得变桨传动齿轮箱76的旋转会绕着变桨轴线34旋转变桨轴承72和转子叶片22，以改变叶片22的叶片桨距。变桨驱动系统68联接到控制系统36上，以在接收到来自控制系统36的一个或多个信号之后调节转子叶片22的叶片桨距。在该示例性实施例中，变桨驱动马达74是由电功率和/或液压系统驱动的、使得变桨组件66能够如本文描述的那样起作用的任何适当的马达。备选地，变桨组件66可包括任何适当的结构、构造、布置和/或构件，例如(但不限于)液压缸、弹簧和/或伺服机构。此外，变桨组件66可通过任何适当的手段驱动，诸如(但不限于)液压流体和/或机械动力，例如(但不限于)引起的弹簧力和/或电磁力。在某些实施例中，变桨驱动马达74由从毂20的旋转惯量中和/或从对风力涡轮机10的构件供应能量的存储能量源(未显示)中抽取的能量驱动。图3示意性地显示了根据实施例的风力涡轮机转子叶片22的横截面图。两个翼梁缘条230各自包括多个平行的伸长元件240。这些元件包括包含纤维和树脂的预固化复合材料，其中，元件被树脂结合在一起。翼梁缘条230沿叶片的纵向轴线的方向从叶片的根部部分到叶片的尖部部分而凸出。它们典型地由抗剪腹板280 (仅示意性地显示)连接。图4显示了根据实施例的、具有伸长元件240的翼梁缘条230的更详细的横截面图。元件240通过树脂250而连接，树脂250填充元件之间的间隙。如图3和图4中显示的那样，元件240本身可具有长方形横截面，或者如图5中显示的那样，可具有圆形横截面。在各实施例中，其它横截面也是可行的，例如多边形、长方形或椭圆形。图6显示了根据图3至5的实施例的、风力涡轮机转子叶片22的俯视图，其显示了翼梁缘条230的轮廓的横截面图。翼梁缘条230包括多个层290，并且从转子叶片22的根部区段260到尖部部分270而凸出。图7显示了图6的翼梁缘条230的侧视图。其中，为了例示的目的而没有按比例进行描绘。翼梁缘条包括多个层290。各个层290包括许多平行的伸长元件240。层内的元件240由树脂(未显示)结合在一起。层290通过树脂来结合到它们的相应的相邻的层·上。不同的层290典型地在转子叶片22的纵向轴线的方向上具有不同的长度。因此，翼梁缘条230沿着其长度具有不同的厚度值，这是因为构成翼梁缘条230的层的数量不同而造成的。除了其它因素之外，这处理沿转子叶片22的长度在不同的位置处对转子叶片22起作用的不同的弯矩和扭矩。注意，图7中显示的不同的层290在图6中是可见的，其中层290的边缘可见。另外，为了例示的目的，在图6中没有描绘图8中显示的层290的元件240。图8显示了沿着翼梁缘条230的长度在不同位置处的翼梁缘条230的许多横截面图，这些图由图7中的字母A至E描绘。在该示例性实施例中，在尖部部分270中的位置A处，翼梁缘条230包括一个层290，该层290包括各自具有长方形横截面的六个平行的元件240。在位置B处，翼梁缘条具有两个层，在位置C，具有三个层，在位置D处，它最多具有七个各自具有六个元件240的层290。在位置D处，翼梁缘条具有其最大厚度。如图8中描绘的那样，翼梁缘条的厚度沿一方向从那里到叶片的根部部分260而减小。在根部部分260 (参见图6)处，翼梁缘条展示对应于例如在尖部部分270中的一个层290的厚度。当然，在转子叶片的不同的位置处的连续的层的数量以及层本身的厚度在很大程度上取决于转子叶片的强度和刚度，以及预固化元件的厚度和硬度。因此，这些参数可显著地不同于图8中显示的示例性实施例中的那些。图9至11描绘了根据实施例的翼梁缘条230的示例性生产过程的阶段。图9显示了筒管215，在筒管215上提供形成元件240的预固化材料。材料包括纤维和固化树脂，并且典型地提前在拉挤成型过程中生产。适当的纤维材料包括碳纤维、玻璃纤维、它们的组合，或任何其它高强度的纤维材料，这也适于本文描述的任何其它实施例。在卷到筒管215上之后，预固化材料被运送到转子叶片22的生产设施。从待成形的翼梁缘条230的一端开始，从筒管上展开一排预固化材料，并且将预固化材料铺设到具有待成形的翼梁缘条230的形状的模子中。在展开第一元件240所需的长度之后，切割预固化材料，并且对平行于第一元件240而铺设的后续的一排预固化材料重复该过程。在图9中，这个过程已经重复进行了三次，并且第四元件240即将完成。在本文使用的元件的数量仅作为非限制性实例，并且在实际使用中可有所不同。当伸长元件240的层290完成时，也就是说，当层290的所有平行的元件240定位好时，开始在第一层290的顶上产生另一个层295。这在图10中有所描绘。图11显示了第三层300的元件240如何定位在层295上。
