CN104981338A - 包括带有凹部和预制梁帽的空气动力学叶片壳体的风力涡轮机叶片 - Google Patents

Abstract

一种风力涡轮机叶片（10），其包括承载结构和空气动力学壳体（36，38，136），承载结构包括梁帽（160）。承载结构连接到空气动力学壳体。空气动力学壳体包括位于叶片壳体内表面处并介于两个增厚部（172，174）之间的凹部（176）。凹部朝向上述凹部的第一侧部成锥形，并朝向上述凹部的第二侧部成锥形，梁帽设置在空气动力学壳体的凹部内。梁帽朝向上述梁帽的第一侧部处成锥形，且还朝向上述梁帽的第二侧部成锥形，使得梁帽的第一侧部大体抵接或邻近凹部的第一侧部，且梁帽的第二侧部大体抵接或邻近凹部的第二侧部。

Description

包括带有凹部和预制梁帽的空气动力学叶片壳体的风力涡轮机叶片

技术领域

本发明涉及制造风力涡轮机叶片和风力涡轮机叶片的中间产品的方法。本发明还涉及风力涡轮机叶片和风力涡轮机叶片的中间产品。

背景技术

风力涡轮机叶片常根据两种结构设计中的一种来制造，即将薄型空气动力学壳体胶粘到主梁上的设计，或者将梁帽（spar cap）也称作主层压件（main laminates）与空气动力学壳体一体成型的设计。

在上述第一种设计中，主梁构成叶片的承载结构。主梁与空气动力学壳体或壳体部件分开制造。空气动力学壳体常制造为两个壳体部件，典型地为压力侧壳体部件和吸力侧壳体部件。两个壳体部件胶粘或以另外方式连接到主梁，并且还沿着壳体部件的前缘和后缘彼此胶粘到一起。这种设计的优点是关键的承载结构可单独制造，并因此较容易控制。进一步地，这种设计容许多种不同制造方法来生产梁，例如模制和纤维缠绕成型。

在上述第二种设计中，梁帽或主层压件与壳体一体成型，并与空气动力学壳体一起模制。主层压件典型地包括与叶片其余部分相比而言较高数量的纤维层，并且可形成风力涡轮机壳体的局部增厚部分，至少就上述数量的纤维层而言。因此，主层压件可形成叶片内的纤维插入部分。在这种设计中，主层压件构成承载结构。叶片壳体典型地设计为具有与压力侧壳体部件一体成型的第一主层压件和与吸力侧壳体部件一体成型的第二主层压件。第一主层压件和第二主层压件典型地借助于一个或多个抗剪腹板连接，上述抗剪腹板例如可为C形或I形的。对于很长叶片而言，叶片壳体还沿着纵向长度范围的至少一部分包括位于压力侧壳体内的附加的第一主层压件和位于吸力侧壳体内的附加的第二主层压件。这些附加的主层压件也可借助于一个或多个抗剪腹板连接。这种设计的优点是借助于模制叶片壳体部件而较容易控制叶片的空气动力学形状。

真空灌注或VARTM（真空辅助树脂传递模塑成型）是一个方法，其典型地用来制造复合结构，例如包括纤维增强基体材料的风力涡轮机叶片。

在填充模具的工艺过程中，真空——在此方面，所述真空理当理解为欠压或负压——借助于模腔内的真空出口而产生，由此液体聚合物经由入口通道被汲入模腔内，以填充所述模腔。当流动前沿朝真空通道移动时，由于负压，上述聚合物从入口通道向模腔内的所有方向分散。因此，重要的是最佳地定位入口通道和真空通道，以实现对模腔的完全填充。然而，确保聚合物在整个模腔内完全分布，常常是困难的，因此这经常导致所谓的干斑，即具有未充分浸渍树脂的纤维材料的区域。因此，干斑是纤维材料未被浸渍的区域，并且是可存在气穴的区域，这些区域难于或不可能通过控制真空压力和入口侧处的可能超压而去除。在采用刚性模具部件和呈真空袋形式的弹性模具部件的真空灌注技术中，可在填充模具工艺之后，通过在相应位置刺穿袋和通过例如借助于注射针来抽出空气，对干斑进行修补。液体聚合物可任选地注射进相应位置，这可例如也借助于注射针来完成。这是个耗时麻烦的过程。在大模具部件的情况下，工作人员必需站在真空袋上。这是不希望的，尤其在聚合物尚未硬化时是不希望的，这是因为它可导致已插入的纤维材料变形以及因此导致结构局部弱化，从而可例如引发屈曲效应。

在大多数情况下，所施加的聚合物或树脂是聚酯、乙烯基酯、或环氧树脂，但也可为PUR（聚氨酯）或pDCPD（聚双环戊二烯），纤维增强物最经常的是基于玻璃纤维或碳纤维的。环氧树脂在多个性能方面具有优点，例如固化期间的收缩性（转而潜在地导致层压件中的较少褶皱）、电性能、以及机械强度和疲劳强度。聚酯和乙烯基酯具备的优点是它们提供较好的对凝胶漆（gelcoat）的粘结性能。因此，在制造壳体过程中，通过在将纤维增强材料设置在模具内之前将凝胶漆施加到模具，可将凝胶漆施加到壳体的外表面。因此，可避免多种模制后的操作，例如喷涂叶片。进一步地，聚酯和乙烯基酯比环氧树脂便宜。因此，制造工艺可简化，成本可降低。

复合结构常包括覆盖有纤维增强材料的芯部材料，纤维增强材料例如为一个或多个纤维增强聚合物层。芯部材料可用作这些层之间的间隔物以形成夹层结构，并典型地由刚性轻质材料制成，以减小复合结构的重量。为了确保在浸渍工艺中高效分布液体树脂，芯部材料可设置有树脂分布网，例如通过在芯部材料表面内提供通道或沟槽来设置。

例如用于风力涡轮机的叶片随着时间推移已变得越来越大，并且现今可为超过60米长的，因为更多纤维材料必需浸渍聚合物，因此与制造这些叶片相关的浸渍时间增加了。此外，灌注工艺已变得更加复杂，这是因为对诸如叶片的大壳体构件的灌注，需要对流动前沿进行控制以避免干斑，所述控制可例如包括与时间相关的对入口通道和真空通道的控制。这增加了用于汲入或注射聚合物所需的时间。结果，聚合物必需保持液体状态较长时间，通常也造成固化时间增加。

树脂传递模塑成型（RTM）是与VARTM相似的制造方法。在RTM中，液体树脂不由于模腔内产生的真空而被汲入模腔内。替代地，液体树脂借助于入口侧处的超压而被迫进入模腔。

