用途。
【附图说明】
[0036]现在将仅以举例的方式参照附图来描述本发明的实施例，在附图中:
图1示出了具有多个风轮机叶片的风轮机；
图2示出了图1的风轮机的叶片的透视图；
图3示出了图2的叶片的翼型轮廓的示意图；
图4示出了从上方和从侧部看的图2的风轮机叶片的示意图；
图5示出了现有技术的混合材料层；
图6示出了根据本发明的第一实施例的混合材料垫； 图7示出了根据本发明的第二实施例的混合材料垫；
图8示出了图7的实施例的混合材料垫的叠层的截面视图；
图9示出了在用于电势均等的布置中的混合材料垫的叠层的截面视图。
【具体实施方式】
[0037]将理解的是，本发明的不同实施例共有的元件在附图中设有相同的参考标号。
[0038]图1示出了根据所谓〃丹麦构想〃的常规现代逆风风轮机2，其具有塔架4、机舱6和具有大致水平的转子轴的转子。转子包括毂8和从毂8沿径向延伸的三个叶片10，各个叶片均具有最接近毂的叶片根部16和最远离毂8的叶片末梢14。
[0039]图2示出了风轮机叶片10的示意图。风轮机叶片10具有常规风轮机叶片的形状，且包括最接近毂的根部区30、最远离毂的轮廓或翼型区34，以及根部区30与翼型区34之间的过渡区32。叶片10包括在叶片安装在毂上时面对叶片10的旋转方向的前缘18，以及面对前缘18的相反方向的后缘20。
[0040]翼型区34(也称为轮廓区)具有相对于生成升力理想或几乎理想的叶片形状，而根部区30出于结构考虑而具有大致圆形或椭圆形的截面，其例如，使得将叶片10安装到毂上更容易且更安全。根部区30的直径(或翼弦)通常沿整个根部区30恒定。过渡区32具有从根部区30的圆形或椭圆形40逐渐地变为翼型区34的翼型轮廓50的过渡轮廓。过渡区32的弦长通常随离毂距离r增大而增加。
[0041]翼型区34具有翼型轮廓50 (图3)，其具有在叶片10的前缘18与后缘20之间延伸的翼弦。翼弦的宽度随离毂距离r增大而减小。
[0042]应当注意的是，叶片的不同区段的翼弦一般不位于共同平面中，这是因为叶片可扭曲和/或弯曲(S卩，预弯曲)，因此提供了具有对应扭曲和或弯曲路线的翼弦平面，这是最经常的情况，以便补偿取决于离毂的半径的叶片的局部速度。
[0043]图3示出了绘制成具有各种参数的风轮机的典型叶片的翼型轮廓50的示意图，其通常用于限定翼型件的几何形状。翼型轮廓50具有压力侧52和吸入侧54，其在使用期间，即，在转子旋转期间，一般分别面朝上风(或逆风)侧和下风(或顺风)侧。翼型件50具有翼弦60，其具有在叶片的前缘56与后缘58之间延伸的弦长C。翼型件50具有厚度t，其限定为压力侧52与吸入侧54之间的距离。翼型件的厚度t沿翼弦60变化。与对称轮廓的偏差由中弧线62给出，中弧线62为穿过翼型轮廓50的中线。中线可通过绘制从前缘56到后缘58的内切圆来找出。中线沿着这些内切圆的中心，且与翼弦60的偏差或距离称为弯度f。不对称还可通过使用称为上弯度(或吸入侧弯度)和下弯度(或压力侧弯度)的参数来限定，其限定为分别离翼弦60和吸入侧54和压力侧52的距离。
[0044]翼型轮廓通常特征为以下参数:弦长C、最大弯度f、最大弯度f的位置df、为沿中弧线62的内切圆的最大直径的最大翼型件厚度t、最大厚度t的位置dt，以及鼻头半径(nose radius)(未示出)。这些参数通常限定为与弦长c的比。因此，局部相对叶片厚度t/c给定为局部最大厚度t与局部弦长C之间的比。此外，最大压力侧弯度的位置dp可作为设计参数使用，且当然，最大吸入侧弯度的位置也是。
[0045]图4示出了叶片的一些其它几何参数。叶片具有总叶片长度L。如图2中所示，根部端位于位置r=0处，且末梢端位于r=L处。叶片的肩部40位于位置r=Lw处，且具有等于肩部40处的弦长的肩部宽度W。根部的直径限定为D。此外，叶片设有预弯曲，其限定为Ay，对应于离叶片的俯仰轴线22的平面外偏转。
