風(fēng)輪機(jī)葉片的制作方法
【專利摘要】用于風(fēng)輪機(jī)葉片的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(9)呈支撐在U型通道(28)內(nèi)的由壓制纖維復(fù)合帶的層(31)形成的疊層(27)的形式。每個(gè)層(31)的長(zhǎng)度稍微不同，從而在疊層的端部形成錐度，疊層(27)的中央具有五個(gè)層(31)，并且各端具有單個(gè)層(31)。每個(gè)層(31)的端部被斜切，并且所述疊層由沿疊層(27)的全長(zhǎng)延伸的薄的柔性壓制纖維復(fù)合帶(33)覆蓋。增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(9)沿葉片的外殼內(nèi)的曲線路徑延伸。在模具(37)內(nèi)配置葉片部件的過(guò)程中，通過(guò)沿模具(37)內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)楔(29)的表面沿所述曲線路徑滑動(dòng)所述通道(28)而將所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(9)引入到所述模具(37)中。所述楔(29)沿其長(zhǎng)度以取決于此位置處的路徑曲率的角度取向，從而將所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(9)引導(dǎo)到期望的位置。所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(9)各側(cè)上的葉片外殼區(qū)域被填充有結(jié)構(gòu)泡沫(17)，所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)(9)與所述泡沫(17)均被夾在內(nèi)蒙皮(18)與外蒙皮(19)之間。
【專利說(shuō)明】風(fēng)輪機(jī)葉片
[0001] 本發(fā)明涉及用于風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片，并且涉及制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法。
[0002] 圖1中示出了一種典型的風(fēng)輪機(jī)。風(fēng)輪機(jī)1包括塔架2、安裝在塔架2的頂部的 機(jī)艙3以及轉(zhuǎn)子4,該轉(zhuǎn)子操作聯(lián)接至機(jī)艙3內(nèi)的發(fā)電機(jī)5。風(fēng)輪機(jī)1將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電 能。除了發(fā)電機(jī)5外，機(jī)艙3容納將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能所需的多種部件，還有操作風(fēng)輪機(jī)及優(yōu) 化風(fēng)輪機(jī)1的性能所需的多種部件。塔架2支撐由機(jī)艙3、轉(zhuǎn)子4以及機(jī)艙3內(nèi)的其它風(fēng)輪 機(jī)部件引致的負(fù)載。
[0003] 轉(zhuǎn)子4包括中央輪轂6與大致平面構(gòu)形的三個(gè)細(xì)長(zhǎng)轉(zhuǎn)子葉片7&、713、7〇，這些轉(zhuǎn)子 葉片從中央輪轂6徑向向外延伸。在運(yùn)行中，葉片7a、7b、7c構(gòu)造成與經(jīng)過(guò)的氣流相互作用 而產(chǎn)生使中央輪轂6繞其縱軸線旋轉(zhuǎn)的升力。超過(guò)最低水平的風(fēng)速會(huì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子4并使其能 夠在大致與風(fēng)向正交的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)被發(fā)電機(jī)5轉(zhuǎn)化成電能，并且通常被供應(yīng)至公 用電網(wǎng)。
[0004] 常規(guī)的轉(zhuǎn)子葉片由外殼與內(nèi)部的中空細(xì)長(zhǎng)翼梁組成，該翼梁的截面大致是矩形 的。翼梁用于將負(fù)載從旋轉(zhuǎn)的葉片傳遞至風(fēng)輪機(jī)的輪轂。這些負(fù)載包括由葉片的圓周運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生的沿葉片長(zhǎng)度取向的拉伸與壓縮負(fù)載以及由風(fēng)產(chǎn)生的負(fù)載，由風(fēng)產(chǎn)生的該負(fù)載沿葉片 的厚度（即，從葉片的迎風(fēng)側(cè)到背風(fēng)側(cè)）取向。
[0005] 公知一種另選類型的轉(zhuǎn)子葉片，外殼內(nèi)包含一個(gè)或多個(gè)沿葉片的縱長(zhǎng)方向延伸 具有高拉伸強(qiáng)度的纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)而避免了該轉(zhuǎn)子葉片對(duì)內(nèi)部翼梁的需要。EP1520983與 W02006/082479中描述了這種布置的實(shí)施例。US2012/0014804與W02011/088372中也描述 了其它布置。
[0006] 在這些布置中，使用了制成壓制纖維復(fù)合帶的材料。壓制是類似擠壓的一種連續(xù) 過(guò)程，其中，拉動(dòng)纖維通過(guò)液體樹脂纖維供應(yīng)源，然后在開(kāi)放的室中加熱該纖維，樹脂在該 開(kāi)放的室中固化。產(chǎn)生的固化纖維材料的截面是恒定的，但是因?yàn)樵撨^(guò)程是連續(xù)的，所以該 材料形成后可被切割成任意長(zhǎng)度。這種處理特別便宜，因此對(duì)于制造用于風(fēng)輪機(jī)葉片的增 強(qiáng)結(jié)構(gòu)是一種誘人的選擇。
[0007] 固化壓制帶的使用克服了與常規(guī)布置關(guān)聯(lián)的問(wèn)題，在常規(guī)布置中未固化的纖維被 引入到模具中以形成風(fēng)輪機(jī)葉片的部件，其中存在纖維的位置偏移的危險(xiǎn)。
[0008] 而且，壓制帶具有吸收風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的非常高的彎矩的性能。
[0009] 在以上兩種公知的布置中，使用相當(dāng)多的分離元件形成增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，并且每個(gè)元件 必須被單獨(dú)定位在外殼的結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0010] 期望提供一種用于此另選類型的風(fēng)輪機(jī)葉片的適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)，該另選類型的構(gòu) 造較簡(jiǎn)單，因此制造起來(lái)較便宜。
[0011] US2009/0269392描述了一種包括細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)性構(gòu)件的風(fēng)輪機(jī)葉片，該細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)性構(gòu) 件由用樹脂浸透的層壓纖維布形成。
[0012] 然而，在此布置中，纖維布被就地固化，這需要在模制之前仔細(xì)定位纖維布并且使 其在外殼表面上準(zhǔn)確取向。
[0013] 因此會(huì)期望提供一種這樣的風(fēng)輪機(jī)葉片，該風(fēng)輪機(jī)葉片克服了或至少減輕了公知 風(fēng)輪機(jī)葉片以上的若干或全部劣勢(shì)。
[0014] 因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種風(fēng)輪機(jī)葉片，該風(fēng)輪機(jī)葉片具有大致中空 的構(gòu)造并且由對(duì)置的第一半殼及第二半殼形成；每個(gè)半殼包括內(nèi)蒙皮與外蒙皮以及位于所 述內(nèi)蒙皮與所述外蒙皮之間的第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)及第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)；每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)沿葉 片的縱向方向延伸，并且包括多個(gè)層形成的疊層；每個(gè)疊層具有沿基本垂直于葉片表面的 方向延伸的厚度；每個(gè)層橫過(guò)相應(yīng)疊層的寬度延伸，所述寬度垂直于葉片的縱向方向并且 垂直于疊層的厚度，并且每個(gè)層包括至少一個(gè)預(yù)固化的壓制纖維復(fù)合帶；每個(gè)半殼還包括 芯材，該芯材布置在所述內(nèi)蒙皮與所述外蒙皮之間并按如下方式延伸：(a)在所述第一細(xì) 長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間；(b)從所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)開(kāi)始朝所述葉片 的前緣；以及（c)從所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)開(kāi)始朝所述葉片的后緣；所述風(fēng)輪機(jī)葉片還包 括細(xì)長(zhǎng)腹板，該腹板在所述第一半殼中的至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與所述第二半殼中的至少一個(gè) 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間延伸。
[0015] 疊層在風(fēng)輪機(jī)葉片內(nèi)起翼梁帽的作用。優(yōu)選的是，在使用中，每個(gè)疊層的寬度在葉 片內(nèi)在基本平行于葉片表面的平面內(nèi)沿大致翼弦方向延伸。優(yōu)選的是，在橫向于葉片的縱 向方向取向的截面中，每個(gè)疊層具有長(zhǎng)方形形狀，其中，疊層的厚度平行于矩形的短邊，并 且疊層的寬度平行于矩形的長(zhǎng)邊。
[0016] 腹板沿葉片的縱向方向是細(xì)長(zhǎng)的。腹板在第一半殼中的至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與第 二半殼中的至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間沿橫向延伸。如以下例示出的，葉片可具有兩個(gè)I形或 C形腹板，均在第一半殼中的其中一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與第二半殼中的其中一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間延 伸。在其它實(shí)施方式（以下描述了若干該實(shí)施方式）中，葉片具有腹板，該腹板具有X形截 面并且在第一半殼中的兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與第二半殼中的兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間延伸。
[0017] 因風(fēng)輪機(jī)葉片的曲率而提供在每個(gè)半殼內(nèi)設(shè)置至少兩個(gè)這種增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的主要技 術(shù)優(yōu)勢(shì)。為了獲得期望的曲率，用于制造半殼的模具的內(nèi)表面也是彎曲的，并且在模制過(guò)程 中這賦予內(nèi)蒙皮與外蒙皮對(duì)應(yīng)的曲率。因?yàn)榀B層的上下表面基本是平坦的，所以這在疊層 的表面與彎曲的內(nèi)外蒙皮之間產(chǎn)生了間隙，在模制過(guò)程中將用樹脂填充該間隙。為了優(yōu)化 生成的風(fēng)輪機(jī)葉片的強(qiáng)度而期望減小間隙的尺寸。借助本發(fā)明，這是這樣實(shí)現(xiàn)的：通過(guò)在每 個(gè)半殼內(nèi)設(shè)置至少兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)而減小了間隙的尺寸，這樣每個(gè)結(jié)構(gòu)的寬度可比僅提供單 個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)所需的寬度小。