预浸料模塑成型是用预催化树脂来预浸渍增强纤维的方法。该树脂典型地在室温下为固态或近固态。将预浸料用手或机器设置到模具表面上，真空袋装，然后加热到容许树脂回流并最终固化的温度。这种方法具有的主要优点是纤维材料内的树脂内含物被预先精确设定。用预浸料工作是容易和清洁的，并且预浸料使自动化和节省劳动力变得可行。伴随着预浸料的缺点是材料成本比用于非浸渍纤维的高。进一步地，芯部材料需要由能够承受为了使树脂回流所需的工艺温度的材料制成。预浸料模塑成型可与RTM和VARTM工艺关联使用。

进一步地，可以通过使用外部模具部件和模具芯部制造一件式的中空模制件。这种方法可例如在EP 1 310 351中描述过，可易于与RTM、VARTM和预浸料模塑成型相结合。

发明内容

本发明的目的是部分地获得一种新叶片设计、该设计的中间产品以及一种用于制造这种风力涡轮机叶片和中间产品的新方法，其克服或缓解了现有技术缺点中的至少一个或者提供一种有用替代。

根据第一方面，本发明提供一种风力涡轮机叶片，其包括：承载结构，所述承载结构至少包括第一梁帽；以及空气动力学壳体，所述空气动力学壳体具有内表面和外表面，所述外表面形成所述风力涡轮机叶片的外表面的至少部分，其中所述承载结构连接到所述空气动力学壳体，其中所述空气动力学壳体包括位于叶片壳体的内表面处的第一凹部，且所述第一梁帽设置在所述空气动力学壳体的第一凹部内并且连接所述空气动力学壳体的第一凹部。所述空气动力学壳体包括位于所述第一凹部的第一侧部处的第一增厚部和位于所述第一凹部的第二侧部处的第二增厚部。所述第一凹部朝向所述凹部的第一侧部成锥形，并朝向所述凹部的第二侧部成锥形。所述第一梁帽朝向所述梁帽的第一侧部成锥形，并朝向所述梁帽的第二侧部成锥形。所述梁帽的第一侧部大体抵接或邻接所述凹部的第一侧部，且所述梁帽的第二侧部大体抵接或邻接所述凹部的第二侧部。

因此，由此看到，第一增厚部可朝向凹部（其第一侧部）成锥形，第二增厚部可朝向凹部（其第二侧部）成锥形，梁帽的侧部对应地成锥形，使得梁帽设置在凹部内时抵接凹部的侧部。由此，位于梁帽和凹部处的壳体结构之间的逐渐过渡部可获得低硬度过渡部分，由此降低最终风力涡轮机叶片内的应力集中。

凹部的侧部的锥形角可例如介于10和80度之间。相似地，梁帽的侧部的锥形角可介于10和80度之间。

通过分开制造空气动力学壳体和梁帽、以及后来将梁帽附接到空气动力学壳体的凹部，确保了承载结构可非常精确地定位在成品叶片内，在梁帽的锥形部分和空气动力学壳体的锥形部分之间实现渐变硬度过渡部。

清楚的是，风力涡轮机叶片形成为具有纵向的长形结构。空气动力学壳体和承载结构因此都可形成为沿着在叶片纵向上延伸的连接表面而彼此连接的长形结构。因此，也清楚的是，凹部沿叶片和空气动力学壳体的纵向延伸。

具有设置在叶片壳体内的凹部和附接到凹部的梁帽的设计，容许如下制造工艺，其中梁帽和空气动力学壳体可分开制造，且其中梁帽可在正确位置非常精确地附接到叶片壳体。

根据一有利实施方式，承载结构还包括第二梁帽，空气动力学壳体还包括位于叶片壳体的内表面处的第二凹部，且其中第二梁帽设置在空气动力学壳体的第二凹部内并连接到第二凹部。

第一凹部可形成在空气动力学壳体的压力侧壳体部件内，第二凹部可形成在空气动力学壳体的吸力侧壳体部件内。因此，清楚的是，第一梁帽形成附接到叶片的压力侧的承载结构部件，第二梁帽形成附接到叶片的吸力侧的承载结构部件。

所述第一增厚部和/或所述第二增厚部可形成为夹层结构，所述夹层结构包括一定数目的外表皮层、一定数目的内表皮层以及中间夹层芯部材料。

因此，可通过在第一增厚部和第二增厚部之间设有非增厚部（或凹部壳体部分），形成凹部。凹部壳体部分可简单地包括一定数目的纤维层，例如对应于并置的增厚部的内表皮和外表皮。

中间夹层芯部材料可为软木。中间夹层芯部材料也可为泡沫聚合物。

所有关联第一梁帽和第一凹部描述的实施方式，当然可应用于第二凹部和第二梁帽。

梁帽例如可根据关联第三方面描述的实施方式中的任一种，即具有位于侧部处的夹层芯部楔形部，而形成。

根据一有利实施方式，梁帽的夹层芯部材料是泡沫聚合物，空气动力学壳体的夹层芯部材料是软木。这就提供了一实施方式，其中叶片壳体可用较经济的软木制造。然而，软木可为导电的。通过在梁帽侧部处提供泡沫聚合物材料，可以将主层压件与软木电绝缘，这对于防雷保护目的可是有利的，尤其如果梁帽包括碳纤维也是有利的。

根据另一有利实施方式，所述第一梁帽包括沿着所述第一梁帽的第一侧部设置的第一唇部或翼部、以及沿着所述第一梁帽的第二侧部设置的第二唇部或翼部。第一唇部（或翼部）和第二唇部（或翼部）形成为自第一梁帽的第一侧部和第二侧部延伸并沿着上述第一梁帽的第一侧部和第二侧部延伸的突出部。第一唇部和第二唇部可形成为纤维增强结构。

在一个实施方式中，第一纤维唇部附接到所述空气动力学壳体的第一增厚部的内表面，且其中，第二纤维唇部附接到所述空气动力学壳体的第二增厚部的内表面。

在另一实施方式中，在内表面、凹部和梁帽的第一表面之间形成有腔室。腔室可由梁帽和凹部的锥形侧部形成，和/或它可由第一纤维唇部和第二纤维唇部形成。

进一步地，唇部或突出元件可作用为胶粘剂阻隔装置，使得仅所需的胶粘剂可注射进腔室，或通过从腔室的一个纵向端部注射胶粘剂并在腔室的第二端部处收集过量胶粘剂，可去除所述过量胶粘剂。