[0046]风轮机叶片10大体上包括由纤维增强聚合物制成的壳，且通常制造为压力侧或逆风壳部分24和吸入侧或顺风壳部分26，它们沿连结线28胶合在一起，该连结线28沿叶片10的后缘20和前缘18延伸。风轮机叶片大体上由纤维增强塑料材料形成，例如，玻璃纤维和/或碳纤维，其布置在模具中且以树脂固化来形成立体结构。现代风轮机叶片通常长度可超过30或40米，具有几米的叶片根部直径。风轮机叶片通常针对相对较长寿命设计，且经得起较大的结构和动态负载。
[0047]参看图6，根据本发明的实施例的混合材料垫的实施例在110处示出。材料垫110包括多条玻璃纤维粗纱112，其设在碳纤维的薄基底114上。玻璃纤维粗纱112布置在所述混合材料垫110的第一侧IlOa上，且所述碳纤维基底114布置在所述混合材料垫110的第二侧IlOb上。将理解的是，混合材料垫优选提供为干纤维垫。
[0048]通过将碳纤维提供为玻璃纤维粗纱112可定位在其上的材料114薄的子层，垫110将玻璃纤维和碳纤维两者的有利性质结合到容易制造的单个材料层中，同时平衡了构件制造中使用的材料的总成本。实验室测试显示出在相比于已知的在层内的混合材料垫时，以上结构提供了 140%的抗压强度。此外，将玻璃纤维和碳纤维提供为单个织物层的一部分允许了纤维复合制品的较容易的铺叠和制造。
[0049]参看图7，根据本发明的混合材料垫的另一个实施例在111处示出。在该实施例中，至少一条碳纤维丝束116定位在垫111的玻璃纤维粗纱112之间，碳纤维丝束116与下覆的碳纤维基底114导电接触。玻璃纤维粗纱112的子层内的碳纤维丝束116的存在允许了穿过垫111的、在位于垫111的第二侧Illb上的碳纤维基底114与位于垫111的第一侧Illa上的至少一条碳纤维丝束116的露出表面之间的电势均等。
[0050]将理解的是，至少一条碳纤维丝束116可在玻璃纤维粗纱112的子层内均匀地分布。一方面，所述混合材料垫中的碳纤维丝束与玻璃纤维粗纱之比在大约1:50到1:100之间，优选大约1:80。例如，当所述粗纱和丝束为大约Imm直径时，对于沿垫111的宽度的每80mm，就有一条碳纤维丝束定位在玻璃纤维粗纱之间。
[0051]作为优选，玻璃纤维粗纱112和可能的碳纤维丝束116具有大约Imm的直径。作为优选，碳纤维基底114具有大约0.1mm的厚度。
[0052]为了形成碳纤维基底114，优选至少一条碳纤维丝束(未示出)压缩或压平来形成相对较薄的子层。碳纤维丝束可提供成具有大约I到2_直径的大致圆形的截面，其可压缩成具有大约0.1mm的厚度和大约30mm的宽度的平面子层。一方面，至少一条碳纤维丝束可分成多个单独的丝束部分，且随后压平或分配所述多个单独的丝束部分形成压平或平面的基底层114。玻璃纤维粗纱112和可能的至少一条碳纤维丝束116然后使用任何适合的方法附接到碳纤维基底114上，优选通过使用缝合材料来将粗纱和丝束缝合到基底上。
[0053]—方面，混合材料垫110，111布置成使得垫包括大约20%到40%之间体积的碳纤维，优选大约36%。
[0054]混合材料垫110，111然后可用于纤维复合制品的制造中，优选用于风轮机叶片的一部分，通过在模具中铺叠多个所述垫110，111且用可固化的树脂浸渍所述多个垫110，111而形成所述制品。在风轮机叶片的情况中，混合材料垫110，111可用于制造风轮机叶片的整个壳，或可用于此叶片的构件部分的制造，例如，作为风轮机叶片的层压结构或翼梁缘条。
[0055]在用于户外使用的许多构件中，以及特别是在风轮机叶片中，防止雷击造成破坏是此构件的制造和使用中的主要考虑。大体上，该涉及将闪电接收器和引下线并入构件自身中，以提供在对构件雷击的情况中穿过引下线到地面的安全路径。然而，当此构件在其构成中包括导电材料时，极为重要的是，所有那些材料与闪电引下线