CN107073888B - 关于风轮机叶片用的加强结构的改进 - Google Patents

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Abstract

一种包括细长加强结构的风轮机叶片,所述加强结构包括布置成堆叠结构的由纤维加强聚合物制成的多个板条,并且所述多个板条中至少一对相邻的板条包括灌注促进层,其中,所述灌注促进层是包括多根加捻纱的织物。本发明还表达成一种组装风轮机叶片的方法。

Description

关于风轮机叶片用的加强结构的改进
技术领域
本发明涉及风轮机叶片,尤其涉及一种在风轮机叶片内使用的诸如翼梁帽之类的加强结构以提供给叶片额外的强度与刚度。
背景技术
复合风轮机叶片的设计是使处于空气动力学与结构优选之间的一种平衡状态的折中。如今趋向更大的大片以便使风轮机设备的能量捕获最大化。然而,较大的叶片在使用过程中经受增大的力,这增大了叶片遭受损害的可能性。
现代大型电站级风轮机叶片包括结构梁,此结构梁通常由两部分中空壳形成。叶片硬化以防止叶片过度弯曲,并且通常各个壳结合一个或多个相对刚硬的板条或者“翼梁”,这些板条或者翼梁沿叶片的长度延伸。为了提供给叶片必需的强度以耐受在操作过程中作用在其上的剪力,对置翼梁借助称作抗剪腹板的构造相互连接。存在两条主要途径以实现此设计,并且图1中示出了这些途径中之一。
在图1中,叶片2具有中空壳结构,此中空壳结构包括上半壳4与下半壳6,上半壳4与下半壳6联合以形成具有翼型剖面的完成壳。各个半壳均是这样的复合结构,此复合结构包括材料(例如纤维加强塑料(FRP))的内层压层或者“蒙皮”8与外层压层或者“蒙皮”10。
上半壳4与下半壳6均包括强化结构,此强化结构包括两个翼梁帽12,各个翼梁帽均沿叶片2的顺翼展方向的长度从叶片根部朝叶片梢端延伸。翼梁帽12还可以由本领域中诸如“横梁”或者“主梁”之类的其他术语称谓。对于翼梁帽12而言,优选极刚硬并且轻质,因此翼梁帽可以由灌注的碳纤维拉挤成型板条的堆叠制造成,这些碳纤维拉挤成型板条借助适当的工程粘合剂粘合至外叶片蒙皮10。然而,碳纤维不是必要的,但是由于其非常高的强度重量比碳纤维通常是优选的。在此叶片2中,翼梁帽12嵌在层压的FRP层中并因而形成壳4、6的整合部分。这样的叶片设计有时称作“结构壳”。叶片的某些区域结合有诸如结构泡沫或者巴尔沙木之类的轻质芯14,这些轻质芯夹在外蒙皮8与内蒙皮10之间并且在翼梁帽12之间中定位。这样的夹层板构造提高了弯曲刚度并且减小了这些区域中翘曲的风险。还公知具有单个翼梁帽的类似叶片结构。
更具体地参照翼梁帽12,各个翼梁帽均具有大体矩形剖面并且由一叠预制的细长加强厚板或者板条18组成。板条18是碳纤维加强塑料(CFRP)的拉挤成型构件,并且基本扁平且是矩形剖面。堆叠中板条18的数量取决于板条18的厚度以及所需的壳4、6的厚度,但是通常板条18均具有几毫米的厚度并且堆叠中可能存在2至12个板条。板条18具有高的拉伸强度,并因此具有高的负载承受能力。
利用树脂灌注过程制作叶片,在此树脂灌注加工法中,将叶片的部件铺叠在叶片模具中。首先,将一层以上的干玻璃纤维织物布置在模具中以形成叶片的外蒙皮。然后,将结构泡沫的细长板布置在玻璃纤维层的顶部上以形成夹层板芯14(图1中提到的)。泡沫板相对于彼此间隔开以限定位于其间的一对通道用于接纳各个翼梁帽。为了组装翼梁帽,如以上参照图1描述的,CFRP的多个拉挤成型的板条堆叠在各个通道中。将预组装的堆叠铺放在通道中也是可行的。