梁帽可借助于填充腔室的粘着剂连接到壳体的凹部。实践中，粘着剂可在梁帽设置在凹部内之前施加，或者它可注射进在梁帽和凹部之间所形成的腔室。

本发明的第一方面也提供一种制造风力涡轮机叶片的方法，其中所述方法包括如下步骤：a）制造具有第一凹部的空气动力学壳体，所述空气动力学壳体制造为使得它包括位于所述第一凹部的第一侧部处的第一增厚部和位于所述第一凹部的第二侧部处的第二增厚部，且使得所述第一凹部朝向所述凹部的第一侧部成锥形，并且朝向所述凹部的第二侧部成锥形，b）制造至少包括第一梁帽的承载结构，所述第一梁帽制造为使得它朝向所述梁帽的第一侧部成锥形，且还朝向所述梁帽的第二侧部成锥形，c）在所述空气动力学壳体的第一凹部内设置所述第一梁帽，使得所述梁帽的第一侧部大体抵接或邻接所述凹部的第一侧部，且所述梁帽的第二侧部大体抵接或邻接所述凹部的第二侧部，以及d）将所述第一梁帽连接到所述空气动力学壳体。有利地，在步骤d）中，所述第一梁帽胶粘到所述空气动力学壳体。

根据第二方面，第二方面可与第一方面关联使用，本发明提供一种风力涡轮机叶片，其包括：至少包括第一梁帽的承载结构，其中，第一梁帽预制为包括第一纤维增强材料和第一基体材料的纤维增强物体；以及空气动力学壳体，其用包括第二纤维增强材料和第二基体材料的纤维增强材料制成，其中，所述承载结构连接到所述空气动力学壳体，且其中，所述第二基体材料是聚酯或乙烯基酯，所述第一基体材料是不同于聚酯或乙烯基酯的聚合物材料。空气动力学壳体是薄型壳体，其限定风力涡轮机叶片的外轮廓以及因此限定叶片的空气动力学形状。

所述第二基体材料可有利地是环氧基树脂。在一个实施方式中，第二基体材料（例如环氧基树脂）是热固化树脂，与通过例如产生放热的催化化学反应而固化的树脂相比。热固化树脂可有利地为热固性树脂，但原理上也可为热塑性材料。

因此，根据一高度有利实施方式，借助于通过诸如放热化学反应的催化化学反应而固化的树脂，制成壳体。另一方面，借助于诸如环氧树脂的热活化树脂，制造和固化梁帽。因此，空气动力学壳体可借助于相对便宜的材料和模具制成，而梁帽可在加热模具内、并用尤其在收缩性（转而导致层压件内的较少褶皱）、电性能、以及机械强度和疲劳强度方面具有优点的基体材料制成。进一步地，壳体的制造和关键承载结构的制造彼此分开，意味着较容易控制各结构的制造。因此，确立了用于制造叶片壳体的成本优化的制造方法，同时确保了用于叶片承载结构的最关键部件即梁帽的优化机械性能。进一步地，可借助于窄得多的模具制造梁帽。因此，如果必需，后期修理可更容易实施，而无需在纤维增强材料周围走来走去。

根据一有利实施方式，第一基体材料是环氧基树脂。根据另一有利实施方式，第一纤维增强材料包括碳纤维。因此，与用于承载结构的纤维增强材料的重量和数量相比，承载结构可制造得相对较硬。因此，叶片可制造得较轻和/或较小程度的弹性，因此降低传递到轮毂以及风力涡轮机其余部分的力矩、并降低叶片的如下风险，即叶片偏转到叶片在转子转动过程中可能碰撞风力涡轮机塔架的程度。进一步地，碳纤维是可与环氧树脂相兼容的，因此提供基体材料内的良好机械结合。总之，与诸如玻璃纤维增强叶片相比，使用碳纤维，使得制造较长或较轻叶片变得可行，从而无需预弯曲叶片以使它们在未受力状态下远离塔架而弯曲。

清楚的是，风力涡轮机叶片形成为具有纵向的长形结构。空气动力学壳体和承载结构因此都形成为沿着在叶片纵向上延伸的连接表面而彼此连接的长形结构。

空气动力学壳体可有利地形成为薄型或相对薄型的壳体。

第一纤维增强材料可大体由碳纤维构成。然而，梁帽也可包括具有碳纤维和玻璃纤维两者的混合垫。根据一有利实施方式，梁帽的增强纤维包括至少25%、或至少30%、或至少35%、或至少 40%、或至少50%、或至少 60%、或至少 70%、或至少 80%、或至少90%碳纤维。增强纤维可甚至完全由碳纤维构成。在一有利实施方式中，可使用包括玻璃纤维和碳纤维两者的混合垫，其中纤维总量按体积计大约35%是碳纤维。

根据一个实施方式，第二纤维增强材料是玻璃纤维。玻璃纤维是可与聚酯基树脂相兼容的，因此提供基体材料内的良好机械结合。因此，空气动力学壳体可由与例如碳纤维和环氧基树脂相比而言相对经济的材料制成。

根据一高度有利实施方式，空气动力学壳体的外表面涂覆有凝胶漆。凝胶漆可易于被施加到聚酯或乙烯基酯基复合物，这是由于聚酯和乙烯基酯可与凝胶漆的苯乙烯化学结合。因此，包括作为基体材料的聚酯或乙烯基酯基树脂的空气动力学壳体具有如下优点，即在制造壳体过程中，凝胶漆可被施加到壳体外表面，例如通过在铺设纤维增强材料之前将凝胶漆施加到模具表面。因此，可避免诸如喷涂叶片的多种模制后操作，由此可简化制造工艺并可降低成本。

因此，可以看到，与由玻璃纤维增强聚酯制成并由凝胶漆覆盖的有利薄型空气动力学壳体连接的碳纤维增强的梁帽的结合，提供制造相对硬和较长叶片的可能性，其中简化了模制后操作。

根据一个实施方式，第一梁帽粘接到空气动力学壳体，有利地借助于环氧基粘着剂。

根据另一实施方式，承载结构还包括第二梁帽。在一个有利实施方式中，第一梁帽和第二梁帽借助于至少第一抗剪腹板连接，有利地也借助于第二抗剪腹板连接。第一抗剪腹板和/或第二抗剪腹板可有利地为C形腹板或I形腹板。因此，清楚的是，梁帽和腹板可分开制造，且然后在后来彼此连接，例如通过将这些部件彼此胶粘，以形成承载结构。然后，可在后来将空气动力学壳体连接到承载结构。

根据又一实施方式，空气动力学壳体由至少第一壳体部件和第二壳体部件制成，第一壳体部件例如为吸力侧壳体部件，第二壳体部件例如为压力侧壳体部件。第一壳体部件和第二壳体部件可例如沿着风力涡轮机叶片的前缘和后缘沿着结合线而彼此连接。

