本發(fā)明涉及風(fēng)輪機(jī)葉片，尤其涉及一種在風(fēng)輪機(jī)葉片內(nèi)使用的諸如翼梁帽之類的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)以提供給葉片額外的強(qiáng)度與剛度。

背景技術(shù)：

復(fù)合風(fēng)輪機(jī)葉片的設(shè)計(jì)是使處于空氣動(dòng)力學(xué)與結(jié)構(gòu)優(yōu)選之間的一種平衡狀態(tài)的折中。如今趨向更大的大片以便使風(fēng)輪機(jī)設(shè)備的能量捕獲最大化。然而，較大的葉片在使用過(guò)程中經(jīng)受增大的力，這增大了葉片遭受損害的可能性。

現(xiàn)代大型電站級(jí)風(fēng)輪機(jī)葉片包括結(jié)構(gòu)梁，此結(jié)構(gòu)梁通常由兩部分中空殼形成。葉片硬化以防止葉片過(guò)度彎曲，并且通常各個(gè)殼結(jié)合一個(gè)或多個(gè)相對(duì)剛硬的板條或者“翼梁”，這些板條或者翼梁沿葉片的長(zhǎng)度延伸。為了提供給葉片必需的強(qiáng)度以耐受在操作過(guò)程中作用在其上的剪力，對(duì)置翼梁借助稱作抗剪腹板的構(gòu)造相互連接。存在兩條主要途徑以實(shí)現(xiàn)此設(shè)計(jì)，并且圖1中示出了這些途徑中之一。

在圖1中，葉片2具有中空殼結(jié)構(gòu)，此中空殼結(jié)構(gòu)包括上半殼4與下半殼6，上半殼4與下半殼6聯(lián)合以形成具有翼型剖面的完成殼。各個(gè)半殼均是這樣的復(fù)合結(jié)構(gòu)，此復(fù)合結(jié)構(gòu)包括材料(例如纖維加強(qiáng)塑料(frp))的內(nèi)層壓層或者“蒙皮”8與外層壓層或者“蒙皮”10。

上半殼4與下半殼6均包括強(qiáng)化結(jié)構(gòu)，此強(qiáng)化結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)翼梁帽12，各個(gè)翼梁帽均沿葉片2的順翼展方向的長(zhǎng)度從葉片根部朝葉片梢端延伸。翼梁帽12還可以由本領(lǐng)域中諸如“橫梁”或者“主梁”之類的其他術(shù)語(yǔ)稱謂。對(duì)于翼梁帽12而言，優(yōu)選極剛硬并且輕質(zhì)，因此翼梁帽可以由灌注的碳纖維拉擠成型板條的堆疊制造成，這些碳纖維拉擠成型板條借助適當(dāng)?shù)墓こ陶澈蟿┱澈现镣馊~片蒙皮10。然而，碳纖維不是必要的，但是由于其非常高的強(qiáng)度重量比碳纖維通常是優(yōu)選的。在此葉片2中，翼梁帽12嵌在層壓的frp層中并因而形成殼4、6的整合部分。這樣的葉片設(shè)計(jì)有時(shí)稱作“結(jié)構(gòu)殼”。葉片的某些區(qū)域結(jié)合有諸如結(jié)構(gòu)泡沫或者巴爾沙木之類的輕質(zhì)芯14，這些輕質(zhì)芯夾在外蒙皮8與內(nèi)蒙皮10之間并且在翼梁帽12之間中定位。這樣的夾層板構(gòu)造提高了彎曲剛度并且減小了這些區(qū)域中翹曲的風(fēng)險(xiǎn)。還公知具有單個(gè)翼梁帽的類似葉片結(jié)構(gòu)。

更具體地參照翼梁帽12，各個(gè)翼梁帽均具有大體矩形剖面并且由一疊預(yù)制的細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)厚板或者板條18組成。板條18是碳纖維加強(qiáng)塑料(cfrp)的拉擠成型構(gòu)件，并且基本扁平且是矩形剖面。堆疊中板條18的數(shù)量取決于板條18的厚度以及所需的殼4、6的厚度，但是通常板條18均具有幾毫米的厚度并且堆疊中可能存在2至12個(gè)板條。板條18具有高的拉伸強(qiáng)度，并因此具有高的負(fù)載承受能力。

利用樹(shù)脂灌注過(guò)程制作葉片，在此樹(shù)脂灌注加工法中，將葉片的部件鋪疊在葉片模具中。首先，將一層以上的干玻璃纖維織物布置在模具中以形成葉片的外蒙皮。然后，將結(jié)構(gòu)泡沫的細(xì)長(zhǎng)板布置在玻璃纖維層的頂部上以形成夾層板芯14(圖1中提到的)。泡沫板相對(duì)于彼此間隔開(kāi)以限定位于其間的一對(duì)通道用于接納各個(gè)翼梁帽。為了組裝翼梁帽，如以上參照?qǐng)D1描述的，cfrp的多個(gè)拉擠成型的板條堆疊在各個(gè)通道中。將預(yù)組裝的堆疊鋪放在通道中也是可行的。