图12显示了根据实施例的层290的端部部分。其中，单个伸长元件240的端部部分330是渐缩的。此特征沿着包括多个层230的翼梁缘条230提供平稳的力增长。如果元件240的端部部分将展示尖锐的边缘，则由于弯矩而在翼梁缘条230上引起的力的力增长将在层结束所处的位置处展示迅速倾斜(相应地倾侧)。正好在将元件定位在模子中(相应地在前面的层上)之前，可对元件330的端部部分进行铣削，以获得渐缩的端部。在图13中示意性地显示了用铣削工具310和工具板320进行的铣削过程，端部部分330通过工具板320而得到支承。图14示意性地显示了根据另一个实施例的翼梁缘条230的端部部分。其中，元件240的端部部分330被挤在辊子340、350之间，以便部分地破坏元件240的预固化纤维一树脂材料的结构。示意性地显示了已经相应地经过处理且展示具有被破坏的结构的端部部分330的元件295。由纤维一树脂化合物制成的端部部分的(相应地，层的元件的所有端部的)被破坏的结构会降低元件的这个端部在层的端部和相邻的层(在图14中，层290)之间传递力的能力，这与图13的实施例中的端部部分的渐缩用于相同的目的。由于所描述的处理的原因，图13和14中显示的伸长元件240的端部部分330展·示了与元件的其它部分的横截面形状不同的横截面形状。图15显示了实施例的横截面图，其中，两个翼梁缘条230由抗剪腹板280连接。其中，显示了渐缩翼梁缘条如何由元件240的层290形成，其中，层各自包括不同数量的元件。在该实施例中，翼梁缘条230的最外部的层290包括13个元件240，第二层295包括11个元件，而最内部的层则包括9个元件。图16显示了另一个实施例，其中，形成翼梁缘条230，以展示一种用于容纳抗剪腹板280的通道，抗剪腹板280提供改进的稳定性。图17显示了另一个实施例，其中，翼梁缘条展示了像图15中那样的渐缩形状和像图16的实施例中那样的通道两者。可通过前文描述的方法来生产图15至17中显示的实施例。图18显示了转子叶片的横截面，其中，显示了根据实施例的预固化伸长元件240的可能位置。其中，如前面描述的那样在翼梁缘条230中提供元件，并且作为对后缘370和前缘380的增强。图19显示了转子叶片22的局部横截面图，其中，根据实施例，在根部部分24中提供预固化元件240。转子叶片的圆形根部部分24可由预先生产好的半部形成，与转子叶片本体的其余部分分开来制造半部。典型地通过将纤维材料层置于模子中且用树脂注入或真空灌注它们来生产这些部件。如图20中显示的那样，根据实施例，圆形根部部分24包括注入有树脂250 (未详细显示)的纤维材料层410、420，以及注入有树脂250的预固化伸长元件240的至少一个层415。典型地，首先将所有层置于模子中，以及随后，用树脂250注入或真空灌注整个成堆叠的层410、420、430。为了进一步改进根部部分24的稳定性以及使树脂容易地流过堆叠，可对预固化元件240的表面进行预处理。这可包括使它们的表面粗糙，例如通过喷砂，或者通过以机械的方式在表面中产生凹槽，或者通过在表面上产生小的凸块(相应地突起)，例如通过在将元件置于模子中之前，在元件的表面上施用多滴树脂或其它材料。图21显示了类似于图20的局部横截面图的局部横截面图，其中，根部部分24包括与预固化元件240的层415、425堆叠在一起的多个纤维层410、420、430。可按单向和双轴向定向来应用纤维层，其中，典型地以双轴向定向提供纤维的大部分。与通过单向层实现的稳定性相比，双轴向定向在多个方向上提供更大的稳定性。另外，双轴向定向可使树脂在随后的灌注/注入期间容易地流动。图22显示了预固化的伸长元件240如何被置于模子440中以便形成预固化元件层。为了在注入树脂之前稳定半圆形模子中的元件，元件可由一个或多个辅助性稳定元件450(仅示意性地显示)保持。在图22中，为了例示的目的，元件450仅覆盖模子的周向跨度的一部分。在这个实施例中，预固化的伸长元件240典型地具有与图12中的端部部分330类似地成形的端部。图23显示了多层纤维材料410、420、430与预固化元件240的两个层415、425间断地堆叠(由箭头指示)到模子440上。如之前描述的那样，对元件240的表面进行预处理，以具有提高的粗糙度。在堆叠之后，将树脂250真空灌注(未显示)到成堆叠的层中。