可以单独制造多个第一梁帽，并将它们连接或粘接到壳体部件。因此，第一梁帽可连接到第一壳体部件，且第二梁帽可连接到第二壳体部件。后来，包括梁帽的壳体部件可彼此粘接，且抗剪腹板设置于梁帽之间。

在一替代性实施方式中，承载结构是翼梁（spar）或梁（beam）。这就提供了替代性实施方式，其中承载结构可形成为单个一体结构，例如箱形或圆柱体翼梁，薄型空气动力学壳体后来粘接到承载结构。

本发明的第二方面也提供一种制造风力涡轮机叶片的方法，其中所述方法包括如下步骤：a）制造至少包括作为纤维增强物体的第一梁帽的承载结构，所述纤维增强物体包括第一纤维增强材料和第一基体材料，b）制造作为纤维增强材料的空气动力学壳体，所述纤维增强材料包括第二纤维增强材料和第二基体材料，以及c）将承载结构连接到空气动力学壳体，其中第二基体材料是聚酯或乙烯基酯，第一基体材料是不同于聚酯或乙烯基酯的聚合物材料。

根据所述方法的一有利实施方式，步骤a）包括供应和固化第一树脂，以形成承载结构的步骤。在另一有利实施方式中，步骤b）包括供应和固化聚酯或乙烯基酯，以形成空气动力学壳体的步骤。在又一实施方式中，步骤c）包括将承载结构粘接到空气动力学壳体的步骤，例如借助于环氧基粘着剂。

第一梁帽和/或空气动力学壳体可有利地借助于真空辅助树脂传递模塑成型（VARTM）工艺制成。空气动力学壳体可在第一模具部件内制成。第一梁帽可在第二模具部件内制成。如果空气动力学壳体制造为单独壳体部件，例如后来沿着叶片的前缘和后缘彼此粘接的压力侧壳体部件和吸力侧壳体部件，则单独壳体部件当然可在单独第一模具部件内制造。

进一步地，清楚的是，VARTM方法中的多种复合结构可使用模具结构，所述模具结构包括刚性模具部件和真空袋，所述真空袋密封到刚性模具部件以形成位于它们之间的模腔。纤维增强材料设置在模腔内，将诸如树脂的基体材料供应到模腔。

然后或者可提供树脂，上述树脂与纤维增强材料结合作为预浸料。替代地，纤维增强材料可设置为干的形式，且以后供应树脂。也可以使用预浸料和被供应到纤维增强材料的树脂的结合形式，以改善润湿。

在一个实施方式中，步骤a）还包括制造第二梁帽以及一个或多个抗剪腹板、并且在所述第一梁帽和所述第二梁帽之间连接所述一个或多个抗剪腹板的步骤。在另一实施方式中，步骤b）包括将凝胶漆供至空气动力学壳体的外表面的步骤。

典型地，在将纤维增强材料铺设到模具内之前，将凝胶漆施加到模具的成形表面。

根据第三方面，本发明也提供一种用于连接到空气动力学壳体的预制梁帽，所述梁帽包括沿着纵轴定向的长形结构，所述长形结构具有用于连接到空气动力学壳体的第一表面、背对第一表面的第二表面、第一侧部、以及与第一侧部对置的第二侧部，其中所述梁帽包括主层压件，所述主层压件包括位于第一表面和第二表面之间并嵌入聚合物基体的一定数目的纤维增强层，且其中所述梁帽还包括位于梁帽的第一侧部处并邻近主层压件的第一夹层芯部材料，第一夹层芯部材料沿朝向主层压件的方向成锥形，以提供第一芯部材料和主层压件之间的逐渐过渡部。

这种预制梁帽在它附接到空气动力学壳体时，提供提高硬度的过渡部和改善应力的过渡部。这尤其涉及与具有带有夹层芯部材料的夹层构造的空气动力学壳体的附接，例如在成品风力涡轮机叶片内邻接预制梁帽。

第一夹层芯部材料可夹在内、外表皮之间。术语“内”和“外”可理解为是相对于成品风力涡轮机叶片而言的。因此，内表皮是当附接到空气动力学壳体时面朝叶片内部的一侧，而外表皮是面朝空气动力学壳体的一侧。

根据一有利实施方式，预制梁帽还可包括位于梁帽的第二侧部处并邻近主层压件的第二夹层芯部材料，第二夹层芯部材料沿朝向主层压件的方向成锥形，以提供第二芯部材料和主层压件之间的逐渐过渡部。因此，可以看到，梁帽可制造为具有中心设置的主层压件，且夹层芯部材料位于梁帽的两个侧部处。

通过主层压件来表示优选包括多个纤维增强层的纤维插入部分，所述多个纤维增强层形成成品风力涡轮机叶片的承载结构。

第一芯部材料可附加地朝向梁帽的第一侧部成锥形。第二芯部材料也可朝向梁帽的第二侧部成锥形。因此，可以看到，在横截面内，芯部材料可成形为楔形或双楔形。

主层压件也可朝向第一侧部和/或第二侧部成锥形。这可例如借助于使纤维增强层的侧边缘互相移置和/或借助于通过主层压件的厚度使各层宽度改变，来实现。这就提供一特别有利的实施方式，其中在夹层芯部材料和主层压件之间获得渐变硬度过渡部。另外，各个层的侧部可成锥形或倒角。

夹层芯部材料可例如为软木或泡沫聚合物。

主层压件和第一夹层芯部材料和/或第二夹层芯部材料之间的过渡部可形成10至80度锥形角的角度。

术语“预制的”表示梁帽在例如通过粘着剂等连接到空气动力学壳体之前单独制造。预制的梁帽可为预固定的（pre-consolidated）或优选地为预固化的。

根据第四方面，本发明提供一种制造前述具有凹部的空气动力学壳体的方法。因此，本发明提供一种制造用于风力涡轮机的空气动力学壳体部件的方法，所述空气动力学壳体部件包括凹部，所述凹部用于在所述凹部内部设置和连接梁帽，所述方法包括如下步骤：a）提供第一模具部件，所述第一模具部件具有限定空气动力学壳体部件的外部的一部分的第一成形表面，b）将纤维增强材料以及可选的还有夹层芯部材料铺设在第一模具内并位于第一成形表面上，c）设置一个或多个插件，所述一个或多个插件具有与空气动力学壳体部件的凹部的至少侧部对应的外部形状，d）将树脂供应到所述纤维增强材料以及可选的还有夹层芯部材料，e）固化或预固定树脂，以及f）移除所述一个或多个插件。

树脂可在步骤d）中借助于预浸料供应到纤维材料，即与铺设纤维增强材料同时进行，或以后供应。也可以使用预浸料和被供应到纤维材料的附加树脂的结合形式。树脂优选地在移除一个或多个插件从而在空气动力学壳体部件内留下印痕或凹部之前固化。