一旦翼梁帽就位，多個(gè)干玻璃纖維層就布置在泡沫板與翼梁帽的頂部上。這形成葉片的內(nèi)蒙皮。接著，將真空袋薄膜放置在模具上以覆蓋所述鋪疊。利用密封帶將真空袋薄膜密封至模具的凸緣，并且利用真空泵從模具與真空袋薄膜之間的內(nèi)部容積抽吸空氣。一旦建立適當(dāng)?shù)木植空婵眨瑯?shù)脂就在一個(gè)以及插入點(diǎn)處被引入到密封容積。樹(shù)脂灌注在多個(gè)層壓層之間并且填充層壓鋪疊中的任一間隙。一旦充足的樹(shù)脂供應(yīng)至模具，就加熱模具，同時(shí)維持真空以固化樹(shù)脂并且使多個(gè)層粘合在一起以形成葉片的半殼。根據(jù)相同過(guò)程制作另一半殼。關(guān)于翼梁帽布置適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化腹板結(jié)構(gòu)。然后，沿殼的前緣與后緣施加粘合劑，并且殼粘合在一起以形成完整葉片。

ep1520983、wo2006/082479以及gb2497578中描述了具有與殼整合的翼梁帽的轉(zhuǎn)子葉片的其他實(shí)施例。

樹(shù)脂灌注過(guò)程依賴于樹(shù)脂滲過(guò)葉片鋪疊的各個(gè)部件并且滲入葉片鋪疊的各個(gè)部件之間的適當(dāng)途徑。變得明顯的問(wèn)題是鋪疊的一部分中形成氣塞，樹(shù)脂不能流動(dòng)穿過(guò)這些氣塞。有時(shí)，樹(shù)脂滲過(guò)鋪疊的某些部分慢于其他部分，并且這也會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，因?yàn)闃?shù)脂流的“波前”可能被轉(zhuǎn)向并沿意外方向行進(jìn)，這可能影響固化葉片結(jié)構(gòu)的完整性。這會(huì)在樹(shù)脂在翼梁帽的個(gè)體板條周圍以及之間行進(jìn)的情況下尤其明顯。

以此為背景設(shè)計(jì)出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一方面中，本發(fā)明提供一種制作風(fēng)輪機(jī)葉片用的細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的方法。應(yīng)注意，風(fēng)輪機(jī)葉片是一種技術(shù)應(yīng)用，在此技術(shù)應(yīng)用中細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)是有用的(例如，作為一種結(jié)構(gòu)翼梁)，但是本發(fā)明適用于其他背景下的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。所述方法包括將多個(gè)葉片部件布置在葉片模具中；并且在所述葉片模具中相對(duì)于所述多個(gè)葉片部件組裝細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其中，所述細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括以堆疊結(jié)構(gòu)布置的由纖維加強(qiáng)聚合物制成的多個(gè)板條，所述多個(gè)板條中至少一對(duì)相鄰的板條包括間插在其間的灌注促進(jìn)層；并且其中，所述灌注促進(jìn)層或者每個(gè)灌注促進(jìn)層是包括多根加捻紗的織物。

本發(fā)明還可以表達(dá)為并因此也涵蓋風(fēng)輪機(jī)葉片，此風(fēng)輪機(jī)葉片包括細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括以堆疊結(jié)構(gòu)布置的由纖維加強(qiáng)聚合物制成的多個(gè)板條，并且所述多個(gè)板條中至少一對(duì)相鄰的板條包括灌注促進(jìn)層，其中，所述灌注促進(jìn)層是包括多根加捻紗的織物。

有益地，加捻的紗線織物的使用在控制通過(guò)葉片的灌注速度方面提供了驚人的改進(jìn)，這使得通過(guò)堆疊結(jié)構(gòu)的灌注速度能夠與通過(guò)葉片結(jié)構(gòu)的相鄰區(qū)域的灌注速度基本相容，這減小了灌注過(guò)程中在葉片內(nèi)形成孔隙的風(fēng)險(xiǎn)。

