用于风力涡轮机叶片的翼梁帽的优化夹层制造技术

本发明专利技术涉及一种用于翼梁帽（10）的夹层片材（20），该夹层片材（20）包括：第一纤维层（30），其包括具有第一上纤维表面（31）和第一下纤维表面（32）的第一多个纤维；第二纤维层（40），其包括具有第二上纤维表面（41）和第二下纤维表面（42）的第二多个纤维。第一纤维层（30）布置于第二纤维层（40）的顶部上，使得第一下纤维表面（32）与第二上纤维表面（41）接触。第一纤维层（30）具有与第二纤维层（40）不同的特性。此外，本发明专利技术涉及一种用于风力涡轮机叶片的翼梁帽（10），该翼梁帽（10）包括：多个预固化纤维增强元件，其至少包括第一预固化纤维增强元件（60）和第二预固化纤维增强元件（70）。和第二预固化纤维增强元件（70）。和第二预固化纤维增强元件（70）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于风力涡轮机叶片的翼梁帽的优化夹层


[0001]本公开涉及一种用于翼梁帽的夹层片材。本公开还涉及包括这样的夹层的翼梁帽和包括这样的翼梁帽的风力涡轮机叶片。

技术介绍

[0002]风力提供清洁并且对环境友好的能源。风力涡轮机通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。风力涡轮机叶片使用已知的翼型原理来捕获风的动能。现代风力涡轮机可以具有在长度上超过90米的转子叶片。
[0003]风力涡轮机叶片的壳半部通常使用叶片模具来制造。首先，叶片凝胶涂层或底漆涂敷到模具。随后，纤维增强材料成层地放置到模具中，随后将其它元件（诸如，芯元件、承载负荷的翼梁帽、内部抗剪腹板等）布置于壳半部内。所得到的壳半部通过基本上沿着叶片的弦平面胶合在一起来树脂灌注和组装。
[0004]翼梁帽可以直接地铺设于具有其它纤维增强元件的风力涡轮机叶片模具中或分开的离线模具中，其中翼梁帽被树脂灌注，并且然后，随后被提升到主叶片壳模具中，该主叶片壳模具然后被用树脂灌注。
[0005]翼梁帽可以包括多个堆叠拉挤碳纤维元件或型材（profile）和布置于拉挤碳纤维元件之间的夹层材料。拉挤型材之间的夹层的存在用于用树脂的拉挤碳纤维元件的堆叠的可灌注性（infusibility）。夹层通常由玻璃或碳纤维片材组成，以提供邻近的拉挤型材之间的间隙中的结构桥接和强度。然而，夹层材料中的高的纤维体积还导致低断裂韧性，这是构建用于风力涡轮机叶片的可靠的翼梁帽的关键方面之一。
[0006]因此，用于具有提高的断裂韧性的用于风力涡轮机叶片的翼梁帽和用于制造这样的翼梁帽的方法将是有利的。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目标是，提供一种用于风力涡轮机叶片的翼梁帽，其至少改善前面提到的问题中的一些或提供对于现有技术的有用的备选方案。
[0008]本专利技术人已发现，可以在涉及用于翼梁帽的夹层片材的本专利技术的第一方面中实现所述目标中的一个或多个，该夹层片材包括：
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第一纤维层，其包括具有第一上纤维表面和第一下纤维表面的第一多个纤维，
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第二纤维层，其包括具有第二上纤维表面和第二下纤维表面的第二多个纤维，其中，第一纤维层布置于第二纤维层的顶部上，使得第一下纤维表面与第二上纤维表面接触，并且其中，第一纤维层具有与第二纤维层不同的特性。例如，第一多个纤维是与第二多个纤维不同的特性，诸如不同的类型的纤维。