这种制造方法提供在正确位置用凹部形成空气动力学壳体并用于在正确位置将梁帽连接到叶片壳体的简单方法。进一步地，插件确保纤维材料和夹层芯部材料不从模具的侧部滑落以及在铺设层内引发褶皱。

所述一个或多个插件例如可成形为与梁帽的至少外部形状对应的仿造模型（dummy），其待插入并连接到凹部。这就提供了一种确保凹部形状大体对应梁帽形状的简单方法。

因此，所述一个或多个插件具有至少对应梁帽的外表面的外部形状。

仿造模型插件可形成为对应整个凹部的单一元件。替代地，它可由一定数目的插件组成，各插件形成所述凹部的单独纵向部段。因此，所述一个或多个插件可包括第一插件和第二插件，第一插件形成凹部的第一侧部的至少一部分，第二插件形成凹部的第二侧部的至少一部分。与所述仿造模型相似，第一插件和第二插件可分别形成凹部的整个第一侧部和第二侧部。替代地，它们可由一定数目的第一侧部插件和第二侧部插件形成，各侧部插件分别形成凹部的第一侧部和第二侧部的纵向部段。各个插件也可通过彼此间隔在纵向部段内分隔，因此仅沿着凹部的部分设置。在这种实施方式中，各个部分将仍旧作用为确保非常精确地形成凹部位置，并且确保纤维材料和夹层芯部部件不从模制表面的侧部滑落。

有利地，将诸如蜡物质的释放材料施加到所述一个或多个插件，以防止所述一个或多个插件粘接到空气动力学壳体的材料。

如前所述，所述方法可包括利用真空灌注，例如真空辅助树脂传递模塑成型（VARTM）。

在一个实施方式中，将真空袋施加到纤维增强材料、可选的夹层芯部材料、以及一个或多个插件上，并且将真空袋密封到第一模具部件。

因此，模腔形成于第一有利地刚性模具部件和第一真空袋之间。纤维增强材料、可选的夹层芯部材料、以及一个或多个插件因此设置在模腔内。模腔附接到真空源，所述真空源首先抽空模腔。因此，由于从真空袋施加的力，设置在模腔内的材料被压缩。这也确保了所述一个或多个插件被抵压住纤维增强材料，因此提供根据预定凹部的印痕。

在另一实施方式中，将第一真空袋施加到纤维增强材料和可选的夹层芯部材料，其中所述一个或多个插件设置在第一真空袋的顶部上，且其中第二真空袋设置在所述一个或多个插件的顶部上。

将第一和第二真空袋密封，以形成第一模腔和第二模腔。首先这两个模腔抽空。然后，使树脂流动和/或注射进第一模腔内，因此润湿纤维材料。其后，将树脂预固定或固化，并可将插件与真空袋一起移除。这种实施方式的优点是容易移除插件，而无需施加释放材料或涂料到所述一个或多个插件。

清楚的是，设置有唇部或翼部的梁帽的中间产品本身就是新颖的和具有创造性的。因此，根据第五方面，本发明提供一种用于连接到空气动力学壳体的预制梁帽，所述梁帽包括沿着纵轴定向的长形结构，所述长形结构具有用于连接到空气动力学壳体的第一表面、背对第一表面的第二表面、第一侧部、与第一侧部对置的第二侧部，其中所述第一梁帽包括沿着第一梁帽的第一侧部设置的第一唇部、以及沿着第一梁帽的第二侧部设置的第二唇部。

第一唇部和第二唇部形成为从所述第一梁帽的第一侧部和第二侧部延伸并沿着所述第一梁帽的第一侧部和第二侧部延伸的突出部。第一唇部和第二唇部可形成为纤维增强结构。

清楚的是，本发明的前述多个方面可以任何方法相结合，并通过空气动力学壳体和承载结构的制造分开这一共同方面而关联。也清楚的是，第三、第四以及第五实施方式进一步通过共同的具有创造性的构思而关联，所述构思是通过在空气动力学壳体内提供用于插入和附接梁帽以及特别适用于这种设计的中间产品的凹部而形成叶片。

清楚的是，本发明特备适用于大型结构。因此，本发明优选地涉及具有至少30米、40米、45米或50米总长的风力涡轮机叶片以及中间结构。

本发明也构想一种根据前述方面和实施方式中任一种的风力涡轮机叶片，其包括一定数目的叶片，例如两个或三个。

附图说明

以下参照附图所示实施方式详细解释本发明，其中：

图1示出一风力涡轮机，

图2示出根据本发明的一风力涡轮机叶片的示意图，

图3示出设置在模具内的空气动力学壳体部件和梁帽，

图4示出根据本发明的用于制造空气动力学壳体部件的第一实施方式，

图5示出根据本发明的用于制造空气动力学壳体部件的第二实施方式，

图6示出根据本发明的用于制造梁帽的一实施方式，

图7示出根据本发明的梁帽的第一实施方式，

图8a和8b示出根据本发明的梁帽的第二和第三实施方式，

图9示出根据本发明的用于制造风力涡轮机叶片的另一实施方式，

图10示出用于制造空气动力学壳体部件的一套部件的第一实施方式，

图11示出用于制造空气动力学壳体部件的一套部件的第二实施方式，

图12示出用于制造空气动力学壳体部件的一套部件的第三实施方式，以及

图13示出用于制造空气动力学壳体部件的一套部件的第四实施方式。

具体实施方式

图1图示根据所谓的“丹麦概念”的常规的现代迎风风力涡轮机，其具有塔架4、机舱6以及具有大致水平转子轴的转子。转子包括轮毂8和自轮毂8沿径向延伸的三个叶片10，各叶片均具有最接近轮毂的叶片根部16和最远离轮毂8的叶片尖部14。转子具有表示为R的半径。

图2示出根据本发明的风力涡轮机叶片10的第一实施方式的示意图。风力涡轮机叶片10具有常规风力涡轮机叶片的形状，并包括最接近轮毂的根部区域30、最远离轮毂的轮廓区域或翼型区域34、以及位于根部区域30和翼型区域34之间的过渡区域32。叶片10 包括前缘18和后缘20，当叶片安装在轮毂上时，前缘18面向叶片10的转动方向，后缘20面向前缘18的反向。

