转子叶片构件和转子叶片的制作方法
【技术领域】
[0001]本主题大体涉及风力涡轮机的转子叶片，并且更特定地，涉及具有互锁边缘的拉挤成型转子叶片构件。
【背景技术】
[0002]风能被认为是目前可获得的最洁净、最环境友好的能源中的一种，并且在这点上风力涡轮机已获得日益增多的关注。现代风力涡轮机典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或更多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型件原理从风俘获动能，并且通过旋转能来传递动能以转动将转子叶片联接至齿轮箱的轴，或者如果不使用齿轮箱，那么直接传递至发电机。发电机然后将机械能转换成可部署至公用电网的电能。
[0003]风力涡轮机转子叶片通常包括由复合层压材料的两个壳半部形成的主体壳。壳半部通常使用模塑法工艺制成，并然后沿着转子叶片的相对应的端部联接在一起。通常，主体壳相对轻质并且具有结构性质(例如，刚度、抗压曲性以及强度)，该性质不构造为经受弯曲力矩和在操作期间施加在转子叶片上的其它载荷。此外，风力涡轮机叶片变得越来越长，以便产生更多的功率。作为结果，叶片必须更加坚硬并因而更沉重，以便缓和在转子上的负载。
[0004]为了增加转子叶片的刚度、抗压曲性和强度，主体壳典型地使用一个或更多个结构构件(例如，带有在它们之间构造的抗剪腹板的相对的翼梁帽)增强，该结构构件接合壳半部的内表面。翼梁帽可由多种材料构成，包括但不限于，玻璃纤维层压复合物和/或碳纤维层压复合物。但是，这样的材料可难以控制、易于有缺陷，和/或由于干燥和预浸处理的织物的处理和浸渍大型层压结构的挑战而十分劳动密集。
[0005]同样地，现代翼梁帽可由预先制造、预先固化(S卩，拉挤成型)复合物构成，该复合物可以更厚的区段产生并且更不易于有缺陷。由此，拉挤成型复合物可消除与单独地使用干织物相关的各种顾虑和挑战。如在本文中所使用，术语“拉挤成型复合物”、“拉挤成型件”、“拉挤成型部件”等通常包括增强材料(例如，纤维或织物或编成辫的线绳)，其浸有树脂并被拉动穿过固定冲模，使得通过附加的热和其它固化方法使树脂固化并经受聚合。同样地，制造拉挤成型复合物的工艺典型地特征在于，产生具有不变横截面的复合物部分的复合物材料的连续工艺。可然后将多个拉挤成型件结合在一起，来形成翼梁帽和/或各种其它转子叶片构件。
[0006]由此，本领域持续寻求使用拉挤成型部件制造转子叶片构件(例如，翼梁帽)的新型和改善方法。更具体地，制造具有互锁拉挤成型件的转子叶片构件的方法将是有利的。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的方面和优点将在下列描述中部分地示出，或可从描述变得明显，或通过本实用新型的实施习得。
[0008]在本公开的一方面中，公开了一种用于风力涡轮机的转子叶片构件。转子叶片构件包括布置在一个或更多个层中的多个拉挤成型部件。拉挤成型部件中的每一个由经由固化树脂材料结合在一起的多个纤维构成。而且，多个拉挤成型部件中的每一个包括一个或更多个互锁边缘。因而，相邻的拉挤成型部件经由相对应的互锁边缘一起对准。
[0009]在一个实施例中，转子叶片构件包括翼梁帽、抗剪腹板、叶根环等中的至少一者。在另一实施例中，一个或更多个互锁边缘与互锁侧边缘、互锁顶部边缘或互锁底部边缘中的至少一者相对应。同样地，在某些实施例中，一层的相邻的拉挤成型部件可经由相对应的互锁侧边缘一起对准。在其它实施例中，不同层的相邻的拉挤成型部件可经由相对应的互锁顶部和底部边缘一起对准。