所述灌注促進(jìn)層的織物面積重量可以在大約100gsm與300gsm之間，但是優(yōu)選大約是200gsm。

所述灌注促進(jìn)層可以被選擇成具有包括平紋編織式樣、斜紋編織式樣、緞紋編織式樣的組中的至少一者的編織式樣。

所述灌注促進(jìn)層的紗線可以以0/90°構(gòu)造或者+/－45°構(gòu)造取向。

所述灌注促進(jìn)層可以是玻璃纖維織物，并且可以間插在所述多個(gè)板條中的每一對(duì)之間以便對(duì)通過(guò)堆疊結(jié)構(gòu)的灌注速度產(chǎn)生相同影響。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述灌注促進(jìn)層或者每個(gè)灌注促進(jìn)層布置在所述堆疊中，使得所述灌注促進(jìn)層的至少一個(gè)邊緣與所述多個(gè)板條中相鄰一者的對(duì)應(yīng)邊緣重疊。

在另一方面中，本發(fā)明提供一種在葉片模具中制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，所述方法包括：將外葉片蒙皮部件設(shè)置到所述葉片模具上；將第一細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)組裝到所述外葉片蒙皮部件上；將第二細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)組裝到所述外葉片蒙皮部件上；并且在所述第一細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)與所述第二細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)之間設(shè)置織物分隔層。這確保樹(shù)脂在堆疊結(jié)構(gòu)之間均勻灌注并且防止在堆疊結(jié)構(gòu)之間形成孔隙。堆疊結(jié)構(gòu)可以如前限定。

在另一方面中，本發(fā)明提供一種在葉片模具中制造風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，所述方法包括：將多個(gè)葉片部件布置在葉片模具中；并且在所述葉片模具中相對(duì)于所述多個(gè)葉片部件組裝細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其中，所述細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括以堆疊結(jié)構(gòu)布置的由纖維加強(qiáng)聚合物制成的多個(gè)板條，所述多個(gè)板條中至少一對(duì)相鄰的板條包括間插在其間的灌注促進(jìn)層，其中，所述灌注促進(jìn)層或者每個(gè)灌注促進(jìn)層被選擇成在樹(shù)脂灌注過(guò)程中影響通過(guò)所述堆疊結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂灌注。

所述灌注促進(jìn)層可以被選擇成影響通過(guò)所述堆疊結(jié)構(gòu)的樹(shù)脂灌注的速度，為此目的，所述灌注促進(jìn)層可以是包括多個(gè)交織的加捻紗的編織織物。而且，所述織物可以是具有以+/－45°構(gòu)造取向的第一紗線層與第二紗線層的雙軸構(gòu)造。

所述灌注促進(jìn)層可以被選擇成在樹(shù)脂灌注過(guò)程中樹(shù)脂通過(guò)所述堆疊結(jié)構(gòu)的灌注速度與通過(guò)所述多個(gè)葉片部件的樹(shù)脂灌注速度相配。這防止灌注過(guò)程中形成孔隙、中空以及其它灌注瑕疵。

在另一方面中，本發(fā)明提供一種可灌注層或者板條，所述可灌注層或者板條構(gòu)造成間插到纖維加強(qiáng)聚合物的預(yù)成形的結(jié)構(gòu)板條的堆疊中以形成風(fēng)輪機(jī)葉片的堆疊的翼梁結(jié)構(gòu)，所述可灌注層或者板條構(gòu)造成間隔開(kāi)相鄰對(duì)的結(jié)構(gòu)板條，其中，所述可灌注層或者板條與在所述灌注過(guò)程中使用的樹(shù)脂相容，并且還構(gòu)造成允許所述樹(shù)脂灌注通過(guò)，使得在完成的風(fēng)輪機(jī)葉片中所述間隔板條能與翼梁結(jié)構(gòu)整合，其中所述間隔板條是編織織物，在此編織織物中所述織物的紗線是加捻的。本發(fā)明延及所述可灌注層或者板條用來(lái)制造用于風(fēng)輪機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)翼梁的用途。

在另一方面中，本發(fā)明提供一種組裝風(fēng)輪機(jī)葉片的方法，所述方法包括：將多個(gè)葉片部件布置在葉片模具中；在所述葉片模具中相對(duì)于所述多個(gè)葉片部件組裝細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其中，所述細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括以堆疊結(jié)構(gòu)布置的由纖維加強(qiáng)聚合物制成的多個(gè)板條，所述多個(gè)板條中至少一對(duì)相鄰的板條包括間插在其間的灌注促進(jìn)層，其中，所述灌注促進(jìn)層或者每個(gè)灌注促進(jìn)層被選擇成在樹(shù)脂灌注過(guò)程中樹(shù)脂通過(guò)所述堆疊結(jié)構(gòu)的灌注速度與通過(guò)所述多個(gè)葉片部件的樹(shù)脂灌注速度相配。

應(yīng)注意，本發(fā)明的實(shí)施方式的優(yōu)選以及/或者可選特征可以與本發(fā)明的其他實(shí)施方式結(jié)合，反之亦然。

附圖說(shuō)明

已經(jīng)借助本發(fā)明的背景描述了圖1。現(xiàn)在將參照下面的附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式以便充分理解本發(fā)明：