一旦翼梁帽就位,多个干玻璃纤维层就布置在泡沫板与翼梁帽的顶部上。这形成叶片的内蒙皮。接着,将真空袋薄膜放置在模具上以覆盖所述铺叠。利用密封带将真空袋薄膜密封至模具的凸缘,并且利用真空泵从模具与真空袋薄膜之间的内部容积抽吸空气。一旦建立适当的局部真空,树脂就在一个以及插入点处被引入到密封容积。树脂灌注在多个层压层之间并且填充层压铺叠中的任一间隙。一旦充足的树脂供应至模具,就加热模具,同时维持真空以固化树脂并且使多个层粘合在一起以形成叶片的半壳。根据相同过程制作另一半壳。关于翼梁帽布置适当的强化腹板结构。然后,沿壳的前缘与后缘施加粘合剂,并且壳粘合在一起以形成完整叶片。
EP1520983、WO2006/082479以及GB2497578中描述了具有与壳整合的翼梁帽的转子叶片的其他实施例。
树脂灌注过程依赖于树脂渗过叶片铺叠的各个部件并且渗入叶片铺叠的各个部件之间的适当途径。变得明显的问题是铺叠的一部分中形成气塞,树脂不能流动穿过这些气塞。有时,树脂渗过铺叠的某些部分慢于其他部分,并且这也会产生问题,因为树脂流的“波前”可能被转向并沿意外方向行进,这可能影响固化叶片结构的完整性。这会在树脂在翼梁帽的个体板条周围以及之间行进的情况下尤其明显。
以此为背景设计出本发明。
发明内容
在一方面中,本发明提供一种制作风轮机叶片用的细长加强结构的方法。应注意,风轮机叶片是一种技术应用,在此技术应用中细长加强结构是有用的(例如,作为一种结构翼梁),但是本发明适用于其他背景下的加强结构。所述方法包括将多个叶片部件布置在叶片模具中;并且在所述叶片模具中相对于所述多个叶片部件组装细长加强结构,其中,所述细长加强结构包括以堆叠结构布置的由纤维加强聚合物制成的多个板条,所述多个板条中至少一对相邻的板条包括间插在其间的灌注促进层;并且其中,所述灌注促进层或者每个灌注促进层是包括多根加捻纱的织物。
本发明还可以表达为并因此也涵盖风轮机叶片,此风轮机叶片包括细长加强结构,所述加强结构包括以堆叠结构布置的由纤维加强聚合物制成的多个板条,并且所述多个板条中至少一对相邻的板条包括灌注促进层,其中,所述灌注促进层是包括多根加捻纱的织物。
有益地,加捻的纱线织物的使用在控制通过叶片的灌注速度方面提供了惊人的改进,这使得通过堆叠结构的灌注速度能够与通过叶片结构的相邻区域的灌注速度基本相容,这减小了灌注过程中在叶片内形成孔隙的风险。
所述灌注促进层的织物面积重量可以在大约100gsm与300gsm之间,但是优选大约是200gsm。
所述灌注促进层可以被选择成具有包括平纹编织式样、斜纹编织式样、缎纹编织式样的组中的至少一者的编织式样。
所述灌注促进层的纱线可以以0/90°构造或者+/-45°构造取向。
所述灌注促进层可以是玻璃纤维织物,并且可以间插在所述多个板条中的每一对之间以便对通过堆叠结构的灌注速度产生相同影响。
在一个实施方式中,所述灌注促进层或者每个灌注促进层布置在所述堆叠中,使得所述灌注促进层的至少一个边缘与所述多个板条中相邻一者的对应边缘重叠。
在另一方面中,本发明提供一种在叶片模具中制造风轮机叶片的方法,所述方法包括:将外叶片蒙皮部件设置到所述叶片模具上;将第一细长加强结构组装到所述外叶片蒙皮部件上;将第二细长加强结构组装到所述外叶片蒙皮部件上;并且在所述第一细长加强结构与所述第二细长加强结构之间设置织物分隔层。这确保树脂在堆叠结构之间均匀灌注并且防止在堆叠结构之间形成孔隙。堆叠结构可以如前限定。
在另一方面中,本发明提供一种在叶片模具中制造风轮机叶片的方法,所述方法包括:将多个叶片部件布置在叶片模具中;并且在所述叶片模具中相对于所述多个叶片部件组装细长加强结构,其中,所述细长加强结构包括以堆叠结构布置的由纤维加强聚合物制成的多个板条,所述多个板条中至少一对相邻的板条包括间插在其间的灌注促进层,其中,所述灌注促进层或者每个灌注促进层被选择成在树脂灌注过程中影响通过所述堆叠结构的树脂灌注。
