SE507712C2 - Rotorblad för fastsättning på ett fläktnav eller liknande - Google Patents

Description

l5 507 712 2 Vid en föredragen utföringsform innefattar rotorbladets fot åtminstone två kroppar, företrädesvis av metall, såsom stål eller liknande, vilka effektivt kan ta upp ett spänningstillstånd, som verkar i flera axiellt olika riktningar. De två kroppama sträcker sig genom foten till båda sidor om skovelbladet och lätnpligen utgörs vardera kroppen av en balk, vilken uppvisar en avrundad underkant. De två kroppama kan även vara integrerade med varandra och därvid bilda en H-formad balkkonstruktion. Naturligtvis är det möjligt att utnyttja en kropp i form av en platta, försedd med urtag för förstärkningselementen, eller att utnyttja endast en balk, vilken exempelvis anordnas snett i förhållande till skovelbladet.

Förstärkningselementet innehåller lämpligen ett antal orienterade fibrer och består i ett föredraget utförande av åtminstone ett knippe kolfiber, som under rotorbladets tillverkning i en form läggs runt kroppen och leds ut över skovelbladets sidor. Naturligtvis kan förstärkningselementet även fästas vid kroppen, exempelvis genom att leda ett knippe kolfiber genom ett hål i kroppen, varefter det förankras med en knut eller liknande.

Kompositmaterialets sammansättning av fibrer och plast i rotorbladets fot är företrädesvis så vald, att kompositmaterialet har en till kroppen anpassad temperaturberoende förlängning. Kompositmaterialet är lämpligen glasfiberarrnerad epoxiplast.

Uppfinningen ska nu beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar där; fig. 1 visar ett partiellt tvärsnitt framifrån av ett rotorblad enligt föreliggande uppfinning, ñg. 2 visar en vy ovanifrån av rotorbladet, fig. 3 visar en sidovy av rotorbladet, och fig. 4 visar ett tvärsnitt av ett område runt rotorbladets fot i större skala.

På ritningama visas ett rotorblad l för fastsättning på ett fläktnav (ej visat) eller liknande.

Rotorbladet 1 innefattar ett skovelblad 2 och en därtill integrerad fot 3. Rotorbladets fot 3 innefattar två kroppar 4 med fästorgan 5. De två kropparna 4 är företrädesvis av metall, såsom stål eller liknande, vilka kan ta upp ett spänningstillstånd, som verkar i flera axiellt 3 507 712 olika riktningar. De två kroppama 4 sträcker sig genom foten 3 till båda sidor om skovelbladet 2. Ett antal förstärkriingselement 6 sträcker sig åtminstone delvis runt de två kroppama 4 och längs skovelbladets sidor 7. F ästorganen 5 kan lämpligen bestå av hål genom de två kroppama 4, vilka är avsedda att samverka med bultar (icke visade), vilka skruvas in i fläktnavet eller en på detta anordnad hållare.

Rotorbladet l är framställd av ett kompositmaterial av fiberarmerad plast. Vid en foredragen utforingsform består kompositinaterialet av en glasfiberarmering i en matris av epoxiplast, vilken enligt uppfinningen är förstärkt med ett antal fórstärkningselement 6 av ett antal lika orienterade fibrer. Lämpligen är fibrema långa och kontinuerliga, och kan exempelvis utgöras av kolfiber, men även andra fibrer, t.ex. aramidfibrer eller liknande kan utnyttjas såsom armering. Likaså kan andra polymerer än epoxiplast utnyttjas såsom matris.

Vid framställning av rotorbladet 1 placeras ett antal skikt av riktade glasfibrer på vardera sidan av en forrn, varefter de kroppama 4 anordnas i foimens ena ände. Ett knippe fórstärkningselement 6 av kolfiber läggs runt vardera kroppen 4 och leds upp utmed en plastkäma 8 (frg. 4), som anordnas mellan skikten av glasfiber, varpå epoxiplast tillsätts.

Den färdiga rotorbladet l innefattar således ett skovelblad 2, bestående av kompositmaterial, i form av glasfiberarmerad epoxiplast med en plastkäma 8, och en därtill integrerad fot 3, vilken likaledes består av kompositmaterial, saint åtminstone en kropp 4 och ett antal forstärkningselement 6 i form av kolfiber.