圖2是包括一疊拉擠成型的板條的翼梁帽的一部分的立體圖并且還示意性示出了兩個(gè)另選方案以闡明可如何組裝翼梁帽；

圖3是結(jié)合到翼梁帽中的灌注促進(jìn)層的放大立體圖并且還包括詳細(xì)示出一塊灌注促進(jìn)層的嵌入圖；

圖4是與圖3中的放大立體圖相同的放大立體圖，但是此圖示出了另選的灌注促進(jìn)層；

圖5是模具中的葉片殼的一部分的示意圖，此圖示出了第一鋪疊布置；以及

圖6是模具中的葉片殼的一部分的示意圖，此圖示出了第二鋪疊布置。

具體實(shí)施方式

圖2示出了用于風(fēng)輪機(jī)葉片的細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)20。在以下描述的實(shí)施方式中，細(xì)長(zhǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)20是如同以上參照?qǐng)D1通過(guò)簡(jiǎn)介描述的翼梁帽，并且將從現(xiàn)在開(kāi)始如此稱呼。

在圖2中，以放大比例示出了翼梁帽20，從而能夠更清楚地看到其各個(gè)部件。翼梁帽20包括多個(gè)纖維加強(qiáng)聚合物的板條22，這些板條在堆疊結(jié)構(gòu)23中排列整齊地上下疊置。各個(gè)板條22均在相對(duì)的兩個(gè)端部24(圖2中僅示出了其中之一)之間縱向延伸，并且各個(gè)板條均包括相對(duì)的側(cè)面26以及上下表面28。

大體上，諸如基于玻璃纖維的frp或者基于芳綸纖維的frp之類的纖維加強(qiáng)聚合物的另選形式可以用于板條22，但是實(shí)際上碳纖維由于其特別高的強(qiáng)度特性而是優(yōu)選的。如本領(lǐng)域中公知的，板條22通過(guò)拉擠成型過(guò)程制成，在拉擠成型過(guò)程中，浸透樹(shù)脂的纖維借助拉擠成型模被牽拉以形成沿其長(zhǎng)度具有一致剖面的板條，其中，然后板條通過(guò)固化爐，在此固化爐中拉擠成型板條被加熱以便使樹(shù)脂基體固化。

在此實(shí)施方式中，堆疊結(jié)構(gòu)23包括六個(gè)纖維加強(qiáng)聚合物的板條22(并非所有的板條都做了標(biāo)記)。各個(gè)相鄰板條22之間間插有灌注促進(jìn)層30。在圖2的示意圖中，各個(gè)灌注促進(jìn)層30均具有與板條22相同的平面尺寸使得層30覆蓋板條22的整個(gè)相鄰表面28、29。但是，層30的平面尺寸可以大于板條22。更具體地說(shuō)，各個(gè)灌注促進(jìn)層30均至少在板條22的端部24之間沿縱向方向持續(xù)延伸并且還在板條22的相對(duì)的側(cè)面26之間沿橫向方向持續(xù)延伸。

圖2還示出了兩個(gè)另選技術(shù)，可以借助這些技術(shù)組裝堆疊結(jié)構(gòu)23。圖2的右手側(cè)示出了第一技術(shù)(標(biāo)記成“a”)，并且這里多個(gè)板條22相互堆疊并且多個(gè)灌注促進(jìn)層30間插在板條22之間。所有板條22以及灌注促進(jìn)層30如此對(duì)準(zhǔn)以形成堆疊結(jié)構(gòu)23。應(yīng)注意，板條22與層30在圖2中示出成相互間隔以表達(dá)組裝堆疊結(jié)構(gòu)23的方式，但是在組裝形式中層30將擠在板條22之間并且整個(gè)組件可以借助諸如一個(gè)或多個(gè)條帶之類的適當(dāng)助留機(jī)構(gòu)保持就位。

圖2的左手側(cè)示出了第二技術(shù)(標(biāo)記成“b”)，并且這里多個(gè)板條22中的每一者均包括整合到板條22的下表面29上的灌注促進(jìn)層30。再一次地，為了清楚起見(jiàn)，板條22與層30被示出成相互間隔。灌注促進(jìn)層30與各個(gè)板條22的整合可以通過(guò)順序處理實(shí)現(xiàn)，在此順序處理中，灌注促進(jìn)層30在拉擠成型的板條固化的上游站粘合至板條22。以與先前技術(shù)a相同的方式，堆疊結(jié)構(gòu)23可以借助諸如帶條(未示出)之類的適當(dāng)機(jī)構(gòu)固定，從而板條22與灌注促進(jìn)層30不能彼此相對(duì)移動(dòng)。條帶可以憑借樹(shù)脂灌注過(guò)程結(jié)合到堆疊中。