所述灌注促进层可以被选择成影响通过所述堆叠结构的树脂灌注的速度,为此目的,所述灌注促进层可以是包括多个交织的加捻纱的编织织物。而且,所述织物可以是具有以+/-45°构造取向的第一纱线层与第二纱线层的双轴构造。
所述灌注促进层可以被选择成在树脂灌注过程中树脂通过所述堆叠结构的灌注速度与通过所述多个叶片部件的树脂灌注速度相配。这防止灌注过程中形成孔隙、中空以及其它灌注瑕疵。
在另一方面中,本发明提供一种可灌注层或者板条,所述可灌注层或者板条构造成间插到纤维加强聚合物的预成形的结构板条的堆叠中以形成风轮机叶片的堆叠的翼梁结构,所述可灌注层或者板条构造成间隔开相邻对的结构板条,其中,所述可灌注层或者板条与在所述灌注过程中使用的树脂相容,并且还构造成允许所述树脂灌注通过,使得在完成的风轮机叶片中所述间隔板条能与翼梁结构整合,其中所述间隔板条是编织织物,在此编织织物中所述织物的纱线是加捻的。本发明延及所述可灌注层或者板条用来制造用于风轮机叶片的结构翼梁的用途。
在另一方面中,本发明提供一种组装风轮机叶片的方法,所述方法包括:将多个叶片部件布置在叶片模具中;在所述叶片模具中相对于所述多个叶片部件组装细长加强结构,其中,所述细长加强结构包括以堆叠结构布置的由纤维加强聚合物制成的多个板条,所述多个板条中至少一对相邻的板条包括间插在其间的灌注促进层,其中,所述灌注促进层或者每个灌注促进层被选择成在树脂灌注过程中树脂通过所述堆叠结构的灌注速度与通过所述多个叶片部件的树脂灌注速度相配。
应注意,本发明的实施方式的优选以及/或者可选特征可以与本发明的其他实施方式结合,反之亦然。
附图说明
已经借助本发明的背景描述了图1。现在将参照下面的附图描述本发明的实施方式以便充分理解本发明:
图2是包括一叠拉挤成型的板条的翼梁帽的一部分的立体图并且还示意性示出了两个另选方案以阐明可如何组装翼梁帽;
图3是结合到翼梁帽中的灌注促进层的放大立体图并且还包括详细示出一块灌注促进层的嵌入图;
图4是与图3中的放大立体图相同的放大立体图,但是此图示出了另选的灌注促进层;
图5是模具中的叶片壳的一部分的示意图,此图示出了第一铺叠布置;以及
图6是模具中的叶片壳的一部分的示意图,此图示出了第二铺叠布置。
具体实施方式
图2示出了用于风轮机叶片的细长加强结构20。在以下描述的实施方式中,细长加强结构20是如同以上参照图1通过简介描述的翼梁帽,并且将从现在开始如此称呼。
在图2中,以放大比例示出了翼梁帽20,从而能够更清楚地看到其各个部件。翼梁帽20包括多个纤维加强聚合物的板条22,这些板条在堆叠结构23中排列整齐地上下叠置。各个板条22均在相对的两个端部24(图2中仅示出了其中之一)之间纵向延伸,并且各个板条均包括相对的侧面26以及上下表面28。
大体上,诸如基于玻璃纤维的FRP或者基于芳纶纤维的FRP之类的纤维加强聚合物的另选形式可以用于板条22,但是实际上碳纤维由于其特别高的强度特性而是优选的。如本领域中公知的,板条22通过拉挤成型过程制成,在拉挤成型过程中,浸透树脂的纤维借助拉挤成型模被牵拉以形成沿其长度具有一致剖面的板条,其中,然后板条通过固化炉,在此固化炉中拉挤成型板条被加热以便使树脂基体固化。
在此实施方式中,堆叠结构23包括六个纤维加强聚合物的板条22(并非所有的板条都做了标记)。各个相邻板条22之间间插有灌注促进层30。在图2的示意图中,各个灌注促进层30均具有与板条22相同的平面尺寸使得层30覆盖板条22的整个相邻表面28、29。但是,层30的平面尺寸可以大于板条22。更具体地说,各个灌注促进层30均至少在板条22的端部24之间沿纵向方向持续延伸并且还在板条22的相对的侧面26之间沿横向方向持续延伸。