[0018] 細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與芯材限定鄰接邊緣，該鄰接邊緣優(yōu)選基本垂直于風(fēng)輪機(jī)葉片的表 面。這種布置的優(yōu)勢(shì)在于：這種布置允許以低成本制造增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。而且，在模制操作期間， 能夠在模具中先于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)放置芯材，并且能夠利用芯材的邊緣幫助增強(qiáng)結(jié)構(gòu)在模具中定 位。如果增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的鄰接邊緣不垂直的話這就不一定始終可行。垂直方向也是風(fēng)輪機(jī)葉片 的厚度方向。
[0019] 風(fēng)輪機(jī)葉片優(yōu)選進(jìn)一步包括每個(gè)半殼內(nèi)的預(yù)固化網(wǎng)狀件，該預(yù)固化網(wǎng)狀件位于外 蒙皮與至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間。此外或另選的是，風(fēng)輪機(jī)葉片還優(yōu)選包括每個(gè)半殼內(nèi) 的預(yù)固化網(wǎng)狀件，該預(yù)固化網(wǎng)狀件位于內(nèi)蒙皮與至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間。在每種情況 下，網(wǎng)狀件可由玻璃織物及預(yù)固化樹脂形成。在至少一個(gè)半殼內(nèi)，葉片優(yōu)選包括預(yù)固化網(wǎng)狀 件，該預(yù)固化網(wǎng)狀件位于外蒙皮與其中一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和芯材的鄰接區(qū)域之間。在至少 一個(gè)半殼內(nèi)，葉片優(yōu)選包括預(yù)固化網(wǎng)狀件，該預(yù)固化網(wǎng)狀件位于內(nèi)蒙皮與其中一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增 強(qiáng)結(jié)構(gòu)和芯材的鄰接區(qū)域之間。
[0020] 這種網(wǎng)狀件在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與芯材之間的過(guò)渡區(qū)域處提供額外的剛度。此外，網(wǎng)狀件 有效地防止風(fēng)輪機(jī)葉片的內(nèi)蒙皮與外蒙皮起皺，否則在下方的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與芯材之間存在間 隙時(shí)或在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的厚度不同于芯材的厚度時(shí)會(huì)發(fā)生起皺。
[0021] 疊層優(yōu)選具有貫穿其長(zhǎng)度的矩形截面及/或優(yōu)選具有基本恒定的寬度。而且，壓 制纖維復(fù)合帶的截面優(yōu)選是基本均勻的。
[0022] 通過(guò)由疊層形成增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，能夠使整個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)形成為單獨(dú)的部件，然后在單個(gè) 操作中整合該整個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0023] 而且，因?yàn)閴褐评w維復(fù)合帶制造起來(lái)便宜，而且能夠容易被切割成任一期望的長(zhǎng) 度，所以能夠以低成本方便地構(gòu)建生成的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0024] 此布置的另一優(yōu)勢(shì)在于：僅僅通過(guò)在沿其長(zhǎng)度的任一點(diǎn)處選擇合并到疊層的層數(shù) 就能夠調(diào)節(jié)該點(diǎn)處的疊層厚度，從而能夠符合風(fēng)輪機(jī)葉片外殼的期望厚度分布。因此能夠 形成具有任一期望厚度分布的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該期望厚度分布匹配風(fēng)輪機(jī)葉片的錐形形狀。
[0025] 通常期望在風(fēng)輪機(jī)葉片中的這樣的位置提供更大程度的補(bǔ)強(qiáng)：在葉片的沿葉片縱 軸線的中部，即，在葉片的根端與葉稍之間的中途區(qū)域，因?yàn)檫@是葉片受到大部分拉伸應(yīng)力 的位置。因此，尤為期望的厚度分布是這樣一種厚度分布：增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的中部厚度最大，并且 一個(gè)端部或兩個(gè)端部的厚度最小。
[0026] 因此優(yōu)選的是，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的層的長(zhǎng)度不同，從而疊層的厚度朝至少一端逐漸減 小。
[0027] 在最簡(jiǎn)單的布置中，其中疊層的各層具有方形切口，這會(huì)產(chǎn)生具有階梯式錐度的 疊層，各個(gè)階梯的高度是各層的厚度。為了減小層的端部處的應(yīng)力集中，會(huì)期望疊層端部處 的厚度分布更平滑。因此優(yōu)選的是，斜切各層的兩端中的至少一端。以此方式可沿其全長(zhǎng) 使疊層的上表面更平滑。
[0028] 即使如此，除非斜切部具有足夠小的角度，不然仍然會(huì)沿錐形端部存在不連續(xù)的 梯度。
[0029] 為了進(jìn)一步增大平滑度，優(yōu)選的是，疊層還包括延伸疊層全長(zhǎng)的覆蓋層。這種覆蓋 層的厚度可明顯小于疊層內(nèi)其它層的厚度，例如，覆蓋層可以是其它層厚度的四分之一。這 使得覆蓋層充分柔韌從而"下榻"在疊層的上表面上，并因此平滑下層表面的取向變化。
[0030] 例如，在優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)疊層內(nèi)存在五個(gè)層，并且每層的厚度約為4mm，即， 在3. 5mm與4. 5mm之間，而覆蓋層的厚度僅約為1mm，即，在0· 5mm與1. 5mm之間。每層4mm 的厚度優(yōu)勢(shì)在于：可成卷供應(yīng)壓制帶。
[0031] 每層的寬度優(yōu)選約為150mm，8卩，140mm與160mm之間，因?yàn)檫@提供必要的翼展方向 剛度以防止翼展方向的明顯振動(dòng)。
[0032] 設(shè)想了其它實(shí)施方式，在這些實(shí)施方式中，可能在每個(gè)疊層內(nèi)少到4層或多達(dá)12 層。
[0033] 除了覆蓋層（在提供的情況下）外，疊層內(nèi)的各層可包括橫過(guò)層的全寬延伸的單 個(gè)壓制纖維復(fù)合帶。這種布置具有簡(jiǎn)單并因此制造成本低的優(yōu)勢(shì)。而且，疊層內(nèi)的各層具 有相同的寬度，所以除了覆蓋層（在提供的情況下）外，所有壓制纖維復(fù)合帶都可由相同的 壓制設(shè)備制成，或?qū)嶋H上由相同的壓制帶切割成。
[0034] 另選的是，每層可包括平行布置的多個(gè)壓制纖維復(fù)合帶。這會(huì)表現(xiàn)為第一種配置 形式，在該第一種配置中，疊層的各個(gè)層內(nèi)的帶的側(cè)向或縱向邊緣與其它層中的帶的側(cè)向 (縱向）邊緣對(duì)齊，在此情況下，各帶的寬度會(huì)比各層僅包括一條帶的以上布置的寬度小。 然而，帶仍可具有相同的寬度，并因此仍可由相同的壓制設(shè)備形成或由相同的壓制帶切割。 在第二種配置中，疊層的各個(gè)層內(nèi)的帶的內(nèi)側(cè)（縱向）邊緣相對(duì)于相鄰層內(nèi)的帶的內(nèi)側(cè)邊 緣交錯(cuò)。雖然這意味著不是所有的帶都會(huì)具有相同的寬度，而且必定因此由不止一個(gè)壓制 設(shè)備形成，但是這會(huì)產(chǎn)生更穩(wěn)固的疊層。事實(shí)上，常會(huì)在磚墻中看到這種配置。
[0035] 在以上各個(gè)布置中，其中每層包括不止一個(gè)帶，每層內(nèi)的帶能夠可選地或另外地 首尾相連布置。例如在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度相當(dāng)長(zhǎng)的情況下這會(huì)是有益的，在此情況下，可通過(guò) 由若干相對(duì)短的壓制帶形成增強(qiáng)結(jié)構(gòu)而使制造簡(jiǎn)化。
[0036] 重要的是壓制纖維復(fù)合帶的拉伸強(qiáng)度足夠大，但可由從下面選出的纖維形成：碳 纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維以及包括木質(zhì)纖維及有機(jī)纖維的天然纖維，包括任何這些 纖維類型的組合。在優(yōu)選實(shí)施方式中，壓制纖維復(fù)合帶由嵌入熱固性樹脂基質(zhì)中的碳纖維 形成。碳纖維因其與諸如玻璃纖維之類的其它纖維相比具有高強(qiáng)度重量比而尤其合意。 [0037] 在優(yōu)選實(shí)施方式中，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括用于支撐疊層的細(xì)長(zhǎng)支撐元件。這有助于整個(gè) 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)形成時(shí)在移動(dòng)過(guò)程中被移動(dòng)到風(fēng)輪機(jī)葉片內(nèi)的期望位置。支撐元件的優(yōu)選構(gòu)造是 具有大致U形截面的通道，并且其中，疊層被支撐在該通道內(nèi)。因?yàn)榀B層的截面基本是矩形 的，所以這尤其方便。特別優(yōu)選的是：至少U形截面的寬度對(duì)應(yīng)疊層的寬度，因?yàn)樵诖饲闆r 下U形的側(cè)臂會(huì)在運(yùn)輸過(guò)程中防止疊層內(nèi)的層的任何不期望的橫向移動(dòng)。
[0038] 所述支撐元件可方便地由玻璃增強(qiáng)塑料（GRP)材料制成，并且也可包括或容納避 雷針。
[0039] 如上所述，所述支撐元件優(yōu)選由玻璃增強(qiáng)塑料（GRP)材料形成并且可包括避雷 針。
[0040] 蒙皮優(yōu)選由GRP制成。
[0041] 借助此布置，可單獨(dú)形成各個(gè)半殼，然后通過(guò)加熱使形成整個(gè)殼之前被接合在一 起的兩個(gè)半殼（增強(qiáng)結(jié)構(gòu)位于適當(dāng)?shù)奈恢茫┕袒?br> [0042] 半殼的內(nèi)蒙皮與外蒙皮可由玻璃纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合物制成。
[0043] 風(fēng)輪機(jī)葉片優(yōu)選還包括至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)腹板，該腹板位于對(duì)置的半殼內(nèi)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu) 之間以傳遞使用中作用在風(fēng)輪機(jī)葉片上的剪切力。照此，腹板可因此被稱作"抗剪腹板"。 兩個(gè)這種增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與腹板的組合效仿I形梁并具有I形梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)。