[0009]常规地，用于翼梁帽的夹层片材包括对于翼梁帽的一个标准（诸如，可灌注性、断裂韧性、铺层下落疲劳等）为最优的一种纤维材料。本专利技术的概念是使用具有至少两个不同的纤维层的夹层片材，每个纤维层向夹层片材提供期望效果。至少两个不同的纤维层具有
不同的特性，例如不同的纤维类型、纤维比率、密度等。每个特性可以向夹层提供期望效果。以此方式，本专利技术允许夹层同时对于不同标准而优化。在一些实施例中，第一多个纤维具有与第二多个纤维不同的纤维类型。在一些实施例中，第一纤维层的第一纤维比率不同于第二纤维层的第二纤维比率。在一些实施例中，第一纤维层的第一密度不同于第二纤维层的第二密度。
[0010]特别地，期望的是，至少一个纤维层包括将翼梁帽的断裂韧性提高到期望水平的例如纤维类型、密度等的特性，而至少一个纤维层包括将翼梁帽的结构完整性提高到期望水平的例如纤维类型、密度等的特性。能够实现上文的效果的任何纤维材料可以在本专利技术的范围内使用。
[0011]在上文和下文中，提到上表面和下表面。认识到，该定义用于定义当夹层片材布置于基本上水平的表面上时的各种纤维层的相互布置。
[0012]在一些实施例中，第一纤维层中的第一多个纤维包括多个聚合物丝线，诸如聚酯丝线，优选地热塑性聚酯丝线或聚丙烯丝线或聚乙烯丝线。在一些实施例中，第一多个纤维大体上由多个聚合物丝线，诸如聚酯丝线，优选地热塑性聚酯丝线，或聚丙烯丝线或聚乙烯丝线组成。在夹层片材的一个或多个纤维层中使用聚合物丝线促进树脂灌注，并且提供碳拉挤件之间的区的润湿，并且减少缺陷的数量。此外，聚合物丝线（诸如，聚酯丝线）的存在降低断裂韧性。在优选实施例中，多个第一纤维是聚酯纤维/丝线。
[0013]在一些实施例中，第二纤维层中的第二多个纤维包括玻璃纤维和/或碳纤维。在一些实施例中，第二多个纤维大体上由玻璃纤维组成。在其它实施例中，第二多个纤维大体上由碳纤维组成。碳纤维和玻璃纤维两者提供邻近的纤维增强元件之间的间隙中的结构桥接和强度。然而，由于在夹层片材中存在第一纤维层，因而断裂韧性不会降低到与常规碳纤维/玻璃纤维夹层片材相同的水平。
[0014]在一些实施例中，第一多个纤维和/或第二多个纤维包括多个传导线股，诸如铜线股。在一些实施例中，第一多个纤维大体上由多个传导线股（诸如，铜线股）组成。在一些实施例中，第二多个纤维大体上由多个传导线股（诸如，铜线股）组成。
[0015]在一些实施例中，夹层片材可以包括多于两个纤维层，诸如三个、四个、五个或甚至六个纤维层。
[0016]在一些实施例中，夹层片材进一步包括第三纤维层，第三纤维层包括具有第三上纤维表面和第三下纤维表面的第三多个纤维，其中，第一纤维层和第二纤维层布置于第三纤维层的顶部上，使得第二下纤维表面与第三上纤维表面接触，并且使得第二纤维层被夹在第一纤维层与第三纤维层之间。
[0017]第三纤维层可以具有与第一纤维层和/或第二纤维层相同的（即，同样的或基本上同样的）特性。然而，第三纤维层还可以具有与第一纤维层和/或第二纤维层不同的特性。
[0018]第三多个纤维可以具有与第一多个纤维相同的类型和/或可以与第二多个纤维不同。然而，第三多个纤维也可以与第一多个纤维和第二多个纤维两者不同。
[0019]在一些实施例中，第三多个纤维包括聚合物丝线，诸如聚酯丝线，优选地热塑性聚酯丝线或聚丙烯丝线或聚乙烯丝线。在其它实施例中，第三多个纤维大体上由聚合物丝线，诸如聚酯丝线，优选地热塑性聚酯丝线或聚丙烯丝线或聚乙烯丝线组成。在一些实施例中，第三多个纤维包括玻璃纤维和/或碳纤维或大体上由其组成。
[0020]在一些实施例中，第三多个纤维包括多个传导线股，诸如铜线股。在一些实施例中，第三多个纤维大体上由多个传导线股（诸如，铜线股）组成。