在圖2中示出的兩種技術(shù)中，灌注促進(jìn)層30的存在在相鄰一對(duì)預(yù)定深度的板條22之間建立空隙或者“灌注區(qū)”32，這有益于板條22之間的樹(shù)脂流。

一旦板條22與層30布置成堆疊結(jié)構(gòu)23，就在真空條件下引入樹(shù)脂以便將堆疊結(jié)構(gòu)23合并成整合部件。在此過(guò)程中，樹(shù)脂滲入堆疊結(jié)構(gòu)23周圍并且滲過(guò)板條22之間的灌注促進(jìn)層30，借此樹(shù)脂灌注的堆疊結(jié)構(gòu)可固化成完成的翼梁帽。圖2是圖解式的，但是應(yīng)注意，如稍后將描述的，樹(shù)脂灌注過(guò)程通常在堆疊結(jié)構(gòu)23位于葉片鋪疊內(nèi)的情況下就地發(fā)生。

已經(jīng)描述了堆疊結(jié)構(gòu)23的總體構(gòu)造，現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述灌注促進(jìn)層30。在此實(shí)施方式中，灌注促進(jìn)層30是玻璃纖維織物材料。優(yōu)選地，織物提供相當(dāng)松散的編織，此編織對(duì)通過(guò)織物的樹(shù)脂流提供相當(dāng)?shù)偷淖枇?。適當(dāng)材料的一個(gè)實(shí)施例是0/90°平紋編織玻璃纖維織物，此0/90°平紋編織玻璃纖維織物具有200gsm的織物面積重量或者單位面積質(zhì)量(克每平方米；gsm)。

纖維材料具有相當(dāng)?shù)偷拿娣e重量(即，單位面積質(zhì)量)，優(yōu)選在約100gsm與約300gsm之間，最優(yōu)選約200gsm，面積重量足夠低使得樹(shù)脂能夠相對(duì)容易地灌注通過(guò)織物的纖維結(jié)構(gòu)從而材料層增進(jìn)板條22之間的灌注過(guò)程并且還允許織物粘合至板條22的相鄰表面。

值得注意地，除了促進(jìn)板條22之間的樹(shù)脂流動(dòng)，灌注促進(jìn)層30的存在在相鄰板條22之間建立了預(yù)定間隙。例如，一旦在樹(shù)脂浸漬之前堆疊結(jié)構(gòu)23被壓縮，纖維層30在本實(shí)施方式中建立0.1mm與0.5mm之間的間隙。應(yīng)理解，板條22之間由灌注促進(jìn)層30建立的精確間隙將取決于堆疊結(jié)構(gòu)的總體比例。然而，在風(fēng)輪機(jī)葉片應(yīng)用中，通常，板條22的寬度將在50mm至400mm的范圍內(nèi)并且厚度在2mm與7mm之間，而灌注促進(jìn)層的厚度將約為0.2mm。其有益之處在于，所述層防止相鄰板條22的面對(duì)的表面之間局部接觸，否則會(huì)影響樹(shù)脂灌注通過(guò)灌注區(qū)32。

發(fā)明人已經(jīng)確定，灌注促進(jìn)層30的特質(zhì)影響樹(shù)脂灌注過(guò)程的特性。特別地，可以選擇灌注促進(jìn)層30的特質(zhì)以影響樹(shù)脂流動(dòng)通過(guò)灌注促進(jìn)層30的速度。影響樹(shù)脂通過(guò)灌注區(qū)32的灌注速度會(huì)是期望的以便控制樹(shù)脂如何相對(duì)于鋪疊的周圍區(qū)域滲過(guò)堆疊結(jié)構(gòu)23。例如，目標(biāo)可以是增加樹(shù)脂滲過(guò)堆疊結(jié)構(gòu)23的速度以便避免堆疊結(jié)構(gòu)23的“回填充”，在此回填充中，樹(shù)脂從不止一個(gè)方向灌注通過(guò)堆疊結(jié)構(gòu)。因此，選擇灌注促進(jìn)層是重要的，從而在樹(shù)脂灌注過(guò)程中通過(guò)堆疊結(jié)構(gòu)23的灌注速度與樹(shù)脂灌注通過(guò)堆疊結(jié)構(gòu)23周圍的多個(gè)葉片部件的速度相配。在理想的情況下，通過(guò)灌注促進(jìn)層的樹(shù)脂灌注速度應(yīng)基本匹配樹(shù)脂灌注通過(guò)其他葉片部件的速度以及圍繞其他葉片部件灌注的速度。然而，以下情況是可接受的：通過(guò)層的樹(shù)脂灌注速度在其他葉片部件周圍的灌注速度的約5％與15％(優(yōu)選10％)的范圍內(nèi)。注意，盡管灌注速度變動(dòng)，但是以實(shí)施例的方式，通常灌注速度將會(huì)是約7分鐘的時(shí)間段內(nèi)200mm。