[0044] 在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)殼包括兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，并且細(xì)長(zhǎng)腹板的截面是X形的。在 此情況下，X形的兩條對(duì)角線均優(yōu)選在相應(yīng)兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間延伸。這種布置使得單個(gè)腹 板用于四個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0045] X形腹板優(yōu)選由兩個(gè)連接在一起的V形腹板形成，因?yàn)閂形腹板能夠容易疊置或嵌 套，從而便于儲(chǔ)存及運(yùn)輸。
[0046] 而且，腹板優(yōu)選由彈性材料制成從而在制造風(fēng)輪機(jī)葉片的過(guò)程中更容易符合模具 的形狀。
[0047] 優(yōu)選將X形彈性腹板制成稍大于這兩個(gè)半殼之間的距離，這樣腹板會(huì)在使半殼到 一起時(shí)撓曲一定程度。不僅允許腹板尺寸的較大公差，而且使得能夠在腹板與半殼之間建 立良好的粘結(jié)。一旦粘合劑固化，腹板就被鎖定在期望的位置，并且腹板的高度匹配兩個(gè)半 殼之間的間隔。
[0048] 在此情況下，腹板優(yōu)選包括在X形截面的兩條對(duì)角線的各端處的相應(yīng)凸緣，從而 將剪切力從各個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的全寬引向腹板。
[0049] 作為提供X形腹板的一個(gè)另選方案，可提供常規(guī)的C形腹板，其中，C形的兩個(gè)臂 可構(gòu)成用于使腹板附接在葉片的外半殼之間的凸緣。
[0050] 也可提供具有Z形截面的另外的腹板。在存在六個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)時(shí)尤其期望這種腹 板，因?yàn)樘峁形腹板可用于吸收通常位于葉片前緣內(nèi)的四個(gè)對(duì)置的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的剪切 力，提供Z形腹板則可用于吸收通常位于葉片后緣部分內(nèi)（即，位于X形腹板與葉片的后緣 之間）的其余兩個(gè)對(duì)置的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的剪切力。以下將更詳細(xì)地描述術(shù)語(yǔ)"前緣"與"后 緣"。
[0051] 在優(yōu)選實(shí)施方式中，四個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)在大致平行的方向上沿葉片的長(zhǎng)度延伸，而其 余兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)比在葉片的較寬部的其它增強(qiáng)結(jié)構(gòu)短并遠(yuǎn)離其延伸，從而形成"后縱梁"。 葉片寬部處產(chǎn)生的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)間距致使翼展方向剛度提高。后縱梁的設(shè)置也減小了主結(jié)構(gòu)與 后緣之間未被支撐的葉片殼體的長(zhǎng)度，這則使葉片中的結(jié)構(gòu)泡沫能夠更薄。通過(guò)保持在葉 片根端處增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的分離，減小的應(yīng)力集中可影響到結(jié)構(gòu)的末端。
[0052] Z形的上臂與下臂優(yōu)選用作凸緣，該凸緣用于例如通過(guò)將一層粘合劑施加至臂的 裸露上表面而連接葉片的兩個(gè)外半殼之間的腹板。因此，僅Z形腹板的中部延伸到相關(guān)聯(lián) 的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的空間中。
[0053] 在X形腹板的情況下，X形的對(duì)角線優(yōu)選在交點(diǎn)處彎曲，這樣兩個(gè)相鄰臂之間的角 度不同于另兩個(gè)臂之間的角度。
[0054] 另選的是，腹板的截面可以是Y形。
[0055] 在每種情況下，腹板優(yōu)選由彈性材料形成。這在以下情況時(shí)尤為有益：在腹板位 于半殼之間但是在物理上僅附接至下半殼的情況下，上半殼與下半殼連接在一起，因?yàn)樵?將兩個(gè)半殼連接在一起時(shí)，腹板的可施加有一層粘合劑的自由端會(huì)施加對(duì)抗上半殼的作用 力，該作用力足以使腹板的自由端附著至上半殼。
[0056] 在以上描述的所有實(shí)施方式中，內(nèi)蒙皮與外蒙皮優(yōu)選基本不間斷地橫過(guò)芯材及增 強(qiáng)結(jié)構(gòu)延伸。
[0057] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，該風(fēng)輪機(jī)葉片具有大 致中空的構(gòu)造并且由對(duì)置的第一半殼及第二半殼形成；由內(nèi)蒙皮與外蒙皮構(gòu)建每個(gè)半殼； 將第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)及第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)定位在所述外蒙皮上，沿葉片的縱向方向延伸； 每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)層形成的疊層，每個(gè)疊層具有沿大致垂直于葉片表面的方向延伸的 厚度；每個(gè)層橫過(guò)相應(yīng)疊層的寬度延伸，所述寬度垂直于葉片的縱向方向并垂直于疊層的 厚度，并且每個(gè)層包括至少一個(gè)預(yù)固化的壓制纖維復(fù)合帶；在每個(gè)半殼內(nèi)，將芯材布置在所 述外蒙皮上，按如下方式延伸：(a)在所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之 間；(b)從所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)開(kāi)始朝葉片的前緣；以及（c)從所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)開(kāi) 始朝葉片的后緣；將所述內(nèi)蒙皮布置在所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)、所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)以 及所述芯材的上表面上；以及將細(xì)長(zhǎng)腹板布置成在第一半殼中的至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與第二 半殼中的至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間延伸。
[0058] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，該方法包括制造以上類型的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，一個(gè)或多個(gè) 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)根據(jù)由風(fēng)輪機(jī)葉片的外輪廓限定的相應(yīng)預(yù)定曲線沿風(fēng)輪機(jī)葉片的長(zhǎng)度至少延伸 到中途，該方法包括，對(duì)于所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)或每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)：在模具內(nèi)設(shè)置充分剛硬的細(xì)長(zhǎng)支 撐面，該支撐面沿預(yù)定曲線延伸并且在沿該預(yù)定曲線的各個(gè)位置處以取決于該位置處的曲 率的角度取向，因而便于準(zhǔn)確定位增強(qiáng)結(jié)構(gòu)；將支撐元件引入到模具中；以及沿支撐面定 位增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0059] 可通過(guò)使支撐元件沿支撐面朝所述預(yù)定曲線滑動(dòng)而完成增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的定位步驟。
[0060] 通過(guò)使支撐面以此方式適當(dāng)取向，類似道路在彎曲處的側(cè)傾，可通過(guò)使支撐元件 沿支撐面滑動(dòng)而使支撐元件移動(dòng)到模具內(nèi)的期望的最終位置。這樣，支撐面因此充當(dāng)增強(qiáng) 結(jié)構(gòu)的操控或引導(dǎo)面。
[0061] 優(yōu)選的是，將疊層放置在支撐元件上作為第一步驟，而且使完整的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)以此 方式移動(dòng)就位，不過(guò)當(dāng)然也可以將僅將支撐元件移動(dòng)到模具內(nèi)的期望位置作為第一步驟， 然后例如通過(guò)使疊層沿支撐元件滑動(dòng)而將疊層引入到模具中。另選的是，可將疊層的各個(gè) 層一次一個(gè)地引入到模具中。
[0062] 支撐面可方便的是布置在模具的表面上的細(xì)長(zhǎng)楔的一個(gè)表面。在此情況下，楔可 由結(jié)構(gòu)泡沫制成。
[0063] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，風(fēng)輪機(jī)葉片包括至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該增強(qiáng)結(jié)構(gòu)在風(fēng) 輪機(jī)葉片的縱向方向上沿由風(fēng)輪機(jī)葉片的外輪廓限定的相應(yīng)預(yù)定曲線延伸，并且每個(gè)增強(qiáng) 結(jié)構(gòu)包括支撐在截面大致是U形的通道內(nèi)的增強(qiáng)元件，并且該方法包括將各個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)定 位在模具內(nèi)。
[0064] 在此情況下，可首先將通道定位在模具內(nèi)，然后將增強(qiáng)元件放置在通道中。另選 的是，可首先將增強(qiáng)元件定位在通道內(nèi)，然后可將整個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)（即，容納有增強(qiáng)元件的通 道）定位在模具內(nèi)。
[0065] 相當(dāng)剛硬的細(xì)長(zhǎng)支撐面可被有利地設(shè)置在模具內(nèi)，支撐面沿所述預(yù)定曲線延伸， 并且該支撐面在沿該預(yù)定曲線的各個(gè)位置處以取決于該位置處的曲率的角度取向，因而便 于準(zhǔn)確定位增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，并且該方法優(yōu)選包括：將增強(qiáng)結(jié)構(gòu)引入到模具中；以及例如通過(guò)使 支撐元件沿支撐面朝所述預(yù)定曲線滑動(dòng)而沿支撐面定位增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0066] 能夠以任一期望的順序執(zhí)行引入預(yù)固化疊層及其它結(jié)構(gòu)元件的步驟。