图2还示出了两个另选技术,可以借助这些技术组装堆叠结构23。图2的右手侧示出了第一技术(标记成“A”),并且这里多个板条22相互堆叠并且多个灌注促进层30间插在板条22之间。所有板条22以及灌注促进层30如此对准以形成堆叠结构23。应注意,板条22与层30在图2中示出成相互间隔以表达组装堆叠结构23的方式,但是在组装形式中层30将挤在板条22之间并且整个组件可以借助诸如一个或多个条带之类的适当助留机构保持就位。
图2的左手侧示出了第二技术(标记成“B”),并且这里多个板条22中的每一者均包括整合到板条22的下表面29上的灌注促进层30。再一次地,为了清楚起见,板条22与层30被示出成相互间隔。灌注促进层30与各个板条22的整合可以通过顺序处理实现,在此顺序处理中,灌注促进层30在拉挤成型的板条固化的上游站粘合至板条22。以与先前技术A相同的方式,堆叠结构23可以借助诸如带条(未示出)之类的适当机构固定,从而板条22与灌注促进层30不能彼此相对移动。条带可以凭借树脂灌注过程结合到堆叠中。
在图2中示出的两种技术中,灌注促进层30的存在在相邻一对预定深度的板条22之间建立空隙或者“灌注区”32,这有益于板条22之间的树脂流。
一旦板条22与层30布置成堆叠结构23,就在真空条件下引入树脂以便将堆叠结构23合并成整合部件。在此过程中,树脂渗入堆叠结构23周围并且渗过板条22之间的灌注促进层30,借此树脂灌注的堆叠结构可固化成完成的翼梁帽。图2是图解式的,但是应注意,如稍后将描述的,树脂灌注过程通常在堆叠结构23位于叶片铺叠内的情况下就地发生。
已经描述了堆叠结构23的总体构造,现在将更详细地描述灌注促进层30。在此实施方式中,灌注促进层30是玻璃纤维织物材料。优选地,织物提供相当松散的编织,此编织对通过织物的树脂流提供相当低的阻力。适当材料的一个实施例是0/90°平纹编织玻璃纤维织物,此0/90°平纹编织玻璃纤维织物具有200gsm的织物面积重量或者单位面积质量(克每平方米;gsm)。
纤维材料具有相当低的面积重量(即,单位面积质量),优选在约100gsm与约300gsm之间,最优选约200gsm,面积重量足够低使得树脂能够相对容易地灌注通过织物的纤维结构从而材料层增进板条22之间的灌注过程并且还允许织物粘合至板条22的相邻表面。
值得注意地,除了促进板条22之间的树脂流动,灌注促进层30的存在在相邻板条22之间建立了预定间隙。例如,一旦在树脂浸渍之前堆叠结构23被压缩,纤维层30在本实施方式中建立0.1mm与0.5mm之间的间隙。应理解,板条22之间由灌注促进层30建立的精确间隙将取决于堆叠结构的总体比例。然而,在风轮机叶片应用中,通常,板条22的宽度将在50mm至400mm的范围内并且厚度在2mm与7mm之间,而灌注促进层的厚度将约为0.2mm。其有益之处在于,所述层防止相邻板条22的面对的表面之间局部接触,否则会影响树脂灌注通过灌注区32。
发明人已经确定,灌注促进层30的特质影响树脂灌注过程的特性。特别地,可以选择灌注促进层30的特质以影响树脂流动通过灌注促进层30的速度。影响树脂通过灌注区32的灌注速度会是期望的以便控制树脂如何相对于铺叠的周围区域渗过堆叠结构23。例如,目标可以是增加树脂渗过堆叠结构23的速度以便避免堆叠结构23的“回填充”,在此回填充中,树脂从不止一个方向灌注通过堆叠结构。因此,选择灌注促进层是重要的,从而在树脂灌注过程中通过堆叠结构23的灌注速度与树脂灌注通过堆叠结构23周围的多个叶片部件的速度相配。在理想的情况下,通过灌注促进层的树脂灌注速度应基本匹配树脂灌注通过其他叶片部件的速度以及围绕其他叶片部件灌注的速度。然而,以下情况是可接受的:通过层的树脂灌注速度在其他叶片部件周围的灌注速度的约5%与15%(优选10%)的范围内。注意,尽管灌注速度变动,但是以实施例的方式,通常灌注速度将会是约7分钟的时间段内200mm。