图24至26显示了根据实施例的预固化元件240的预处理。图24显示了如何通过用喷砂装置500进行喷砂而使元件240的表面241的表面粗糙度增大或提高。图25显示了至少一个凹槽如何被切削装置520切削到元件240的表面241中。在该过程期间可转动元件240，从而实现至少一个螺旋地卷绕的凹槽。备选地，可以绕着元件240的螺旋或圆形运动的方式移动切削装置520，这由装置520上方的箭头指示。图26显示了树脂液滴540如何被装置530施用到元件240的表面241。液滴的密度在很大程度上取决于单独的情况。在实施例中，液滴的密度可为0. I至20滴每cm2，更典型地I至10滴每cm2。在固化之后，液滴在表面241上形成小的突起或凸块，从而提高有效的表面粗糙度。图24、25和26中显示的元件240展示了圆形形状。但是，如前面描述的那样，它们可具有任何横截面形状。图27显示了用于生产根据实施例的风力涡轮机转子叶片的方法的流程图。该方法包括在框1100中，提供预固化复合材料制成的伸长元件；在框1200中，将元件设置在模子中；重复框1200，使得在框1300中，形成至少一层预固化元件；以及在框1400中，将树脂注入到由伸长的预固化元件形成的层中。描述了在生产风力涡轮机转子叶片时使用的用于预固化的伸长元件的预处理方法。在本文描述的多种实施例中，元件展示了长方形或正方形形状。当这些元件在形成层时定位成平行于彼此，平行的元件的侧面可紧密地接触彼此。此外，典型地，通过定位翼梁缘条的所有层的相应的元件来形成翼梁缘条的所有层，然后开始将树脂插入到如此形成的层中以便连接多个元件。因此，在开始注入树脂以便连接元件之前，存在紧密地配合在一起的成堆叠的元件。因此，如果未处理元件以提高树脂在堆叠中的流动，则树脂可能无法到达元件之间的接触面的部分，或者在所有面均充分地覆盖有树脂以允许进行稳定的结合之前可能需要花很长时间。为了简化这个过程，在将元件定位在翼梁缘条模子中以分别形成层或成堆叠的层之前，可对元件的一些面或所有面进行预处理。在另一个实施例中，在将元件定位在模子中之前，对元件的表面施用小滴的快速粘合性树脂。在将元件定位在模子中之前，此树脂会固化，并且液滴从而在元件之间形成某种间隔物，从而为树脂流过堆叠提供足够的空间。上面描述的系统和方法促进生产具有改进的特性的风力涡轮机转子叶片。更具体而言，它们促进生产具有改进的机械稳定性的转子叶片。上面详细描述了用于生产风力涡轮机转子叶片的系统和方法的示例性实施例。系统和方法不限于本文描述的具体实施例，而是相反，系统的构件和/或方法的步骤可独立地以及与本文描述的其它构件和/或步骤分开来使用。例如，方法可应用于其它转子叶片，而不限于仅用本文描述的风力涡轮机系统来实践。相反，可结合许多其它转子叶片应用来实施和利用示例性实施例。虽然可在一些图中显示本发明的多种实施例的具体特征，而在其它图中不显示，但这仅是为了方便。根据本发明的原理，图的任何特征可结合任何其它图的任何特征来参照和/或声明。本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人·员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。虽然已经在前述中公开了多种具体实施例，但是本领域技术人员将认可，权利要求的精神和范围允许有同样有效的改良。尤其，上面描述的实施例的互不排斥的特征可与彼此结合。本发明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例具有不异于权利要求的字面语言的结构元素，或者如果这样的其它实例包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则它们意图处于权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种风力涡轮机转子叶片，包括 a)转子叶片本体，其包括根部部分、前缘、后缘和至少一个翼梁缘条； b)由预固化复合材料制成的多个平行的伸长元件，所述预固化复合材料包括纤维和树脂，以及 c)连接所述多个元件的树脂。