[0067] 另選的是，該增強(qiáng)結(jié)構(gòu)或每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可由U形通道及各個(gè)壓制帶在模具內(nèi)就地 構(gòu)建。
[0068] 盡管在優(yōu)選實(shí)施方式中風(fēng)輪機(jī)葉片內(nèi)存在六個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，但是無(wú)疑增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的數(shù) 量可以依據(jù)風(fēng)輪機(jī)葉片的尺寸及/或形狀以及所需的補(bǔ)強(qiáng)程度而少些或多些。
[0069] 本發(fā)明還提供一種制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，該風(fēng)輪機(jī)葉片具有大致中空的構(gòu)造并 且由對(duì)置的第一半殼及第二半殼形成；
[0070] 在每個(gè)第一細(xì)長(zhǎng)半模具與第二細(xì)長(zhǎng)半模具中為相應(yīng)外蒙皮布置一個(gè)或多個(gè)纖維 布；
[0071] 在每個(gè)第一細(xì)長(zhǎng)半模具與第二細(xì)長(zhǎng)半模具中，將第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與第二細(xì)長(zhǎng)增 強(qiáng)結(jié)構(gòu)定位在用于所述外蒙皮的所述纖維布上，使其沿相應(yīng)半模具的縱向方向延伸；
[0072] 每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括由多個(gè)層形成的疊層，每個(gè)疊層具有沿大致垂直于相應(yīng)半模具 表面的方向延伸的厚度；
[0073] 每個(gè)層橫過(guò)相應(yīng)疊層的寬度延伸，所述寬度垂直于相應(yīng)半模具的縱向方向并垂直 于疊層的厚度，并且每個(gè)層包括至少一個(gè)預(yù)固化的壓制纖維復(fù)合帶；
[0074] 在每個(gè)相應(yīng)半模具內(nèi)，將芯材布置在用于所述外蒙皮的所述纖維布上，按如下方 式延伸：(a)在所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間；(b)從所述第一細(xì)長(zhǎng) 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)開(kāi)始朝相應(yīng)半模具的前緣；以及（c)從所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)開(kāi)始朝相應(yīng)半模具 的后緣；
[0075] 在每個(gè)第一細(xì)長(zhǎng)半模具與第二細(xì)長(zhǎng)半模具中，將用于相應(yīng)內(nèi)蒙皮的一個(gè)或多個(gè)纖 維布布置在所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)、所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)以及所述芯材的上表面上；
[0076] 將樹脂供應(yīng)至所述第一半模具與所述第二半模具中；以及
[0077] 隨后使樹脂固化從而形成所述第一半殼及所述第二半殼。
[0078] 優(yōu)選的是，該方法包括：隨后將細(xì)長(zhǎng)腹板放置在其中一個(gè)半模具中；將所述第一 半模具樞轉(zhuǎn)到所述第二半模具上方的位置中，從而使得所述細(xì)長(zhǎng)腹板在所述第一半殼中的 至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與所述第二半殼中的至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間延伸。優(yōu)選的是，該方法包 括：在至少一個(gè)半模具內(nèi)將預(yù)固化網(wǎng)狀件定位在外蒙皮與其中一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和芯材的 鄰接區(qū)域之間。優(yōu)選的是，該方法包括：在至少一個(gè)半模具內(nèi)將預(yù)固化網(wǎng)狀件定位在內(nèi)蒙皮 與其中一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和芯材的鄰接區(qū)域之間。
[0079] 如下是本發(fā)明的其它方面：
[0080] (a) -種用于風(fēng)輪機(jī)葉片的細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被布置成在使用中沿葉片的縱 向方向延伸，該結(jié)構(gòu)包括多個(gè)層形成的疊層，該疊層具有在使用中沿大致平行于風(fēng)輪機(jī)葉 片表面的方向延伸的寬度，各個(gè)層橫過(guò)疊層的寬度延伸并且包括至少一個(gè)壓制纖維復(fù)合 帶。
[0081] 這種增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造比公知的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此制造起來(lái)比較便宜。
[0082] 應(yīng)理解，關(guān)于優(yōu)選實(shí)施方式描述的上述用于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的支撐元件提的優(yōu)勢(shì)不需要 限制于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的個(gè)別類型。因此本發(fā)明擴(kuò)展至：
[0083] (b) -種風(fēng)輪機(jī)葉片，其包括至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)通道，該通道的截面大致是U形的，細(xì) 長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可被支撐在該通道中。
[0084] 應(yīng)理解，設(shè)置具有X形截面的腹板為具有不一定是上述類型的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的風(fēng)輪機(jī) 葉片提供了優(yōu)勢(shì)。因此，本發(fā)明擴(kuò)展至：
[0085] (c) 一種大致中空構(gòu)造的風(fēng)輪機(jī)葉片，該葉片由兩個(gè)對(duì)置的半殼形成，每個(gè)半殼包 括至少兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)沿葉片的縱向方向延伸，每個(gè)半殼還包括位于 對(duì)置的半殼內(nèi)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間的腹板，從而在使用中傳遞作用在風(fēng)輪機(jī)葉片上的剪切力， 該腹板具有X形截面。
[0086] (d) -種大致中空構(gòu)造的風(fēng)輪機(jī)葉片，該葉片由對(duì)置的第一半殼與第二半殼形成， 第一半殼包括至少兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，并且第二半殼包括至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，各 個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)沿葉片的縱向方向延伸，并且第二半殼還包括位于對(duì)置的半殼內(nèi)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之 間的腹板，該腹板具有Y形截面。
[0087] (e) -種制造以上類型的風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，其中，一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)沿由風(fēng)輪 機(jī)葉片的外輪廓限定的相應(yīng)預(yù)定曲線沿風(fēng)輪機(jī)葉片的長(zhǎng)度至少延伸到中途，該方法包括， 對(duì)于所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)或每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)：在模具內(nèi)設(shè)置充分剛硬的細(xì)長(zhǎng)支撐面，該支撐面沿預(yù) 定曲線延伸并且在沿該預(yù)定曲線的各個(gè)位置處以取決于該位置處的曲率的角度取向，因而 便于準(zhǔn)確定位增強(qiáng)結(jié)構(gòu)；將支撐元件引入到模具中；以及沿支撐面定位增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
[0088] (f) 一種制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，該風(fēng)輪機(jī)葉片包括至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該增 強(qiáng)結(jié)構(gòu)沿由風(fēng)輪機(jī)葉片的外輪廓限定的相應(yīng)預(yù)定曲線沿風(fēng)輪機(jī)葉片的縱向方向延伸，并且 其中，該增強(qiáng)結(jié)構(gòu)或每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括被支撐在大致U形截面的通道內(nèi)的增強(qiáng)元件，該方 法包括，對(duì)于所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)或每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)：將增強(qiáng)結(jié)構(gòu)定位在模具內(nèi)。
[0089] (g) -種制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，該風(fēng)輪機(jī)葉片包括至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該增 強(qiáng)結(jié)構(gòu)沿由風(fēng)輪機(jī)葉片的外輪廓限定的相應(yīng)預(yù)定曲線沿風(fēng)輪機(jī)葉片的縱向方向延伸，該方 法包括，對(duì)于所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)或每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)：在模具內(nèi)設(shè)置充分剛硬的細(xì)長(zhǎng)支撐面，該支撐 面沿該預(yù)定曲線延伸并且在沿該預(yù)定曲線的各個(gè)位置處以取決于該位置處的曲率的角度 取向，因而便于準(zhǔn)確定位增強(qiáng)結(jié)構(gòu)；將支撐元件引入到模具中；以及沿支撐面定位增強(qiáng)結(jié) 構(gòu)，例如通過(guò)沿支撐面朝所述預(yù)定曲線滑動(dòng)該支撐元件。
[0090] 可在單獨(dú)的模具中形成并預(yù)固化該增強(qiáng)結(jié)構(gòu)或每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，然后將其與風(fēng)輪機(jī) 葉片的其它部件一起引入到主模具中。借助這種布置，能夠?qū)㈩A(yù)固化的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)引入到主 模具中而不使用以上所述的U形通道或楔形支撐件。