Rotorbladets fot 3 utgörs således av kroppen 4, forstärkningselementet 6 och den runt kroppen 4 belägna delen av kompositmaterialet. Kroppen 4 är företrädesvis av metall, såsom stål eller liknande, vilken kan ta upp ett spänningstillstånd, som verkar i flera axiellt olika riktningar och har fästorgan 5 på vardera sidan av skovelbladet 2, vilka i det visade exemplet är i form av ett bulthål for varje fastbult. Antalet bulthål kan varieras från ett bulthål på vardera sidan om skovelbladet 2 och uppåt. Såsom nämnts ovan fästes rotorbladet l på ett nav med hjälp av fastbultama, vilka infores i hålen i kroppen 4 och skruvas in i navet eller en på detta anordnad hållare. Även om kompositmaterialet l0 IQ ur 507 712 4 väsentligen omsluter kroppen 4, är det en fördel att fästbultarna sträcker sig enbart genom kroppen 4 och att det i området för bultama inte finns någon väsentlig mängd kompositmaterial.

Det ovan beskrivna rotorbladet l är lätt i jämförelse med tidigare utnyttjade rotorblad av metall, och det har dessutom visat sig klara höga rotorvarvtal utan att dess fot brister vid området för bultförbandet. De krafter som verkar på rotorbladet 1, överförs via förstärkningselementen 6, vilka består av kolfiber, som i sin längdriktning är väsentligen styva, till kroppen 4, vilken kan ta upp ett spänningstillstånd, som verkar i flera axiellt olika riktningar, och vidare via fästbultarna till navet. En viktig del av uppfinningen är att förstärkningselementen 6 är förankrade till kroppen 4, antingen genom att de sträcker sig runt kroppen 4 eller att de är fästa vid kroppen 4 på lämpligt sätt. Det är också viktigt att förstärkningselementen 6 sträcker sig över en del av rotorbladets längd.

För att undvika att belasta förstärkningselementet på ett olämpligt sätt, är kroppen utformad såsom en balk med en avrundad underkänt. Det är möjligt att utnyttja endast en balk, även om figurema visar användning av två balkar. Det är även möjligt att de två kropparna är integrerade med varandra och därvid bildar en H-formad balkkonstruktion eller att kroppen är i form av en platta, försedd med urtag för förankring av förstärkningselementen.

Kompositmaterialets sammansättning av fibrer och plast i rotorbladets fot 3 är så vald, att kompositmaterialet har en till kroppen 4 anpassad temperaturberoende förlängning for att verkningama av kroppens utvidgning under olika temperaturförhållanden ska reduceras så mycket som möjligt, dvs så att kompositmaterialet förmår följa kroppen 4 i dess temperaturberoende rörelser.

Claims (11)

20 25 30 5 507 712 PATENTKRAV

1. l. Rotorblad (1) för fastsättning på ett fläktnav eller liknande, innefattande ett i huvudsak av ett kompositmateria] av fiberarmerad plast framställt skovelblad (2), en därtill integrerad fot (3 ), innefattande åtminstone en kropp (4) för fastsättning av rotorbladet (1) på fläktnavet, och åtminstone ett i sin längdriktning väsentligen styvt iörstärknings- element (6), vilket är förankrat till kroppen (4) och sträcker sig åtminstone längs en av skovelbladets sidor (7), k ä n n e t e c k n at av att nämnda kropp (4) är anordnad att ta upp ett spänningstillstånd, som verkar i flera axiellt olika riktningar, och att nämnda kropp (4) sträcker sig genom foten (3) till båda sidor om skovelbladet (2), och innefattar fästorgan (5) belägna på vardera sidan av skovelbladet (2).

2. Rotorblad (l) enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n at av att kompositmaterialet väsentligen omsluter kroppen (4).

3. Rotorblad (l) enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att förstärkningselementet (6) består av ett antal lika orienterade fibrer.

4. Rotorblad (1) enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n at av att förstärkningselementet (6) sträcker sig åtminstone delvis runt kroppen (4).

5. Rotorblad (1) enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n at av att förstärkningselementet (6) är fäst vid kroppen (4).

6. Rotorblad (1) enligt något av patentkraven 1 till 5, k ä n n e t e c k n at av att rotorbladets fot (3) innefattar två balkfonniga kroppar (4), vilka är utformade med en avrundad underkant.

7. Rotorblad (1) enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n at av att de två kroppama (4) är integrerade med varandra och därvid bildar en H-forrnad balkkonstruktion. 507 712 6

8. Rotorblad (l) enligt något av patentkraven l till 5, k ä n n e t e c k n at av att kroppen (4) är i form av en platta, försedd med urtag for förankring av förstärkningselementen (6).

9. Rotorblad (l) enligt något av patentkraven l till 8, k ä n n e t e c k n a t av att kompositmaterialet utgörs av glasfiberarmerad epoxiplast och att forstärkningselementet (6) består av kolfiber.

10. Rotorblad (l) enligt något av patentkraven l till 9, k ä n n e t e c k n at av att kroppen (4) består av meta

11. ll.