2.根据权利要求I所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，在包括下者的列表中的一个或多个元件中提供所述伸长元件根部区段、翼梁缘条、后缘和前缘。
3.根据权利要求I所述的转子叶片，其特征在于，所述伸长元件中的至少一个具有展示选自由下者组成的列表的形状的横截面多边形、长方形、正方形、圆形和椭圆形。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的转子叶片，其特征在于，所述至少一个翼梁缘条沿垂直于所述叶片的弦线和纵向轴线的方向包括多层由预固化复合材料制成的元件。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的转子叶片，其特征在于，第一层的至少一个元件的长度不同于第二层的至少一个元件的长度。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的转子叶片，其特征在于，所述元件包括由下者组成的列表中的至少一个要素碳纤维、玻璃纤维及其组合，以及其中，所述元件中的至少一个的表面包括凸块或至少一个凹槽。
7.根据权利要求I所述的转子叶片，其特征在于，在所述叶片的根部区段中提供所述预固化元件，以及其中，所述元件的纵向轴线基本平行于所述转子叶片的纵向轴线，以及其中，所述转子叶片的所述根部部分包括至少一层纤维材料和树脂，以及至少一个由伸长的预固化元件和树脂形成的层。
8.一种用于生产风力涡轮机转子叶片的方法，包括 a)提供由预固化复合材料制成的伸长元件； b)将所述元件设置在模子中； c)重复b)，使得形成至少一层预固化元件；以及 d)将树脂注入到由所述伸长的预固化元件形成的所述层中。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述预固化元件设置在用于翼梁缘条或用于叶片根部部分的模子中。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在用于翼梁缘条的模子中，沿垂直于所述叶片的弦和垂直于所述叶片的纵向轴线的方向形成至少两层预固化元件。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法，其特征在于，所述复合材料包括由下者组成的列表的至少一个要素碳纤维、玻璃纤维及其组合。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的方法，其特征在于，在筒管上提供所述预固化复合材料。
13.根据权利要求8至12中的任一项所述的方法，其特征在于，在将所述复合材料设置在所述模子中之前，对所述复合材料进行预处理。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，预处理包括下者中的至少一个将树脂液滴喷射在所述材料的表面上；对所述材料进行喷砂；用工具处理所述表面；在所述表面中产生凹槽或微坑。
15.根据权利要求8至14中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在所述至少一层预固化元件上提供至少一层纤维材料，其中，单向地或双轴向地提供所述 纤维材料层，以及其中，将树脂注入到由所述至少一层纤维材料和所述至少一层预固化元件形成的堆叠中。
全文摘要
本发明涉及具有预固化纤维杆的风力涡轮机转子叶片及其生产方法。一种风力涡轮机转子叶片包括转子叶片本体，其包括根部部分、前缘、后缘和至少一个翼梁缘条；由预固化复合材料制成的多个平行的伸长元件，该预固化复合材料包括纤维和树脂；以及连接该多个元件的树脂。另外，提供了一种用于生产转子叶片的方法。
文档编号F03D1/06GK102787971SQ20121015295
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者A.阿赫塔, J.J.尼斯, P.奥德 申请人:通用电气公司