[0091] 而且，除了以上描述的那些優(yōu)勢(shì)，這種程序?qū)τ谠鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)是有益的。例如，由纖維 布而不是壓裝帶制成的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)能夠以此方式被預(yù)固化，然后將其引入到用于形成風(fēng)輪機(jī) 葉片的主模具中。在此情況下，每個(gè)纖維布能夠被單獨(dú)地引入到模具中，或者作為第一步驟 形成纖維布的整體疊層，然后將其放置到模具中。
[0092] 因此，根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供：
[0093] (h) -種制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，該風(fēng)輪機(jī)葉片包括至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，該方法包 括：形成纖維層的疊層；在第一模具中使纖維層的疊層預(yù)固化；將預(yù)固化了的疊層引入到 第二模具中；將風(fēng)輪機(jī)的其它結(jié)構(gòu)元件引入到第二模具中；以及在第二模具中將疊層與其 它結(jié)構(gòu)元件整合到一起。
[0094] 為了能夠更容易理解本發(fā)明，現(xiàn)將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在附圖 中：
[0095] 圖1示出了風(fēng)輪機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件；
[0096] 圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的包含增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的風(fēng)輪機(jī)葉片的 外殼的一個(gè)半殼的內(nèi)表面；
[0097] 圖3A與圖3B是風(fēng)輪機(jī)葉片半殼內(nèi)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的布置的剖面示意圖；
[0098] 圖4A至圖4E是包含圖2中所示的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的風(fēng)輪機(jī)葉片的示意性縱剖面圖；
[0099] 圖5示出了圖2中所示的其中一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的一部分的側(cè)向剖面圖；
[0100] 圖6A至圖6C示出了根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的三個(gè)不同實(shí)施方式的縱截面；
[0101] 圖7A與圖7B是在沿風(fēng)輪機(jī)葉片長(zhǎng)度的不同位置處根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式的X截面腹 板的兩個(gè)不意圖；
[0102] 圖8是在制造根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式的風(fēng)輪機(jī)葉片的過(guò)程中安裝在模具內(nèi)的增強(qiáng)結(jié) 構(gòu)的縱剖面圖；
[0103] 圖9A與圖9B示出了制造根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的風(fēng)輪機(jī)葉片的方法；
[0104] 圖10A至圖10F示出了根據(jù)另外實(shí)施方式的腹板的另選形式，該腹板被示出在沿 風(fēng)輪機(jī)葉片長(zhǎng)度的不同位置處；
[0105] 圖11A與圖11B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的腹板的其它另選形式；
[0106] 圖12是示出制造根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的風(fēng)輪機(jī)葉片的步驟的流程圖；
[0107] 圖13示出了制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的風(fēng)輪機(jī)葉片的另選方法；
[0108] 圖14是示出圖12中所示的方法中的步驟的流程圖；以及
[0109] 圖15A至圖15C示出了優(yōu)選實(shí)施方式，其中網(wǎng)狀件設(shè)置在風(fēng)輪機(jī)葉片的每個(gè)半殼 中。
[0110] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的以下全部描述中以及附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于表 示相同或相應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征。
[0111] 參照?qǐng)D2,風(fēng)輪機(jī)葉片的外殼的一個(gè)半殼8形成有三個(gè)細(xì)長(zhǎng)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11， 下面會(huì)更詳細(xì)地描述這三個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。其中兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10從根部12到葉稍13大致 沿風(fēng)輪機(jī)葉片的全長(zhǎng)延伸。葉片的根部12形成有用于接納螺栓的帶螺紋的金屬插入件14， 如以上參照?qǐng)D1所描述的，葉片借助該金屬插入件附接至風(fēng)輪機(jī)的中央輪轂。
[0112] 第三增強(qiáng)結(jié)構(gòu)11從根部12沿葉片僅延伸到中途，并且還從另兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10 朝葉片的后緣15側(cè)向移位,從而遠(yuǎn)離葉片的前緣16。
[0113] 兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10形成風(fēng)輪機(jī)葉片的翼梁帽，并且第三增強(qiáng)結(jié)構(gòu)11充當(dāng)用于后 緣15的加強(qiáng)件。
[0114] 葉片根部12內(nèi)的三個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11的端部被玻璃增強(qiáng)塑料（GRP)材料包住 以便增加強(qiáng)度與穩(wěn)固性，這樣的端部是兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10的延伸至葉稍13的遠(yuǎn)端。
[0115] 外殼的其余部分填充有結(jié)構(gòu)泡沫17,并且增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11與結(jié)構(gòu)泡沫17都形成 在待在以下詳細(xì)描述的外蒙皮與內(nèi)蒙皮內(nèi)。
[0116] 結(jié)構(gòu)泡沫17是輕質(zhì)芯材，應(yīng)理解，可使用諸如木材（尤其是軟木）及蜂窩之類的 其它芯材。
[0117] 圖2中所示外殼的上半殼8與相應(yīng)的下半殼及兩個(gè)內(nèi)部腹板一起形成完整的風(fēng)輪 機(jī)葉片。
[0118] 圖3A示出了常規(guī)布置的剖面圖，在該布置中，每個(gè)半殼8'包括內(nèi)蒙皮18'與外蒙 皮19'，在此兩個(gè)蒙皮之間僅設(shè)置單個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9'。內(nèi)蒙皮18'與外蒙皮19'之間直到增 強(qiáng)結(jié)構(gòu)9'兩側(cè)的區(qū)域填充有結(jié)構(gòu)泡沫17'。如由圖可見(jiàn)，存在橫過(guò)半殼8'寬度的明顯曲 率。因?yàn)樵鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)9'形成有大致矩形的截面，所以在外蒙皮19'與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9'的中央?yún)^(qū) 域之間以及內(nèi)蒙皮18'與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9'的端部區(qū)域之間形成了明顯的空隙20'。在在以下要 詳細(xì)描述的模制階段將樹脂引入這些空隙20'中，這在復(fù)合結(jié)構(gòu)中是不期望的，因?yàn)檫@既增 加了重量又增大了葉片的成本，而且也會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)問(wèn)題。
[0119] 圖3B是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的剖面圖，在該實(shí)施方式中，每個(gè)半殼8設(shè)置有在 內(nèi)蒙皮18與外蒙皮19之間設(shè)置的至少兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10。如可看到的，在外蒙皮19與增 強(qiáng)結(jié)構(gòu)9的中央?yún)^(qū)域之間以及在內(nèi)蒙皮18與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9的端部區(qū)域之間形成有空隙20,產(chǎn) 生的空隙20的容積大大小于僅設(shè)置單個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9'時(shí)產(chǎn)生的空隙20,的容積。因此，模制 過(guò)程中填充空隙20所需的樹脂量明顯減少。
[0120] 此外，與圖3A中所示的單個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)相反，如圖3B所示，通過(guò)在每個(gè)半殼中使用 兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的總體寬度更接近風(fēng)輪機(jī)葉片的外蒙皮19定位。這從結(jié)構(gòu)角度來(lái) 說(shuō)是有利的，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)提供了更高的二次慣性矩，從而風(fēng)輪機(jī)葉片具有更大的抗彎曲 性。
[0121] 圖4A至圖4E是完整的風(fēng)輪機(jī)葉片在沿葉片長(zhǎng)度的不同位置處的剖面圖。圖4A 表示接近葉稍13的葉片，從該圖可以看到，在沿圖2中所示的外殼的上半殼的長(zhǎng)度的該位 置處僅存在兩個(gè)第一增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10。外殼的下半殼21也設(shè)置有三個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)22、23、24， 同樣，僅兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)22、23位于此位置處。
[0122] 彈性細(xì)長(zhǎng)腹板25由夾在兩個(gè)外層GRP之間的軟木或輕質(zhì)泡沫制成，并具有大致X 形的縱剖面，該彈性細(xì)長(zhǎng)腹板被設(shè)置在外殼內(nèi)并且用于傳遞使用中作用在風(fēng)輪機(jī)葉片上的 剪切力。X形的兩個(gè)斜臂之一在第一對(duì)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、23之間延伸，并且另一個(gè)斜臂在第二對(duì) 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)10、22之間延伸。