出于这一考虑,图3示出了单个灌注促进层30,在此灌注促进层中,一块灌注促进层在插入画面中被放大以便详细示出织物的编织。
如能看到的,灌注促进层30同样是0/90°编织的玻璃纤维织物,并且具有200gsm的织物面积重量。然而,在此实施方式中,织物的纱线40是加捻的,使得纱线的纤维关于纱线轴以螺旋形式布置。发明人已经确定,当与树脂灌注通过具有“扁平”纱线的织物的速度相比时,使用具有与不加捻或者“平”纱线织物相同面积重量的加捻纱织物使树脂灌注通过堆叠结构23的速度增大两倍。在此实施例中,每英寸约五个加捻。例如可以从HexcelCorporation(例如TF970)获得这样的加捻纱玻璃纤维织物。
为了测试织物的灌注速度,一部分织物在由小于50豪巴的局部真空建立的预定夹紧负载下夹紧在透明刚性片下。当实施树脂灌注过程时织物在透明片下密封。为此目的,真空沿所述片的一个边缘施加,同时在所述片的相反端引入树脂。这创建了从所述片的一个边缘朝片的处于真空中的边缘灌注通过织物部分的树脂的波前。能够透过透明片观察波前的前进,从而能够测量灌注速度。
不希望受理论约束,认为纱线的加捻增大了织物的“开放区”,这促进树脂通过材料的流动。由于纱线是成对的,如果每英寸的加捻增多,那么结果会是经纱与纬纱更紧,认为这会产生稍厚的材料,此材料将在组装过程中不太易受压缩(即,在压力下)的影响。然而,当灌注速度提高时,织物的面积重量不变(例如,在此实施方式中200gsm),这维持织物的能力以作用成堆叠结构23中相邻对板条22之间的有效间隔物。
在此实施方式中,加捻的纱线织物构造成平纹编织,在此平纹编织中,经纱与纬纱相互垂直并且以基本“一上一下”的式样构造。然而,设想,其他编织式样(例如“斜纹”、“篮形”或者“缎纹”式样)也会是有益的。以上提及的编织式样中任一种的关键要考虑的是纱线应是加捻的以便增大给定的织物的面积重量的编织的开度。
图4中示出了另选的树脂灌注层30。在此实施方式中,灌注促进层30是具有这样的织物面积重量的玻璃纤维织物,与在前的实施方式相同,织物面积重量在100gsm与300gsm之间,但是优选200gsm。
然而,在此实施方式中,织物是双轴织物或者“无皱褶”织物,此织物包括以+/-45°取向的两层纱线40、42。这两层纱线借助水平取向的缝合纱线44结合在一起。这样的织物在本领域中众所周知,并且以实施例的方式可从产品货号为X200E05B的MetyxComposites获得这样的织物。
发明人观察到,在应用至第二实施方式的加捻纱织物的相同测试条件下,此实施方式的织物显示这样的灌注速度,此灌注速度比利用第二实施方式的织物观察到的灌注速度快约20%至30%。
有益的是,相比0/90°编织的织物,双轴织物可以提供更大的强度,但是双轴织物的铺叠由于在铺叠过程中易于剪断并易于歪曲而可能更有问题。然而,如果堆叠结构的强度是关键要考虑的,那么双轴织物的强度利益可以认为胜过实现稳健并且可重复的铺叠的挑战。
以上解释的图3与图4的实施方式阐明了两种可能的玻璃纤维织物,这些织物可在制造用于风轮机叶片的翼梁帽20的堆叠结构23的过程中用作树脂灌注层。要理解,在每个实施方式中,织物特质的选择影响树脂灌注过程,并且尤其影响树脂灌注通过织物的速度。因此,通过选择用作灌注促进层30的织物的编织特性,能够按照需要调整通过灌注区的灌注速度以便使翼梁帽的灌注密切符合叶片铺叠的大背景下总的灌注要求。
以此为背景,应理解,也可以选择本文没描述的对树脂灌注过程有适当影响的其他织物。
现在转至图5与图6。以上已经参照图2至图4详细描述了灌注促进层30。然而,图5与图6演示可如何在叶片制造过程中组合包括拉挤成型的板条与灌注促进层的堆叠结构。