出于這一考慮，圖3示出了單個(gè)灌注促進(jìn)層30，在此灌注促進(jìn)層中，一塊灌注促進(jìn)層在插入畫(huà)面中被放大以便詳細(xì)示出織物的編織。

如能看到的，灌注促進(jìn)層30同樣是0/90°編織的玻璃纖維織物，并且具有200gsm的織物面積重量。然而，在此實(shí)施方式中，織物的紗線40是加捻的，使得紗線的纖維關(guān)于紗線軸以螺旋形式布置。發(fā)明人已經(jīng)確定，當(dāng)與樹(shù)脂灌注通過(guò)具有“扁平”紗線的織物的速度相比時(shí)，使用具有與不加捻或者“平”紗線織物相同面積重量的加捻紗織物使樹(shù)脂灌注通過(guò)堆疊結(jié)構(gòu)23的速度增大兩倍。在此實(shí)施例中，每英寸約五個(gè)加捻。例如可以從hexcelcorporation(例如tf970)獲得這樣的加捻紗玻璃纖維織物。

為了測(cè)試織物的灌注速度，一部分織物在由小于50豪巴的局部真空建立的預(yù)定夾緊負(fù)載下夾緊在透明剛性片下。當(dāng)實(shí)施樹(shù)脂灌注過(guò)程時(shí)織物在透明片下密封。為此目的，真空沿所述片的一個(gè)邊緣施加，同時(shí)在所述片的相反端引入樹(shù)脂。這創(chuàng)建了從所述片的一個(gè)邊緣朝片的處于真空中的邊緣灌注通過(guò)織物部分的樹(shù)脂的波前。能夠透過(guò)透明片觀察波前的前進(jìn)，從而能夠測(cè)量灌注速度。

不希望受理論約束，認(rèn)為紗線的加捻增大了織物的“開(kāi)放區(qū)”，這促進(jìn)樹(shù)脂通過(guò)材料的流動(dòng)。由于紗線是成對(duì)的，如果每英寸的加捻增多，那么結(jié)果會(huì)是經(jīng)紗與緯紗更緊，認(rèn)為這會(huì)產(chǎn)生稍厚的材料，此材料將在組裝過(guò)程中不太易受壓縮(即，在壓力下)的影響。然而，當(dāng)灌注速度提高時(shí)，織物的面積重量不變(例如，在此實(shí)施方式中200gsm)，這維持織物的能力以作用成堆疊結(jié)構(gòu)23中相鄰對(duì)板條22之間的有效間隔物。

在此實(shí)施方式中，加捻的紗線織物構(gòu)造成平紋編織，在此平紋編織中，經(jīng)紗與緯紗相互垂直并且以基本“一上一下”的式樣構(gòu)造。然而，設(shè)想，其他編織式樣(例如“斜紋”、“籃形”或者“緞紋”式樣)也會(huì)是有益的。以上提及的編織式樣中任一種的關(guān)鍵要考慮的是紗線應(yīng)是加捻的以便增大給定的織物的面積重量的編織的開(kāi)度。

圖4中示出了另選的樹(shù)脂灌注層30。在此實(shí)施方式中，灌注促進(jìn)層30是具有這樣的織物面積重量的玻璃纖維織物，與在前的實(shí)施方式相同，織物面積重量在100gsm與300gsm之間，但是優(yōu)選200gsm。

然而，在此實(shí)施方式中，織物是雙軸織物或者“無(wú)皺褶”織物，此織物包括以+/－45°取向的兩層紗線40、42。這兩層紗線借助水平取向的縫合紗線44結(jié)合在一起。這樣的織物在本領(lǐng)域中眾所周知，并且以實(shí)施例的方式可從產(chǎn)品貨號(hào)為x200e05b的metyxcomposites獲得這樣的織物。

發(fā)明人觀察到，在應(yīng)用至第二實(shí)施方式的加捻紗織物的相同測(cè)試條件下，此實(shí)施方式的織物顯示這樣的灌注速度，此灌注速度比利用第二實(shí)施方式的織物觀察到的灌注速度快約20％至30％。

有益的是，相比0/90°編織的織物，雙軸織物可以提供更大的強(qiáng)度，但是雙軸織物的鋪疊由于在鋪疊過(guò)程中易于剪斷并易于歪曲而可能更有問(wèn)題。然而，如果堆疊結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是關(guān)鍵要考慮的，那么雙軸織物的強(qiáng)度利益可以認(rèn)為勝過(guò)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健并且可重復(fù)的鋪疊的挑戰(zhàn)。