翼型区域34（也称作轮廓区域）具有对于产生升力而言理想的或几乎理想的叶片形状，然而根部区域30由于结构考量而具有大致圆形或椭圆形横截面，这例如使得将叶片10安装到轮毂较容易和较安全。根部区域30的直径（或弦）可沿着整个根部区域30恒定。过渡区域32具有从根部区域30的圆形或椭圆形形状渐变为翼型区域34的翼型轮廓的过渡轮廓。过渡区域32的弦长典型地随着与轮毂相距的距离r的增加而增加。翼型区域34具有一翼型轮廓，该翼型轮廓具有在叶片10的前缘18和后缘20之间延伸的弦。该弦的宽度随着与轮毂相距的距离r的增加而减小。

叶片10的台肩40限定为叶片10具有其最大弦长的位置。台肩40典型地设置在过渡区域32和翼型区域34之间的边界处。

应注意，叶片的不同部分的弦通常不位于共用平面内，这是由于叶片可扭转和/或弯曲（即预弯曲），因此使弦平面具有对应扭转和/或弯曲的路线，这是最经常的情况，以为了补偿依赖于从轮毂开始的半径的叶片的局部速度。

叶片典型地由压力侧壳体部件36和吸力侧壳体部件38制成，压力侧壳体部件36和吸力侧壳体部件38沿着叶片20的前缘18和后缘20处的结合线彼此胶粘。

图3示出贯穿用于风力涡轮机叶片的制造方法中的第一模具部件150的横截面视图。第一模具部件150包括第一模制表面，上述第一模制表面限定成品风力涡轮机叶片的外表面，在此示出为叶片的压力侧。

一定数目的第一纤维层、芯部部分和增强部段设置在成形表面处，这些部分被包括在风力涡轮机叶片的第一空气动力学壳体部件（或压力侧壳体部件）136内。空气动力学壳体部件136可例如通过首先将蜡物质施加到模制表面从而能够在模制后移除壳体部件，而制造。然后，在将诸如由纤维玻璃层制成的一定数目的外表皮层178设置在模具内之后，可将凝胶漆施加到上述表面。第一中间夹层芯部材料182和第二中间夹层芯部材料184，例如软木，设置在外表皮层178的顶部上，以分别形成第一空气动力学壳体部件136的第一增厚部172和第二增厚部174。实际上，在两个增厚部172、174之间形成第一凹部176。之后，一定数目的内表皮层180，例如玻璃纤维，设置在外表皮层178与第一和第二中间夹层芯部材料182、184的顶部上。另外，诸如玻璃纤维的一定数目的纤维层可夹在外表皮层178和内表皮层180之间，以形成前缘增强部192和/或后缘增强部194。

最后，将真空袋（未示出）施加到纤维材料和夹层材料的顶部上，并抵靠着第一成形部件150密封，以在第一模具部件150和真空袋之间形成模腔。然后，利用真空源（未示出）抽空模腔，将树脂经由树脂入口（未示出）供应至模腔，以完全润湿纤维材料。最后，将树脂固化以形成第一空气动力学壳体部件136。

在已制成第一空气动力学壳体部件136后，将预制第一梁帽160设置在第一空气动力学壳体部件136的第一凹部176内。预制第一梁帽160可有利地制造为具有从第一梁帽160的第一侧部162突出的第一唇部或翼部166和从第一梁帽160的第二侧部164突出的第二唇部或翼部168。第一翼部166和第二翼部168分别抵接第一空气动力学壳体部件136的第一增厚部172和第二增厚部174。第一梁帽160与第一和第二翼部166、168可有利地形成如下尺寸，使得在第一梁帽160和凹部176的内表面之间形成小腔室186。可在将第一梁帽160设置在凹部176内之前，将诸如环氧基胶粘剂的粘着剂施加到凹部176的表面。替代地，粘着剂可注射进腔室内，然后固化，以将第一梁帽160附接到第一空气动力学壳体部件136的凹部176。翼部166、168可作用为胶粘剂阻隔装置，使得仅所需的胶粘剂可注射进腔室，或者可通过从腔室186的一个纵向端部注入胶粘剂并在腔室的第二端部处收集过量胶粘剂，而除去所述过量胶粘剂。清楚的是，翼部166、168不一定必需沿着梁帽的整个纵向长度范围延伸，而仅需要定位在梁帽的多个部段处。

第一梁帽160沿叶片的纵向延伸，并形成为成品叶片的承载结构。

如图3所示，第一空气动力学壳体部件136的第一增厚部182的侧部和第二增厚部184的侧部朝向第一凹部176成锥形。相同地，梁帽160的厚度朝向梁帽160的第一侧部162和第二侧部164成锥形。优选地，凹部176和梁帽160形成为使得它们的侧部彼此大体抵接，从而获得这两个结构之间的逐渐过渡部。

还清楚的是，梁帽160可不设置翼部166、168。梁帽和凹部之间的腔室可仍旧由梁帽的锥形侧部和凹部的锥形侧部形成，例如通过使梁帽的底表面比凹部的底表面略宽。

已关联压力侧壳体部件136和第一梁帽160描述了图3。相同地，吸力侧壳体部件和第二梁帽分开制造，并通过粘着剂彼此附接。吸力侧壳体也包括凹部，第二梁帽设置在吸力侧壳体部件的凹部内。然后，例如通过沿着这两个壳体部件的前缘和后缘形成结合线并将它们彼此粘接，将这两个壳体部件（具有附接的梁帽）连接到彼此。另外，抗剪腹板呈诸如I形或C形腹板形式可设置在梁帽之间。在这种设置中，在附接抗剪腹板之前，将梁帽然后粘接到壳体部件。

用于形成空气动力学壳体部件的树脂优选地为乙烯基酯或聚酯基树脂，这是由于这使得能够使用凝胶漆，借此可避免诸如喷涂等一定数目的模制后操作。

图4图示形成第一空气动力学壳体部件136的第一凹部176的第一种方法。在这种实施方式中，在两个增厚部172、174之间设置仿造模型插件190。上述仿造模型插件大体具有与第一梁帽160的形状对应的形状。优选地，仿造模型插件比梁帽160略大，以确保梁帽160以后可实际上配合进凹部176内。当制造第一空气动力学壳体部件136时，将真空袋施加到纤维材料、夹层芯部材料和仿造模型插件190的顶部上。通过将真空施加到在真空袋188和第一模具部件150之间所形成的真空腔室，仿造模型插件190抵压住纤维材料，因而留下期望的印痕。通过使用仿造模型插件190，确保了在铺设过程中，凹部176被适当地对准，且纤维材料和夹层芯部材料不滑落。仿造模型插件190当然以后并且在附接第一梁帽160之前移除。

图5图示形成第一空气动力学壳体部件136的第一凹部176的第二种方法。在这种实施方式中，替代地，第一侧部插件196和第二侧部插件198用于分别形成第一凹部176的第一侧部和第二侧部。第一空气动力学壳体部件可如所述地关联其它实施方式，通过将真空袋设置在纤维材料、夹层芯部材料和侧部插件的顶部上，借助于真空辅助树脂传递模塑成型（VARTM）而制成。