[0123] 在表示沿風(fēng)輪機(jī)葉片長(zhǎng)度在圖4A所示的位置與中部之間的位置的圖4B中，可看 到其余兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)11、24的端部。
[0124] 圖4C表示風(fēng)輪機(jī)葉片的中部，從該圖可以看到，設(shè)置有具有大致Z形縱剖面的另 一彈性細(xì)長(zhǎng)腹板26,該彈性細(xì)長(zhǎng)腹板在位于葉片的后緣15處的兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)11、24之間延 伸。Z形的兩個(gè)外肢充當(dāng)用于使Z形腹板26連接至兩個(gè)相關(guān)聯(lián)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)11、24的凸緣。
[0125] 參照?qǐng)D4D，其為圖4C的剖面圖的細(xì)節(jié)，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)22被夾在內(nèi)蒙皮18與外蒙皮19 之間，并且外殼的其余部分由一層結(jié)構(gòu)泡沫17形成，也被夾在內(nèi)蒙皮18與外蒙皮19之間。 蒙皮由GRP制成。
[0126] 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)22呈支撐在U形通道28內(nèi)的多層壓制纖維復(fù)合帶形成的疊層27的形 式，該U形通道則被支持在細(xì)長(zhǎng)的楔29上，使得通道28的基部與外殼的外蒙皮19成銳角。 通道28包括在使用中充當(dāng)避雷針的材料。其它實(shí)施方式中可省略U形通道28與楔29。
[0127] X形腹板25的臂的端部設(shè)置有凸緣30,該凸緣用于將施加到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)22的全寬 的剪切力引向X形腹板25。
[0128] 應(yīng)理解，圖4D中所示的放大圖同樣適用于六個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11、22、23、24中的 每一個(gè)。
[0129] 圖4E不出了圖4C表不的中部與根部12之間的葉片的剖面圖，可看出，與葉片中 部處的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)相比，各個(gè)半殼內(nèi)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11、22、23、24更緊湊，這反應(yīng)了增強(qiáng)結(jié) 構(gòu)的曲率。
[0130] 在圖4A至圖4E中可看到，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、22及23是翼梁帽，它們與抗剪腹板25 一起形成風(fēng)輪機(jī)葉片的主結(jié)構(gòu)翼梁。后緣處的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)11與24在后緣區(qū)域補(bǔ)強(qiáng)了風(fēng)輪機(jī) 葉片，從而提供抗彎穩(wěn)固性，此增強(qiáng)結(jié)構(gòu)11、24與腹板26 -起形成后緣翼梁。
[0131] 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11、22、23、24的各個(gè)疊層27在兩端處縱向成錐形。這由壓制纖維 帶的層數(shù)從中部處的五層減少到各端處的單層而實(shí)現(xiàn)。附圖中表示出了此特征，其中，在圖 4A與圖4E中，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11、22、23、24的代表疊層27僅具有單層，而圖4C中所示的中 部?jī)?nèi)的疊層27具有五層。同樣地，在圖4B中，X形腹板25的端部處增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、22、23 的疊層27具有五層，而Z形腹板26的端部處增強(qiáng)結(jié)構(gòu)11、24的疊層27僅具有單層。
[0132] 此特征使增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11、22、23、24采用與葉片外殼的厚度分布一致的分布。
[0133] 這還進(jìn)一步示出在圖5的側(cè)剖面圖中，該圖示出了五個(gè)層31形成的疊層27的厚 度如何朝根端12與遠(yuǎn)端32兩者逐漸減小。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，附圖僅例示了錐形布置，在實(shí)踐中， 錐形變化可遍布增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的大部分長(zhǎng)度分布。
[0134] 優(yōu)選實(shí)施方式的另兩個(gè)特征增強(qiáng)了錐形變化的平滑性從而減小了疊層27的表面 輪廓中的不連續(xù)性引起的應(yīng)力沖擊。首先，各層31在兩端處被斜切從而移除在切割形成層 31的壓制帶的過(guò)程中形成的方形切割端部。其次，疊層27覆蓋有頂層33,該頂層由厚度比 下層31的厚度小的附加壓制纖維復(fù)合帶形成。因?yàn)轫攲?3比其它層31薄，所以該頂層也 更具柔性，并因此能夠在錐形端區(qū)域內(nèi)繞疊層27的有角度的斜切端彎曲，從而形成相對(duì)平 滑的上表面。
[0135] 疊層內(nèi)的各層31具有大約4mm的厚度，并且頂層的厚度大約為1mm。
[0136] 圖6A至圖6C是示出壓制纖維復(fù)合帶或五層31內(nèi)的壓制帶34的三個(gè)不同布置的 縱剖面圖。在圖6A中，各層31僅具有各層內(nèi)的一層壓制帶34。在圖6B中，各層31由平行 布置的三條并排鋪設(shè)在一起的等寬壓制帶34形成。在圖6C中，各層31具有三條或四條平 行并排布置的壓制帶34,但是包含兩種不同寬度的壓制帶34。
[0137] 在優(yōu)選實(shí)施方式中，以上三種布置內(nèi)的各個(gè)壓制帶34延伸相應(yīng)層31的全長(zhǎng)，但是 在一些實(shí)施方式中對(duì)于至少若干層31而言，包括首尾相連布置的較短的帶34會(huì)是有益的。
[0138] 圖7A與圖7B更詳細(xì)地分別示出了風(fēng)輪機(jī)葉片的中部與根部12,示出X形彈性腹 板25。為了清楚起見(jiàn)附圖中未示出增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。腹板形成為兩個(gè)大致V形的半體25a、25b， 并且如從附圖中看到的，各個(gè)半體25a、25b的下端借助一層粘合劑（未示出）附接至外殼 的下半殼，并且腹板25的兩個(gè)半體25a、25b借助螺栓36接合在一起。
[0139] 圖8是更詳細(xì)地示出下半模具37內(nèi)外殼的包括增強(qiáng)結(jié)構(gòu)22的區(qū)域的縱剖面圖。 在制造過(guò)程中，首先，將呈干纖維布或多個(gè)疊加及/或重疊的干纖維布形式的外蒙皮19放 置在半模具37的表面上，然后沿待定位增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11、22、23、24的曲線形區(qū)域?qū)⒓?xì)長(zhǎng) 楔29定位在外蒙皮19上。下面進(jìn)一步描述的內(nèi)蒙皮也由干纖維布或多個(gè)疊加及/或重疊 的干纖維布形成。一旦干布被與如以下描述的其它部件一起定位在半模具中，那么例如在 諸如以下描述的一個(gè)過(guò)程的浸泡過(guò)程中，干布被供應(yīng)至半模具中的樹脂浸漬。應(yīng)指出，作為 同樣在以下提到的另選方式，由預(yù)浸料（預(yù)浸漬纖維）布提供內(nèi)蒙皮與外蒙皮，其中，樹脂 與布的纖維材料一起被供應(yīng)至半模具。
[0140] 沿楔29的相應(yīng)上表面定位增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。這可由以下步驟實(shí)現(xiàn)：首先沿楔29的上表 面定位各個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的U形通道28,然后將纖維復(fù)合帶的壓制層形成的疊層27引入通道 28中，或另選在半模具37外部形成整個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，然后沿楔29的上表面放置該增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。 無(wú)論哪種情況，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)可被下放到楔29上的位置中或滑到沿楔29的表面的位置中。
[0141] 楔29的上表面的取向沿其長(zhǎng)度根據(jù)線性區(qū)域的曲率變化，從而將增強(qiáng)結(jié)構(gòu)保持 在期望的位置中。
[0142] 然后將一層結(jié)構(gòu)泡沫17引入半模具37中以填充增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11、22、23、24之 間的區(qū)域。而后將呈干纖維布或多個(gè)疊加及/或重疊的干纖維布形式的內(nèi)蒙皮18放置在 增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)泡沫17的上表面上，并且如以下更詳細(xì)地描述的一樣，用氣密袋覆蓋這些 部件以形成排空室，隨后排空該排空室并引入樹脂。
[0143] 然后加熱下半模具37內(nèi)的部件，樹脂由此被固化，從而形成葉片的下半外殼。
[0144] 在此實(shí)施方式中內(nèi)蒙皮18與外蒙皮19由一層雙軸玻璃布形成，然而可另選使用 多層玻璃布。如上所提及的，省略U形通道28與細(xì)長(zhǎng)楔29從而疊層27直接形成并定位在 外蒙皮19上也是可行的。將結(jié)構(gòu)泡沫17定位在外蒙皮19上隨后將疊層28引入模具37 中也是可行的。
[0145] 然后將帶有外殼的上半模具定位在下半模具37上方從而形成完整的葉片外殼。
[0146] 圖9A示出了在下半模具37中的情況下外殼的下半殼的部件的總體結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D 9B，在內(nèi)蒙皮18已被放置在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)22、23的表面及結(jié)構(gòu)泡沫17的上表面上之后，將氣密 的密封層（即，真空袋）38附接至模具以形成包封所有部件的排空室，然后利用真空泵39 將該排空室排空。借助仍被激勵(lì)的泵39,將液體樹脂供應(yīng)源40連接至所述室，從而浸漬部 件和其間的間隙空間。相應(yīng)的浸漬過(guò)程被施用至外殼的上半殼的部件。盡管在固化處理期 間減壓的程度會(huì)被降低，但是泵39在模具被加熱以使樹脂固化的后繼模制操作過(guò)程中持 續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0147] 然后，借助粘合劑將X形腹板25與Z形腹板26附接至上半模具37中的增強(qiáng)結(jié)構(gòu) 22、23、24緊上方的內(nèi)蒙皮18,并且腹板25、26的上部自由端覆有相應(yīng)的粘合層。