以上解釋的圖3與圖4的實(shí)施方式闡明了兩種可能的玻璃纖維織物，這些織物可在制造用于風(fēng)輪機(jī)葉片的翼梁帽20的堆疊結(jié)構(gòu)23的過(guò)程中用作樹(shù)脂灌注層。要理解，在每個(gè)實(shí)施方式中，織物特質(zhì)的選擇影響樹(shù)脂灌注過(guò)程，并且尤其影響樹(shù)脂灌注通過(guò)織物的速度。因此，通過(guò)選擇用作灌注促進(jìn)層30的織物的編織特性，能夠按照需要調(diào)整通過(guò)灌注區(qū)的灌注速度以便使翼梁帽的灌注密切符合葉片鋪疊的大背景下總的灌注要求。

以此為背景，應(yīng)理解，也可以選擇本文沒(méi)描述的對(duì)樹(shù)脂灌注過(guò)程有適當(dāng)影響的其他織物。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)至圖5與圖6。以上已經(jīng)參照?qǐng)D2至圖4詳細(xì)描述了灌注促進(jìn)層30。然而，圖5與圖6演示可如何在葉片制造過(guò)程中組合包括拉擠成型的板條與灌注促進(jìn)層的堆疊結(jié)構(gòu)。

首先參照?qǐng)D5，示出了組裝在葉片模具52上的葉片鋪疊50，葉片模具52提供模具表面54。注意，模具表面54示出成扁平的，這是為了清楚之目的，但是要理解，實(shí)際上葉片模具具有一定程度的曲率以限定葉片的空氣動(dòng)力學(xué)外蒙皮。

葉片的外蒙皮由干玻璃纖維織物層(或者多個(gè)層)56形成，干玻璃纖維織物層直接位于模具表面54上。通常，脫模涂層預(yù)施加至模具表面54以阻止織物層56與表面54之間的粘合，但是這里沒(méi)示出這樣的涂層。

一旦由織物層56建立起葉片的外蒙皮，就組合其余的鋪疊部件。總體而言，鋪疊的部件包括：結(jié)構(gòu)泡沫芯，此結(jié)構(gòu)泡沫芯包括前邊緣芯58、后邊緣芯60以及中部芯62；以及形成葉片的翼梁帽的兩個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)23，這些堆疊結(jié)構(gòu)包括如上所述的間插的拉擠成型的板條22與灌注促進(jìn)層30。第一個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)23a定位在中部芯62與前邊緣芯58之間，并且第二個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)23b定位在中部芯62與后邊緣芯60之間。注意，鋪疊的總體構(gòu)造如同圖1中所示，但是這里僅示出了鋪疊的一小部分以便聚焦在關(guān)鍵部件上。

為了防止堆疊結(jié)構(gòu)23以及芯58至62的上表面與下表面之間形成梯級(jí)并且起皺，呈預(yù)固化玻璃纖維環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的形式的織物條64遮蓋在堆疊結(jié)構(gòu)23的上表面與下表面上，使得織物條64不僅覆蓋堆疊結(jié)構(gòu)23也覆蓋相鄰芯58至62的邊界。盡管這里沒(méi)示出，但是另外一層干玻璃纖維織物施加在鋪疊50上，這層干玻璃纖維織物形成葉片的內(nèi)蒙皮。

轉(zhuǎn)至堆疊結(jié)構(gòu)23本身，能夠看到灌注促進(jìn)層30構(gòu)造成比與它們間插的板條22寬，使得層30的邊緣66與板條22的邊緣重疊。這里，層30僅與板條22的一個(gè)邊緣重疊，使得板條22的鄰近中部芯的邊緣能緊密抵靠芯。然而，稍微重疊是可接受的。

層30的重疊的邊緣66在鋪疊過(guò)程中保護(hù)板條22的邊緣以避免由于堆疊結(jié)構(gòu)23的鋒利邊緣發(fā)生的損害。重疊的邊緣66還實(shí)際上創(chuàng)建位于堆疊結(jié)構(gòu)23的側(cè)面下的織物“壁”68，此織物壁促進(jìn)樹(shù)脂在堆疊上的可預(yù)測(cè)的并且全面的覆蓋。諸如噴膠棉之類的多孔填料塊70分別設(shè)置在堆疊結(jié)構(gòu)23與前/后邊緣芯之間。填料塊70填充存在于堆疊結(jié)構(gòu)23與前/后邊緣芯之間的任一間隔，從而樹(shù)脂不能追隨以填充葉片的其他區(qū)域并且填料塊70向涌進(jìn)此區(qū)域的樹(shù)脂提供強(qiáng)度。