图10-13示出根据本发明的用于制造空气动力学壳体部件的成套部件的多种实施方式。

图10a-c示出根据本发明的成套部件的第一实施方式。成套部件包括第一模具部件250和一定数目的仿造模型插件290。仿造模型插件290设置有导销291，导销291可与设置在第一模具部件250的第一成形表面内的孔252机械接合。在将形成空气动力学壳体的表皮层的纤维层铺设之后，仿造模型插件290可如图10b和10c所示地通过将仿造模型插件290的导销291插入第一模具部件250的孔252，附接到第一模具部件。之后，构成空气动力学壳体部件的其余部件可设置在第一模具部件250的第一成形表面上。仿造模型插件290起作用以保持模具部件250侧部处的材料，使得所述材料不滑落，并不引发成品结构内的褶皱。进一步地，它们起作用以非常精确地控制成品空气动力学壳体部件内的凹部的位置。仿造模型插件290可如图10a所示地设置为单独模具，这些单独模具各自沿着凹部的不同纵向部分延伸。仿造模型插件也可如图10a所示地设置有彼此间隔。

图11a-c示出根据本发明的成套部件的第二实施方式。第二实施方式与第一实施方式相似，相似标号标示相似部件。然而，在这种实施方式中，替代地，一定数目的第一侧部插件296和第二侧部插件298用于形成第一凹部的第一侧部和第二侧部。各插件部件可借助于第一模具部件250’成形表面内的接合孔的导销或杆293，附接到成形表面。

图12示出根据本发明的成套部件的第三实施方式的立体图。第三实施方式与第一实施方式相似，相似标号也标示相似部件。第三实施方式不同于第一实施方式之处在于，分段插件390彼此邻接，使得它们一起对应成品空气动力学壳体部件内的整个凹部。在所示实施方式中，插件仅具有与待插入空气动力学壳体部件内的梁帽的下部部分对应的形状。然而，可采用多种形状。当然也可以通过使一些插件彼此邻接、并且使其它插件设置为在它们之间具有彼此间隔，来利用第一和第三实施方式的结合形式。

图13示出根据本发明的成套部件的第四实施方式的立体图，其与第二实施方式相似，其中相似标号标示相似部件。第四实施方式的不同之处在于，各个第一侧部插件396设置为彼此邻接并一起形成凹部的第一侧部，而各个第二侧部插件398设置为彼此邻接并一起形成凹部的第二侧部。

第一至第四实施方式的成形表面内的孔，可设置有真空泵，以在将真空施加到模腔时，施加真空。孔可设置有阀，当以后将树脂注射进模腔内时，上述阀可关断。在固化后，上述阀可重新打开，使得可再次容易地移除插件。

插件可由铝或聚丙烯材料、或与树脂不粘接的另一材料制成。插件可用蜡、或使插件易于移除的防滑材料处理。

使用导孔，将在空气动力学壳体部件内留下孔。然而，当梁帽以后插入并结合到空气动力学壳体部件时，这种孔将填充树脂或粘着剂。在脱模后，可能必需实施小修补，例如通过利用简单的凝胶漆修补。

进一步地，图10和11所示实施方式的插件部段可由挠性材料连接，挠性材料例如位于分段插件的侧部之间，使得挠性材料与插件部段一起形成连续侧部部件。这些连续侧部部件可有助于提供边界，这将有助于纤维材料和夹层芯部材料的铺设，由此便于凹部的非常精确定位。具有插件部段和互连挠性材料的结合单元可设置在与定位于基架（bed frame）内的板条(slat)相似的模具内。

图6示出贯穿用于第一梁帽160的制造方法中的梁帽模具部件161的横截面图。梁帽模具部件161包括与第一梁帽160外表面对应的成形表面。将一定数目的纤维增强层（未示出）设置在成形表面的顶部上，之后，将真空袋163施加到纤维增强层的顶部上，以在有利地刚性的第二模具部件161和真空袋163之间形成模腔165。然后，通过利用真空源（未示出）抽空模腔165，之后，经由树脂入口（未示出）将树脂供应到模腔165，以润湿纤维增强材料。最后，将树脂固化或至少预固定，以形成预制第一梁帽160。

图7示出根据本发明的梁帽的第一实施方式。在这种实施方式中，整个梁帽由纤维增强聚合物形成，纤维增强聚合物有利地为嵌入环氧基体材料内的碳纤维。由此，整个梁帽结构构成连接到叶片的空气动力学壳体部件的承载结构（或主层压件）。

图8a示出根据本发明的梁帽的第二实施方式。这种实施方式不同于第一实施方式之处在于，第一夹层芯部材料167材料设置在梁帽160的第一侧部162处，第二夹层芯部材料169材料设置在梁帽的第二侧部164处。因此，包括多个堆叠纤维增强层、优选地包括碳纤维的梁帽160的中心部分，构成连接到叶片的空气动力学壳体部件的承载结构（或主层压件）。在有利实施方式中，第一和第二夹层芯部材料167、169是泡沫聚合物。这就提供了如下优点，即空气动力学壳体的增厚部的软木可为与梁帽的主层压件的碳纤维电绝缘的。空气动力学壳体部件的增厚部也可包括泡沫聚合物，至少在最接近凹部和梁帽的区域内包括泡沫聚合物，以确保电绝缘。

图8b示出根据本发明的梁帽的第三实施方式。这种实施方式与第二实施方式对应，其中相似标号标示相似部件。第三实施方式不同于第二实施方式之处在于，位于侧部162’、164’处的夹层芯部材料167’、169’成锥形，使得它们延伸进主层压件，且纤维层设置在锥形材料的内部和外部。

图9示出根据本发明的用于制造风力涡轮机叶片的另一实施方式。这种实施方式与关联图3描述的实施方式对应，但不同之处在于，承载结构在附接到第一壳体部件之前组装。因此，包括第一梁帽160、第二梁帽260、以及第一抗剪腹板197和第二抗剪腹板199的承载结构，在粘接到第一空气动力学壳体部件之前单独组装。之后，将第二空气动力学壳体部件（未示出）设置在承载结构和第一空气动力学壳体部件的顶部上，使得第二梁帽260粘接到第二空气动力学壳体部件的凹部，第一和第二壳体部件沿着这些壳体部件的前缘和后缘处的结合线彼此粘接。