首先参照图5,示出了组装在叶片模具52上的叶片铺叠50,叶片模具52提供模具表面54。注意,模具表面54示出成扁平的,这是为了清楚之目的,但是要理解,实际上叶片模具具有一定程度的曲率以限定叶片的空气动力学外蒙皮。
叶片的外蒙皮由干玻璃纤维织物层(或者多个层)56形成,干玻璃纤维织物层直接位于模具表面54上。通常,脱模涂层预施加至模具表面54以阻止织物层56与表面54之间的粘合,但是这里没示出这样的涂层。
一旦由织物层56建立起叶片的外蒙皮,就组合其余的铺叠部件。总体而言,铺叠的部件包括:结构泡沫芯,此结构泡沫芯包括前边缘芯58、后边缘芯60以及中部芯62;以及形成叶片的翼梁帽的两个堆叠结构23,这些堆叠结构包括如上所述的间插的拉挤成型的板条22与灌注促进层30。第一个堆叠结构23a定位在中部芯62与前边缘芯58之间,并且第二个堆叠结构23b定位在中部芯62与后边缘芯60之间。注意,铺叠的总体构造如同图1中所示,但是这里仅示出了铺叠的一小部分以便聚焦在关键部件上。
为了防止堆叠结构23以及芯58至62的上表面与下表面之间形成梯级并且起皱,呈预固化玻璃纤维环氧树脂复合材料的形式的织物条64遮盖在堆叠结构23的上表面与下表面上,使得织物条64不仅覆盖堆叠结构23也覆盖相邻芯58至62的边界。尽管这里没示出,但是另外一层干玻璃纤维织物施加在铺叠50上,这层干玻璃纤维织物形成叶片的内蒙皮。
转至堆叠结构23本身,能够看到灌注促进层30构造成比与它们间插的板条22宽,使得层30的边缘66与板条22的边缘重叠。这里,层30仅与板条22的一个边缘重叠,使得板条22的邻近中部芯的边缘能紧密抵靠芯。然而,稍微重叠是可接受的。
层30的重叠的边缘66在铺叠过程中保护板条22的边缘以避免由于堆叠结构23的锋利边缘发生的损害。重叠的边缘66还实际上创建位于堆叠结构23的侧面下的织物“壁”68,此织物壁促进树脂在堆叠上的可预测的并且全面的覆盖。诸如喷胶棉之类的多孔填料块70分别设置在堆叠结构23与前/后边缘芯之间。填料块70填充存在于堆叠结构23与前/后边缘芯之间的任一间隔,从而树脂不能追随以填充叶片的其他区域并且填料块70向涌进此区域的树脂提供强度。
树脂灌注路径由箭头“R”指示,并且要理解,靠近中部芯62引入树脂,借此树脂向左右传播至铺叠的前边缘与后边缘。以此方式,树脂在邻近中部芯62的侧面处进入到堆叠结构23中,然后向外渗过板条22之间的灌注促进层30。这里,要理解,板条22之间的树脂灌注速度是重要的,因为如果树脂灌注太慢,那么存在树脂将从堆叠结构23的相反侧向内渗入的风险。这可能导致气塞,此气塞危害堆叠结构23的结构完整性。重叠的边缘66提供防止此“回灌注”的另一手段,因为重叠的边缘66提供对抗树脂向内灌注的局部障碍并且增大了树脂将可能完成通过堆叠向外灌注的可能性。
转至图6,这里示出了具有成对的堆叠翼梁帽布置的铺叠50的一部分的一个实施方式,此成对的堆叠翼梁帽布置有时取决于叶片的刚性需求使用。在此实施方式中,两个堆叠结构23a、23b在结构泡沫的前边缘芯58与中部芯62之间并排布置。此实施方式的铺叠50中的部件的布置类似于先前实施方式中的布置,从而这里将仅描述差异之处。
在此实施方式中,第一堆叠结构23a邻近中部芯62定位并且第二堆叠结构23b邻近前边缘芯58定位,使得堆叠结构23a、23b具有相对的面72。注意,各个堆叠结构23a、23b的灌注促进层30重叠或者延伸超出板条22的边缘,使得重叠的边缘在堆叠结构23a、23b之间的间隙处相会。而且,分隔层74设置在堆叠结构23a、23b之间中,并且重叠的边缘与分隔层74接触。分隔层74是与灌注促进层相同类型的织物,但是这不是必要的。重叠的边缘66与分隔层74一起创建位于堆叠结构23a、23b之间的纤维结构,此纤维结构提供两个主要益处:首先,它在铺叠过程中保护堆叠结构23a、23b的相对的面;并且第二,它提供促进树脂从第一堆叠结构23a朝第二堆叠结构23b转移(但是树脂也从上方灌注,通过堆叠结构23a、23b之间的间隙向下)的媒介。