樹(shù)脂灌注路徑由箭頭“r”指示，并且要理解，靠近中部芯62引入樹(shù)脂，借此樹(shù)脂向左右傳播至鋪疊的前邊緣與后邊緣。以此方式，樹(shù)脂在鄰近中部芯62的側(cè)面處進(jìn)入到堆疊結(jié)構(gòu)23中，然后向外滲過(guò)板條22之間的灌注促進(jìn)層30。這里，要理解，板條22之間的樹(shù)脂灌注速度是重要的，因?yàn)槿绻麡?shù)脂灌注太慢，那么存在樹(shù)脂將從堆疊結(jié)構(gòu)23的相反側(cè)向內(nèi)滲入的風(fēng)險(xiǎn)。這可能導(dǎo)致氣塞，此氣塞危害堆疊結(jié)構(gòu)23的結(jié)構(gòu)完整性。重疊的邊緣66提供防止此“回灌注”的另一手段，因?yàn)橹丿B的邊緣66提供對(duì)抗樹(shù)脂向內(nèi)灌注的局部障礙并且增大了樹(shù)脂將可能完成通過(guò)堆疊向外灌注的可能性。

轉(zhuǎn)至圖6，這里示出了具有成對(duì)的堆疊翼梁帽布置的鋪疊50的一部分的一個(gè)實(shí)施方式，此成對(duì)的堆疊翼梁帽布置有時(shí)取決于葉片的剛性需求使用。在此實(shí)施方式中，兩個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)23a、23b在結(jié)構(gòu)泡沫的前邊緣芯58與中部芯62之間并排布置。此實(shí)施方式的鋪疊50中的部件的布置類似于先前實(shí)施方式中的布置，從而這里將僅描述差異之處。

在此實(shí)施方式中，第一堆疊結(jié)構(gòu)23a鄰近中部芯62定位并且第二堆疊結(jié)構(gòu)23b鄰近前邊緣芯58定位，使得堆疊結(jié)構(gòu)23a、23b具有相對(duì)的面72。注意，各個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)23a、23b的灌注促進(jìn)層30重疊或者延伸超出板條22的邊緣，使得重疊的邊緣在堆疊結(jié)構(gòu)23a、23b之間的間隙處相會(huì)。而且，分隔層74設(shè)置在堆疊結(jié)構(gòu)23a、23b之間中，并且重疊的邊緣與分隔層74接觸。分隔層74是與灌注促進(jìn)層相同類型的織物，但是這不是必要的。重疊的邊緣66與分隔層74一起創(chuàng)建位于堆疊結(jié)構(gòu)23a、23b之間的纖維結(jié)構(gòu)，此纖維結(jié)構(gòu)提供兩個(gè)主要益處：首先，它在鋪疊過(guò)程中保護(hù)堆疊結(jié)構(gòu)23a、23b的相對(duì)的面；并且第二，它提供促進(jìn)樹(shù)脂從第一堆疊結(jié)構(gòu)23a朝第二堆疊結(jié)構(gòu)23b轉(zhuǎn)移(但是樹(shù)脂也從上方灌注，通過(guò)堆疊結(jié)構(gòu)23a、23b之間的間隙向下)的媒介。

以與先前實(shí)施方式相似的方式，多孔填料塊70設(shè)置在外堆疊結(jié)構(gòu)23b與前邊緣芯58之間的間隙中。

樹(shù)脂灌注路徑再一次由標(biāo)示為“r”的箭頭指示。在局部真空條件下靠近中部芯62引入樹(shù)脂，借此樹(shù)脂朝鋪疊50的前邊緣向外傳播。因此，樹(shù)脂在鄰近中部芯62的側(cè)面處傳播到內(nèi)堆疊結(jié)構(gòu)23a中，然后向外滲過(guò)板條22之間的灌注促進(jìn)層30。樹(shù)脂也朝堆疊結(jié)構(gòu)23a、23b之間的間隙經(jīng)過(guò)第一堆疊結(jié)構(gòu)23a的頂部表面。同樣，第一堆疊結(jié)構(gòu)23a中的板條22之間的快速灌注在這里是重要的，這樣在樹(shù)脂開(kāi)始向下在相鄰結(jié)構(gòu)23a、23b之間移動(dòng)的同時(shí)，樹(shù)脂完全滲過(guò)第一堆疊結(jié)構(gòu)23a。

以上解釋了具體實(shí)施方式的各種另選。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，在不脫離本發(fā)明的由權(quán)利要求限定的范圍的情況下可以對(duì)具體實(shí)施方式做出變更。

例如，以上論述的堆疊結(jié)構(gòu)被描述成具有相同類型的間插在各對(duì)板條之間的灌注促進(jìn)層。然而，無(wú)需如此，并且可以將不同的灌注促進(jìn)層應(yīng)用至板條之間的不同間隙。以此方式，通過(guò)堆疊的灌注速度受逐層基礎(chǔ)的影響。