[0148] 然后將上半模具樞轉(zhuǎn)到下半模具37上方的位置，并將兩個(gè)半模具連接起來(lái)。這使 得上半模具內(nèi)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11粘附到腹板25、26的上自由端。腹板25、26的彈性特性 產(chǎn)生使腹板25、26抵接上方的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11的偏壓力，從而確保良好粘合。沿相應(yīng)半 模具的前緣形成葉片的前緣，并且沿相應(yīng)半模具的后緣形成葉片的后緣。
[0149] 然后將模具打開(kāi)，并從模具提出完成的風(fēng)輪機(jī)葉片。
[0150] 圖10A至圖10F是示出風(fēng)輪機(jī)葉片的另選實(shí)施方式的剖面圖，在該另選的實(shí)施方 式中，每個(gè)腹板41、42、43的截面是L形的，該L形截面與相關(guān)聯(lián)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)結(jié)合而產(chǎn)生了 I形梁構(gòu)造。因?yàn)槊總€(gè)腹板在各端設(shè)置有凸緣30,所以這可被另選地認(rèn)為是C形截面腹板， 其中，C形的臂構(gòu)成了凸緣30。
[0151] 圖10A至圖10C中僅有四個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、22、23。圖10A表示接近葉稍的剖面 圖，圖10B表示葉片的中途的剖面圖，以及圖10C表示接近根端的剖面圖，其中可看到，增強(qiáng) 結(jié)構(gòu)9、10、22、23的厚度逐漸減小。如從圖中可見(jiàn)，每個(gè)半殼內(nèi)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)在葉稍附近更緊 湊。
[0152] 圖10D至圖10F中有六個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10、11、22、23、24及分別鏈接每對(duì)對(duì)置的結(jié) 構(gòu)9、22 ;10、23 ;以及11、24的I形腹板41、42、43。圖10D表示接近葉稍的剖面圖，圖10E 表示葉片的中途的剖面圖，以及圖10F表示接近根端的剖面圖，其中也可看到，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、 10、22、23的厚度逐漸減小。
[0153] 圖11A與圖11B示出了另外兩種形式的腹板。在圖11A中，腹板44具有X形截面， 其中，兩條對(duì)角線在交叉點(diǎn)45處彎曲，使得上肢以角度α叉開(kāi)，該角度α大于兩個(gè)下肢之 間的角β。此布置的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是：上部的張大角度在兩個(gè)半模具閉合時(shí)產(chǎn)生附加柔性，而 下肢僅用于橋接兩個(gè)殼之間的間隙。在圖11Β中，兩個(gè)下肢已經(jīng)合并成單個(gè)肢，從而產(chǎn)生Υ 形截面的腹板46。這種腹板可替代上述X形及/或Ζ形腹板。
[0154] 參照?qǐng)D12,上述方法可被概括為包括：步驟47,在下半模具37內(nèi)設(shè)置支撐面；步 驟48,將增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9引入下半模具37內(nèi)；以及步驟49,使增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9沿楔29的表面滑動(dòng)到 相應(yīng)的期望位置。
[0155] 圖13示出了另選的方法，其中，在主半模具50外部，將壓制帶34與基質(zhì)（樹脂或 粘合劑）一起放置在設(shè)置成U形通道28的單獨(dú)模具中，所述基質(zhì)被預(yù)固化使得疊層27形 成在單獨(dú)模具28中。然后將預(yù)固化的固化疊層27放置在主半模具50中以便與其它結(jié)構(gòu) 元件一起進(jìn)行浸漬樹脂處理。
[0156] 參照?qǐng)D14,此方法可被概括為包括下面的步驟：（a)形成纖維層的疊層，步驟51 ; (b)在第一模具中使纖維疊層預(yù)固化，步驟52 ;(c)將預(yù)固化了的疊層引入第二模具中，步 驟53;以及（d)在第二模具中將所述疊層與其它結(jié)構(gòu)元件整合在一起，步驟54。在若干實(shí) 施方式中，疊層可在第一模具中被部分固化，然后在第二模具中被完全固化。在其它實(shí)施方 式中，疊層可在第一模具中被完全固化，并且照此在第二模具中與其它結(jié)構(gòu)元件整合成一 體，一些其它結(jié)構(gòu)元件在第二模具中被固化。
[0157] 圖15A至圖15C示意性示出了另一優(yōu)選實(shí)施方式，該實(shí)施方式可與上述任一實(shí)施 方式結(jié)合。為了提高清晰度，未按比例繪制元件。在每個(gè)半殼8中設(shè)置由玻璃織物及預(yù)固 化樹脂形成的預(yù)固化內(nèi)部網(wǎng)狀件55及外預(yù)固化部網(wǎng)狀件56,這些網(wǎng)狀件被定位在相應(yīng)的 內(nèi)蒙皮18及外蒙皮19與下方的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10之間。網(wǎng)狀件55、56在下方的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、 10抵接芯材17的區(qū)域上方延伸。在葉稍13的區(qū)域中，如沿圖15C的A-A'線剖切的圖15A 的剖面圖中所示，兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10靠近地分開(kāi)。在此情況下，內(nèi)部網(wǎng)狀件55與外部網(wǎng)狀 件56均延伸過(guò)下方的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10兩者，從而覆蓋增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10與芯材17之間所有的 四個(gè)過(guò)渡區(qū)域。然而，在葉片的根部12的區(qū)域中，如沿圖15C的B-B'線剖切的圖15B的剖 面圖中所示，兩個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10進(jìn)一步分開(kāi)。在此情況下，內(nèi)部網(wǎng)狀件55與外部網(wǎng)狀件56 均僅延伸過(guò)下方的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10中相應(yīng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，從而僅覆蓋相應(yīng)的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)（例如增強(qiáng) 結(jié)構(gòu)9)與芯材17之間的兩個(gè)過(guò)渡區(qū)域。
[0158] 內(nèi)部網(wǎng)狀件55與外部網(wǎng)狀件56的功能是防止內(nèi)蒙皮18與外蒙皮19因以下原因 而起皺：（a)下方的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10與鄰接的芯材17之間的間隙；以及（b)下方的增強(qiáng)結(jié)構(gòu) 9、10的厚度與鄰接的芯材17的厚度之間的任何細(xì)微差異。
[0159] 圖15C是此布置的平面圖，從該圖可以看出，網(wǎng)狀件55、56形成近似V形。夾在內(nèi) 部網(wǎng)狀件55與外部網(wǎng)狀件56之間的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10的輪廓在圖中由虛線示出。內(nèi)部網(wǎng)狀 件55與外部網(wǎng)狀件56的側(cè)緣位于下方的芯材以上約20mm。提供單個(gè)位于增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10 與芯材17下方的預(yù)固化網(wǎng)狀件55也會(huì)是可行的。然而，在實(shí)踐中，關(guān)于布局的中位面對(duì)稱 的布局（S卩，內(nèi)層18與外層19、增強(qiáng)結(jié)構(gòu)9、10以及泡沫17)是有益的。
[0160] 應(yīng)理解，可在不脫離僅由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下對(duì)以上實(shí)施 方式做出大量變更。例如，盡管優(yōu)選實(shí)施方式中存在六個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)及X形腹板與Z形腹板， 但是另選實(shí)施方式可僅包括四個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與單個(gè)X形腹板。
[0161] 在另一實(shí)施例中，與利用以上參照?qǐng)D9B所述的制造葉片的樹脂浸漬方法相反，樹 脂預(yù)浸漬纖維（即"預(yù)浸料"纖維）可用于內(nèi)蒙皮與外蒙皮，在此情況下，無(wú)需將樹脂浸漬 到殼構(gòu)造中。在此布置中，可在疊層中的各個(gè)層之間提供粘附膜層，以便在結(jié)構(gòu)固化時(shí)使這 些層粘附在一起。
【權(quán)利要求】
1. 一種風(fēng)輪機(jī)葉片，該風(fēng)輪機(jī)葉片具有大致中空的構(gòu)造并且由對(duì)置的第一半殼及第二 半殼形成； 每個(gè)半殼包括內(nèi)蒙皮與外蒙皮以及位于所述內(nèi)蒙皮與所述外蒙皮之間的第一細(xì)長(zhǎng)增 強(qiáng)結(jié)構(gòu)及第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)； 每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)沿葉片的縱向方向延伸，并且包括多個(gè)層形成的疊層； 每個(gè)疊層具有沿基本垂直于葉片表面的方向延伸的厚度； 每個(gè)層橫過(guò)相應(yīng)疊層的寬度延伸，所述寬度垂直于葉片的縱向方向并且垂直于疊層的 厚度，并且每個(gè)層包括至少一個(gè)預(yù)固化的壓制纖維復(fù)合帶； 每個(gè)半殼還包括芯材，該芯材布置在所述內(nèi)蒙皮與所述外蒙皮之間并按如下方式延 伸：(a)在所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間；(b)從所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng) 結(jié)構(gòu)開(kāi)始朝葉片的前緣；以及（c)從所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)開(kāi)始朝葉片的后緣； 所述風(fēng)輪機(jī)葉片還包括細(xì)長(zhǎng)腹板，該腹板在所述第一半殼中的至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與所 述第二半殼中的至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間延伸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)及所述芯材限定大致 垂直于風(fēng)輪機(jī)葉片表面的鄰接邊緣。
3. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，該風(fēng)輪機(jī)葉片還包括位于每個(gè)半殼內(nèi) 的預(yù)固化網(wǎng)狀件，該預(yù)固化網(wǎng)狀件位于所述外蒙皮與至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間。
4. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，該風(fēng)輪機(jī)葉片還包括位于每個(gè)半殼內(nèi) 的預(yù)固化網(wǎng)狀件，該預(yù)固化網(wǎng)狀件位于所述內(nèi)蒙皮與至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間。
5. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，該風(fēng)輪機(jī)葉片還包括位于至少一個(gè)半 殼內(nèi)的預(yù)固化網(wǎng)狀件，該預(yù)固化網(wǎng)狀件位于所述外蒙皮與其中一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和所述芯 材的鄰接區(qū)域之間。
6. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，該風(fēng)輪機(jī)葉片還包括位于至少一個(gè)半 殼內(nèi)的預(yù)固化網(wǎng)狀件，該預(yù)固化網(wǎng)狀件位于所述內(nèi)蒙皮與其中一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和所述芯 材的鄰接區(qū)域之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述預(yù)固化網(wǎng)狀件或每個(gè)預(yù) 固化網(wǎng)狀件由玻璃織物及預(yù)固化樹脂形成。
8. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述層具有不同的長(zhǎng)度，使得所 述疊層的厚度朝至少一端逐漸減小。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，每個(gè)層的兩端中的至少一端被斜切。
10. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，每個(gè)層包括橫過(guò)該層的全寬延 伸的單個(gè)壓制纖維復(fù)合帶。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，每個(gè)層包括多個(gè)壓制纖維 復(fù)合帶。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述多個(gè)壓制纖維復(fù)合帶包括在所述 層內(nèi)平行配置的帶。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述疊層的每個(gè)層內(nèi)的帶的縱向邊緣 與其它層中的帶的邊緣對(duì)齊。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述疊層的每個(gè)層內(nèi)的帶的縱向內(nèi)邊 緣相對(duì)于相鄰層內(nèi)的帶的縱向內(nèi)邊緣交錯(cuò)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述多個(gè)壓制纖維復(fù)合 帶包括多個(gè)首尾相連地布置的帶。
16. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述疊層還包括延伸所述疊層 的全長(zhǎng)的覆蓋層。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述覆蓋層的厚度明顯小于所述疊層 內(nèi)的其它層的厚度。
18. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述壓制纖維復(fù)合帶由從下面 選擇的纖維形成：碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維以及包括木質(zhì)纖維及有機(jī)纖維的天然 纖維。
19. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，該風(fēng)輪機(jī)葉片還包括用于支撐所述 疊層的細(xì)長(zhǎng)支撐元件。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述支撐元件包括通道，該通道的截面 是大致U形的，并且其中所述疊層被支撐在所述通道內(nèi)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述支撐元件由玻璃增 強(qiáng)塑料（GRP)材料形成。
22. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述腹板由彈性材料形成。
23. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，該風(fēng)輪機(jī)葉片包括至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)通 道，該通道的截面是大致U形的，一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)能被支撐在該通道中。
24. 根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的風(fēng)輪機(jī)葉片，其中，所述內(nèi)蒙皮及所述外蒙皮基本 不間斷地延伸過(guò)所述芯材及所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
25. -種制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，該風(fēng)輪機(jī)葉片具有大致中空的構(gòu)造并且由對(duì)置的第 一半殼及第二半殼形成； 由內(nèi)蒙皮與外蒙皮構(gòu)建每個(gè)半殼； 將第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)及第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)定位在所述外蒙皮上，沿葉片的縱向方向延 伸； 每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)層形成的疊層，每個(gè)疊層具有沿大致垂直于葉片表面的方向延 伸的厚度； 每個(gè)層橫過(guò)相應(yīng)疊層的寬度延伸，所述寬度垂直于葉片的縱向方向并垂直于疊層的厚 度，并且每個(gè)層包括至少一個(gè)預(yù)固化的壓制纖維復(fù)合帶； 在每個(gè)半殼內(nèi)，將芯材布置在所述外蒙皮上，按如下方式延伸：(a)在所述第一細(xì)長(zhǎng)增 強(qiáng)結(jié)構(gòu)與所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間；(b)從所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)開(kāi)始朝葉片的前緣； 以及（c)從所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)開(kāi)始朝葉片的后緣； 將所述內(nèi)蒙皮布置在所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)、所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)以及所述芯材的 上表面上；以及 將細(xì)長(zhǎng)腹板布置成在第一半殼中的至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與第二半殼中的至少一個(gè)增強(qiáng) 結(jié)構(gòu)之間延伸。
26. -種制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，該風(fēng)輪機(jī)葉片具有大致中空的構(gòu)造并且由對(duì)置的第 一半殼及第二半殼形成； 在每個(gè)第一細(xì)長(zhǎng)半模具與第二細(xì)長(zhǎng)半模具中布置用于相應(yīng)外蒙皮的一個(gè)或多個(gè)纖維 布； 在每個(gè)第一細(xì)長(zhǎng)半模具與第二細(xì)長(zhǎng)半模具中，將第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié) 構(gòu)定位在用于所述外蒙皮的所述纖維布上，使其沿相應(yīng)半模具的縱向方向延伸； 每個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)層形成的疊層，每個(gè)疊層具有沿大致垂直于相應(yīng)半模具表面的 方向延伸的厚度； 每個(gè)層橫過(guò)相應(yīng)疊層的寬度延伸，所述寬度垂直于相應(yīng)半模具的縱向方向并垂直于疊 層的厚度，并且每個(gè)層包括至少一個(gè)預(yù)固化的壓制纖維復(fù)合帶； 在每個(gè)相應(yīng)半模具內(nèi)，將芯材布置在用于所述外蒙皮的所述纖維布上，按如下方式延 伸：(a)在所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間；(b)從所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng) 結(jié)構(gòu)開(kāi)始朝相應(yīng)半模具的前緣；以及（c)從所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)開(kāi)始朝相應(yīng)半模具的后 緣； 在每個(gè)第一細(xì)長(zhǎng)半模具與第二細(xì)長(zhǎng)半模具中，將用于相應(yīng)內(nèi)蒙皮的一個(gè)或多個(gè)纖維布 布置在所述第一細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)、所述第二細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)以及所述芯材的上表面上； 將樹脂供應(yīng)至所述第一半模具與所述第二半模具中；以及 隨后使樹脂固化從而形成所述第一半殼及所述第二半殼。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，該方法包括：隨后將細(xì)長(zhǎng)腹板放置在其中一個(gè)半模 具中；將所述第一半模具樞轉(zhuǎn)到所述第二半模具上方的位置中，從而使得所述細(xì)長(zhǎng)腹板在 所述第一半殼中的至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與所述第二半殼中的至少一個(gè)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間延伸。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的方法，該方法還包括：在至少一個(gè)半模具內(nèi)將預(yù)固化 網(wǎng)狀件定位在所述外蒙皮與其中一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和所述芯材的鄰接區(qū)域之間。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26至28中任一項(xiàng)所述的方法，該方法還包括：在至少一個(gè)半模具內(nèi) 將預(yù)固化網(wǎng)狀件定位在所述內(nèi)蒙皮與其中一個(gè)細(xì)長(zhǎng)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)和所述芯材的鄰接區(qū)域之間。
【文檔編號(hào)】F03D1/06GK104114856SQ201280069867
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月16日
【發(fā)明者】M·漢考克, F·H·哈恩, C·佩恩 申請(qǐng)人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司