以与先前实施方式相似的方式,多孔填料块70设置在外堆叠结构23b与前边缘芯58之间的间隙中。
树脂灌注路径再一次由标示为“R”的箭头指示。在局部真空条件下靠近中部芯62引入树脂,借此树脂朝铺叠50的前边缘向外传播。因此,树脂在邻近中部芯62的侧面处传播到内堆叠结构23a中,然后向外渗过板条22之间的灌注促进层30。树脂也朝堆叠结构23a、23b之间的间隙经过第一堆叠结构23a的顶部表面。同样,第一堆叠结构23a中的板条22之间的快速灌注在这里是重要的,这样在树脂开始向下在相邻结构23a、23b之间移动的同时,树脂完全渗过第一堆叠结构23a。
以上解释了具体实施方式的各种另选。然而,本领域的技术人员会理解,在不脱离本发明的由权利要求限定的范围的情况下可以对具体实施方式做出变更。
例如,以上论述的堆叠结构被描述成具有相同类型的间插在各对板条之间的灌注促进层。然而,无需如此,并且可以将不同的灌注促进层应用至板条之间的不同间隙。以此方式,通过堆叠的灌注速度受逐层基础的影响。

Claims (28)

1.一种包括细长加强结构的风轮机叶片,所述加强结构包括布置成堆叠结构的由纤维加强聚合物制成的多个板条,并且所述多个板条中至少一对相邻的板条包括灌注促进层,其中,所述灌注促进层是包括多根加捻纱的织物。
2.根据权利要求1所述的风轮机叶片,其中,所述灌注促进层的织物面积重量在100gsm与300gsm之间。
3.根据权利要求2所述的风轮机叶片,其中,所述灌注促进层的织物面积重量是200gsm。
4.根据前述权利要求中任一项所述的风轮机叶片,其中,所述灌注促进层被选择成具有包括平纹编织式样、斜纹编织式样、缎纹编织式样的组中的至少一者的编织式样。
5.根据权利要求1所述的风轮机叶片,其中,所述灌注促进层的纱线以0/90°构造或者+/-45°构造取向。
6.根据权利要求1所述的风轮机叶片,其中,所述灌注促进层是玻璃纤维织物。
7.根据权利要求1所述的风轮机叶片,其中,灌注促进层间插在所述多个板条中的每一对板条之间。
8.根据权利要求1所述的风轮机叶片,其中,所述灌注促进层或者每个灌注促进层布置在堆叠中,使得所述灌注促进层的至少一个边缘与所述多个板条中相邻一者的对应边缘重叠。
9.一种组装风轮机叶片的方法,所述方法包括:
将多个叶片部件布置在叶片模具中;
在所述叶片模具中相对于所述多个叶片部件组装细长加强结构,其中,所述细长加强结构包括以堆叠结构布置的由纤维加强聚合物制成的多个板条,所述多个板条中至少一对相邻的板条包括间插在其间的灌注促进层,
其中,所述灌注促进层或者每个灌注促进层是包括多根加捻纱的织物。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述灌注促进层具有在100gsm与300gsm之间的织物面积重量。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述灌注促进层具有200gsm的织物面积重量。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法,其中,所述灌注促进层的纱线以0/90°构造或者+/-45°构造取向。
13.根据权利要求9所述的方法,其中,灌注促进层间插在所述多个板条中每一对板条之间。
14.根据权利要求9所述的方法,其中,所述灌注促进层或者每个灌注促进层布置在所述堆叠结构中,使得所述灌注促进层的至少一个边缘与所述多个板条中相邻一者的对应边缘重叠。
15.根据权利要求9所述的方法,所述方法包括将一个或多个条带施加至所述堆叠结构以阻止所述多个板条的相对移动。
