[发明专利]风力涡轮机叶片及制造风力涡轮机叶片的方法

说明书

本发明涉及一种风力涡轮机叶片部件、一种制造这种风力涡轮机叶片部件的方法以及一种包括该风力涡轮机叶片部件的风力涡轮机叶片。风力涡轮机叶片部件包括布置在第一组（30）中和在第二组（31）中的层的堆叠，其中，每个组的层具有相同的宽度（W1、W2）。每个组的层在沿边方向上连续地偏移，以形成渐缩边缘轮廓。层的第一组（30）可相对于第二组（31）布置，或以交替顺序布置。第一组（30）的层可进一步具有比第二组（31）的层的第二长度（L2）更大的第一长度（L1）。

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机叶片的风力涡轮机叶片部件（component），风力涡轮机叶片部件包括纤维材料的多个层，其中，所述多个层包括层的第一组和至少层的第二组。

本发明还涉及一种包括这种风力涡轮机叶片部件的风力涡轮机叶片，以及制造风力涡轮机叶片部件的方法。

背景技术

已知的是：在制造过程期间，将梁帽（spar cap）或主层压件（laminate）集成到风力涡轮机叶片的叶片壳体中。备选地，在模制后（post-moulding）过程中，主层压件可附接到叶片壳体上。主层压件经由一个或多个抗剪腹板（shear web）、工字梁（I-beam）或箱梁（box beam）相互连接。进一步已知的是，主层压件包括一个或多个纤维材料的层压堆叠（stack），一个或多个纤维材料的层压堆叠注入有适当的树脂并最终固化。

US 2011/0243750 A1公开了一种梁帽，其由纤维材料的个体（individual）层的堆叠来形成，纤维材料被切割成个体长度，并被布置成形成在纵长（lengthwise）方向或纵向方向上具有渐缩（tapered）端部轮廓（profile）的堆叠。个体层被进一步切割来形成具有恒定宽度的均匀纵长轮廓，或者来形成其中宽度从叶片根部到末梢端部逐渐收缩（taper）的渐缩纵长轮廓。

US 2012/0082554 A1公开了至少两个堆叠部分，每个堆叠部分包括在纵长方向上具有均匀宽度的多个个体层。个体堆叠部分在纵长方向上接合在一起以形成梁帽。在一个实施例中，每个堆叠部分中的层相对于彼此个别地（individually）偏移（offset），以形成在沿边（edgewise）方向上均匀地延伸的曲折（zig-zag）形端部轮廓。在备选实施例中，一个或多个指部在纵长方向上从每个堆叠部分的每个层的相对面对的端部突起。相对面对的指部形成在沿边方向上延伸的重叠的指部接头。该解决方案提供了复杂的接头，其需要每个堆叠部分的精确对齐和铺设（lay-up）。

US 2009/0169392 A1公开了一种由个体层的梯形堆叠形成的梁帽，其中每个层的宽度从一侧到相对侧逐渐收缩。在备选实施例中，堆叠包括相同宽度的多个层，相同宽度的多个层被分成两组，所述两组在相对的沿边方向上偏移到相对宽的矩形形状横截面轮廓。每个组部分地与相邻芯元件的倾斜端部表面重叠，使得该组的重叠边缘形成基本上垂直于倾斜端部表面延伸的边缘轮廓。该组的相对边缘形成平行于厚度方向延伸的边缘轮廓。由于叶片壳体的外部皮（skin）与芯元件的渐缩端部之间的角度（angular）过渡，在层的重叠部分中形成褶皱（wrinkle）。此外，由于梁帽仅部分地沿芯元件的渐缩端部延伸，因此在内部叶片表面中形成相对大的凹部（recess）。

US 5755558 A公开了一种堆叠的梁结构，其包括一组高模量UD纤维材料和另一组低模量US纤维材料，其中，每个组中的层在相同的沿边方向上偏移。层的每个组具有与相邻组的层宽度不同的层宽度。

US 2012/0009070 A1公开了一种风力涡轮机叶片壳体，其包括布置在至少两个分离的层中的多个预先固化的壳体元件。每个层中的壳体元件在不同的沿边方向上成角度（angled）。

发明内容

本发明的目的是提供解决上述问题的一种风力涡轮机部件、一种风力涡轮机叶片和一种方法。

本发明的另一个目的是提供节省纤维材料并降低制造成本的一种风力涡轮机部件、一种风力涡轮机叶片和一种方法。