[0021]包括第一纤维层和/或第二纤维层和/或第三纤维层的每个纤维层可以是单向织物、双向/双轴织物或三向/三轴织物。在单向织物中，纤维全都沿着第一方向布置。在双向/双轴织物中，多个初级纤维沿着第一方向布置，并且，多个二级纤维在多个初级纤维的顶部上沿着第二方向（例如，与第一方向垂直地）布置。在三向/三轴织物中，多个初级纤维沿着第一方向布置，并且，沿着第二方向布置的多个二级纤维定位于多个初级纤维的顶部上。此外，多个三级纤维在多个二级纤维的顶部上沿着第三方向布置。单向、双向或三向织物中的纤维可以通过粘合剂来相对于彼此维持或通过丝来缝合在一起。
[0022]即使双向织物或三向织物可以包括若干“纤维层”本身，这样的织物也被认为是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于翼梁帽（10）的夹层片材（20），包括：
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第一纤维层（30），其包括具有第一上纤维表面（31）和第一下纤维表面（32）的第一多个纤维，
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第二纤维层（40），其包括具有第二上纤维表面（41）和第二下纤维表面（42）的第二多个纤维，其中，所述第一纤维层（30）布置于所述第二纤维层（40）的顶部上，使得所述第一下纤维表面（32）与所述第二上纤维表面（41）接触，并且其中，所述第一纤维层具有与所述第二纤维层不同的特性。2.根据权利要求1所述的夹层片材（20），其中，所述不同的特性是纤维类型和/或纤维密度和/或纤维比率。3.根据权利要求1或2所述的夹层片材（20），其中，所述夹层片材（20）进一步包括第三纤维层（50），所述第三纤维层（50）包括具有第三上纤维表面（51）和第三下纤维表面（52）的第三多个纤维，其中，所述第一纤维层（30）和所述第二纤维层（40）布置于所述第三纤维层（50）的顶部上，使得所述第二下纤维表面（42）与所述第三上纤维表面（51）接触，并且使得所述第二纤维层（40）被夹在所述第一纤维层（30）与所述第三纤维层（50）之间。4.根据前述权利要求中的任一项所述的夹层片材（20），其中，所述第一纤维层（30）中的所述第一多个纤维包括多个聚合物丝线，诸如聚酯丝线，优选地热塑性聚酯丝线，或聚丙烯丝线或聚乙烯丝线。5.根据前述权利要求中的任一项所述的夹层片材（20），其中，所述第二纤维层（40）中的所述第二多个纤维包括玻璃纤维和/或碳纤维。6.根据权利要求2
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5中的任一项所述的夹层片材（20），其中，所述第三纤维层（50）中的所述第三多个纤维包括聚合物丝线，诸如聚酯丝线，优选地热塑性聚酯丝线，或聚丙烯丝线或聚乙烯丝线，和/或玻璃纤维，和/或碳纤维。7.根据前述权利要求中的任一项所述的夹层片材（20），其中，所述第一纤维层（30）和/或所述第二纤维层（40）和/或所述第三纤维层（50）是单向织物、双向织物或三向织物。8.根据前述权利要求中的任一项所述的夹层片材（20），其中，所述第一纤维层（30）和/或所述第二纤维层（40）和/或所述第三纤维层（50）是包括随机地取向的纤维的纱幔。9.根据前述权利要求中的任一项所述的夹层片材（20），其中，所述第一纤维层（...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：叶片动力学有限公司叶片动力学有限责任合伙人公司，
类型：发明
国别省市：