16.根据权利要求9所述的方法,其中,选择所述灌注促进层使得在树脂灌注过程中树脂通过所述堆叠结构的灌注速度与通过所述多个叶片部件的树脂灌注速度相配。
17.一种在叶片模具中制造风轮机叶片的方法,所述方法包括:
将外叶片蒙皮部件设置到所述叶片模具上;
将第一细长加强结构组装到所述外叶片蒙皮部件上;
将第二细长加强结构组装到所述外叶片蒙皮部件上;
在所述第一细长加强结构与所述第二细长加强结构之间设置织物分隔层,
其中,所述第一细长加强结构与所述第二细长加强结构包括以堆叠结构布置的由纤维加强聚合物制成的多个板条,并且所述多个板条中至少一对相邻的板条包括间插在其间的灌注促进层;并且其中,所述第一细长加强结构与所述第二细长加强结构的所述灌注促进层或者各个灌注促进层延伸超出相应堆叠结构以接触所述分隔层。
18.一种在叶片模具中组装风轮机叶片的方法,所述方法包括:
将多个叶片部件布置在叶片模具中;并且
在所述叶片模具中相对于所述多个叶片部件组装细长加强结构,其中,所述细长加强结构包括以堆叠结构布置的由纤维加强聚合物制成的多个板条,所述多个板条中至少一对相邻的板条包括间插在其间的灌注促进层,
其中,所述灌注促进层或者每个灌注促进层被选择成在树脂灌注过程中影响通过所述堆叠结构的树脂的灌注,
其中,所述灌注促进层被选择成是包括多个交织的加捻纱的编织织物。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,所述灌注促进层被选择成影响通过所述堆叠结构的树脂灌注的速度。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,所述灌注促进层被选择成是具有以+/-45°构造取向的第一纱线层与第二纱线层的双轴织物。
21.根据权利要求18所述的方法,其中,所述灌注促进层被选择成具有在100gsm与300gsm之间的织物面积重量。
22.根据权利要求21所述的方法,其中,所述灌注促进层被选择成具有200gsm的织物面积重量。
23.一种可灌注层或者板条,所述可灌注层或者板条构造成间插到纤维加强聚合物形成的预成形结构板条的堆叠中以形成风轮机叶片的堆叠的翼梁结构,所述可灌注层或者板条构造成间隔开相邻对结构板条,其中,所述可灌注层或者板条与在灌注过程中使用的树脂相容,并且还构造成允许所述树脂灌注通过,使得在完成的风轮机叶片中所述可灌注层或者板条能与翼梁结构整合,其中,所述可灌注层或者板条是编织织物,其中所述编织织物的纱线是加捻的。
24.一种根据权利要求23的可灌注层或者板条用来制造用于风轮机叶片的结构翼梁的用途。
25.一种组装风轮机叶片的方法,所述方法包括:
将多个叶片部件布置在叶片模具中;
在所述叶片模具中相对于所述多个叶片部件组装细长加强结构,其中所述细长加强结构包括以堆叠结构布置的由纤维加强聚合物制成的多个板条,所述多个板条中至少一对相邻的板条包括间插在其间的灌注促进层,
其中,所述灌注促进层或者每个灌注促进层被选择成使得在树脂灌注过程中树脂通过所述堆叠结构的灌注速度与通过所述多个叶片部件的树脂灌注速度相配,
其中,所述灌注促进层被选择成是包括多个交织的加捻纱的编织织物。
26.根据权利要求25所述的方法,其中,所述灌注促进层被选择成是具有以+/-45°构造取向的第一纱线层与第二纱线层的双轴织物。
27.根据权利要求25或26所述的方法,其中,所述灌注促进层被选择成具有在100gsm与300gsm之间的织物面积重量。
28.根据权利要求27所述的方法,其中,所述灌注促进层被选择成具有200gsm的织物面积重量。
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