已参照有利实施方式描述了本发明。然而，本发明并不局限于所例示的实施方式，在不偏离本发明范围的情况下，可进行替代和修改。例如，已描述了风力涡轮机叶片在叶片各侧面处仅具有单个凹部和梁帽。然而，尤其对于很大的叶片而言，叶片可包括附加的承载结构（或主层压件）。因此，本发明也可设想到具有纵向截面的实施方式，其中空气动力学壳体在各侧面上包括两个或更多凹部，且单独制造的梁帽设置在凹部内并附接到凹部。在具体实施方式中，以环氧基粘着剂为例描述了梁帽和空气动力学壳体之间的结合。然而，在替代性实施方式中，梁帽在设置在空气动力学壳体的凹部内之前，被涂覆底漆(primer)。底漆可提供与空气动力学壳体的乙烯基酯或聚酯的化学结合。因此，在将梁帽已设置好，以提供与梁帽的附接之后，可执行对叶片壳体的固化。并且，可以在以后灌注聚酯或乙烯基酯，然后固化结构。

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Claims (24)

1.一种风力涡轮机叶片，包括：

承载结构，所述承载结构至少包括第一梁帽，以及

空气动力学壳体，所述空气动力学壳体具有内表面和外表面，所述外表面形成所述风力涡轮机叶片的外表面的至少部分，其中

所述承载结构连接到所述空气动力学壳体，其中

所述空气动力学壳体包括位于叶片壳体的内表面处的第一凹部，

    其中，所述空气动力学壳体包括位于所述第一凹部的第一侧部处的第一增厚部和位于所述第一凹部的第二侧部处的第二增厚部，以及

    其中，所述第一凹部朝向所述凹部的第一侧部成锥形，并朝向所述凹部的第二侧部成锥形，以及

所述第一梁帽设置在所述空气动力学壳体的第一凹部内，

    其中，所述第一梁帽朝向所述梁帽的第一侧部成锥形，并且还朝向所述梁帽的第二侧部成锥形，以及

    其中，所述梁帽的第一侧部大体抵接或邻接所述凹部的第一侧部，且所述梁帽的第二侧部大体抵接或邻接所述凹部的第二侧部。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中

所述承载结构还包括第二梁帽，以及

所述空气动力学壳体还包括位于所述叶片壳体的内表面处的第二凹部，例如形成于所述空气动力学壳体的压力侧壳体部件内，且其中

所述第二梁帽设置在所述空气动力学壳体的第二凹部内，例如形成于所述空气动力学壳体的吸力侧壳体部件内。

3.根据权利要求2所述的风力涡轮机叶片，其中所述第一凹部形成于所述空气动力学壳体的压力侧壳体部件内，且所述第二凹部形成于所述空气动力学壳体的吸力侧壳体部件内。

4.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一增厚部和/或所述第二增厚部形成为夹层结构，所述夹层结构包括一定数目的外表皮层、一定数目的内表皮层以及中间夹层芯部材料。

5.根据权利要求4所述的风力涡轮机叶片，其中，所述中间夹层芯部材料是软木。

6.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一梁帽包括沿着所述第一梁帽的第一侧部设置的第一唇部、以及沿着所述第一梁帽的第二侧部设置的第二唇部，例如，其中第一纤维唇部附接到所述空气动力学壳体的第一增厚部的内表面，且第二纤维唇部附接到所述空气动力学壳体的第二增厚部的内表面。

7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，在所述凹部的内表面和所述梁帽的第一表面之间形成有腔室，例如，其中所述梁帽借助于填充所述腔室的粘着剂连接到所述壳体的凹部。

8.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述梁帽包括主层压件，所述主层压件包括位于第一表面和第二表面之间并且嵌入聚合物基体内的一定数目的纤维增强层，且其中，所述梁帽还包括第一夹层芯部材料，所述第一夹层芯部材料位于所述梁帽的第一侧部处并邻近所述主层压件，所述第一夹层芯部材料沿朝向所述主层压件的方向成锥形，以提供所述第一芯部材料和所述主层压件之间的逐渐过渡部。

9.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一梁帽预制造为包括第一纤维增强材料和第一基体材料的纤维增强物体，且其中，所述空气动力学壳体用包括第二纤维增强材料和第二基体材料的纤维增强材料制成，且其中，所述第二基体材料是聚酯或乙烯基酯，所述第一基体材料是不同于聚酯或乙烯基酯的聚合物材料。

10.根据权利要求9所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一基体材料是环氧基树脂。

11.根据权利要求9或10所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第二基体材料是树脂，所述树脂通过施加热而固化。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一纤维增强材料包括碳纤维。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第二纤维增强材料是玻璃纤维。

14.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述空气动力学壳体的外表面涂覆有凝胶漆。

15.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一梁帽粘接到所述空气动力学壳体，有利地由环氧基粘着剂粘接到所述空气动力学壳体。

16.根据权利要求2所述的或者根据权利要求2结合权利要求3至15中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一梁帽和所述第二梁帽至少借助于第一抗剪腹板连接，有利地还借助于第二抗剪腹板连接。

17.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述空气动力学壳体由至少第一壳体部件，以及第二壳体部件制成，第一壳体部件例如为吸力侧壳体部件，第二壳体部件例如为压力侧壳体部件。

18.一种制造风力涡轮机叶片的方法，其中所述方法包括如下步骤：

a）制造具有第一凹部的空气动力学壳体，所述空气动力学壳体制造为使得它包括位于所述第一凹部的第一侧部处的第一增厚部和位于所述第一凹部的第二侧部处的第二增厚部，且使得所述第一凹部朝向所述凹部的第一侧部成锥形，并且朝向所述凹部的第二侧部成锥形，

b）制造包括至少第一梁帽的承载结构，所述第一梁帽制造为使得它朝向所述梁帽的第一侧部成锥形，且还朝向所述梁帽的第二侧部成锥形，

c）在所述空气动力学壳体的第一凹部内设置所述第一梁帽，使得所述梁帽的第一侧部大体抵接或邻接所述凹部的第一侧部，且所述梁帽的第二侧部大体抵接或邻接所述凹部的第二侧部，以及

d）将所述第一梁帽连接到所述空气动力学壳体。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一梁帽胶粘到所述空气动力学壳体。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，通过在所述第一梁帽和所述空气动力学壳体之间灌注树脂，然后固化树脂，所述第一梁帽连接到所述空气动力学壳体。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，其中，所述第一梁帽和/或所述空气动力学壳体借助于真空辅助树脂传递模塑成型（VARTM）工艺制成。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其中，所述空气动力学壳体在第一模具部件内制成。

23.根据权利要求18至22中任一项所述的方法，其中，所述第一梁帽在第二模具部件内制成。

24.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，其中，所述步骤a）包括将凝胶漆供至所述空气动力学壳体的外表面的步骤。