[0010]在其它实施例中，互锁边缘可具有任何适当的构造。例如，在特定实施例中，互锁边缘可包括下列剖面形状中的任意种:燕尾形、弓形、矩形、正方形、V形、U形、球节形或任何其它适当的形状。
[0011]在其它实施例中，对准的拉挤成型部件可经由真空浸渍、粘合剂、预浸材料、半浸材料或任何其它适当的结合方法中的至少一种进一步结合在一起。在某些实施例中，用来构造拉挤成型部件的多个纤维可为玻璃纤维、碳纤维等。而且，树脂材料可为任何适当的树脂材料，包括但不限于，多元酯、聚氨酯、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙酯(PET)、乙稀基酯、环氧树脂等。
[0012]在另一方面中，本公开针对风力涡轮机的转子叶片。转子叶片包括叶根和叶顶，前缘和后缘，吸引和压力侧，以及构造在压力或吸引侧中的任一者或两者的内表面上的至少一个翼梁帽。翼梁帽包括布置在一个或更多个层中的多个拉挤成型部件。拉挤成型部件中的每一个由经由固化树脂材料结合在一起的多个纤维构成。而且，多个拉挤成型部件中的每一个包括一个或更多个互锁边缘。因而，相邻的拉挤成型部件经由相对应的互锁边缘一起对准。应当理解的是，转子叶片和翼梁帽还可构造为带有如在本文中描述的附加特征中的任意种。
[0013]在又一方面中，本公开针对一种制造风力涡轮机的转子叶片构件的方法。该方法包括提供一个或更多个拉挤成型部件，拉挤成型部件中的每一个包括一个或更多个互锁边缘。另一步骤包括经由相对应的互锁边缘将多个拉挤成型部件一起对准。该方法还包括将对准的拉挤成型部件固定在一起，来形成转子叶片构件。
[0014]如上面所提及的，在各种实施例中，转子叶片构件可包括任何适当的构件，包括但不限于翼梁帽、抗剪腹板、或叶根环。
[0015]在其它实施例中，经由互锁边缘将拉挤成型部件一起对准的步骤还可包括对准相邻的拉挤成型部件的相对应的互锁侧边缘或相对应的互锁顶部或底部边缘。在又一实施例中，该方法还可包括通过经由真空浸渍、粘合剂、预浸材料、半浸材料或任何其它适当的结合方法中的至少一种将拉挤成型部件结合在一起，从而将对准的拉挤成型部件固定在一起。
[0016]本实用新型的这些和其它特征、方面以及优点将参照下列描述和所附权利要求而变得更好地被理解。合并在本说明书并组成其一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并与说明一起用来说明本实用新型的原理。
[0017]—种制造风力涡轮机的转子叶片构件的方法，该方法包括:提供一个或更多个拉挤成型部件，拉挤成型部件中的每一个包括一个或更多个互锁边缘;经由相对应的互锁边缘将多个拉挤成型部件一起对准；以及将对准的拉挤成型部件固定在一起，以形成转子叶片构件。
[0018]优选地，转子叶片构件包括翼梁帽、抗剪腹板、或叶根环中的至少一者。
【附图说明】
[0019]包括针对本领域技术人员的其最佳模式的本实用新型的完整和生效公开在参照附图的说明书中被示出，其中:
[0020]图1示出了根据本公开的风力涡轮机的一个实施例的透视图；
[0021 ]图2示出了图1的转子叶片中的一者的透视图；
[0022]图3示出了沿着线3-3的图2的转子叶片的剖视图；
[0023]图4示出了根据本公开的拉挤成型翼梁帽的一个实施例的剖视图；
[0024]图5示出了图4的翼梁帽的拉挤成型部件中的一者的剖视图；
[0025]图6示出了根据本公开的拉挤成型翼梁帽的一个实施例的剖视图；
[0026]图7示出了根据本公开的翼梁帽的其它实施例的剖视图，其部分地示出了各形成翼梁帽的层的单个、分离拉挤成型部件；
[0027]图8示出了构造为形成根据本公开的拉挤成型翼梁帽的一个或更多个层的互锁构件的各种实施例的剖视图；
[0028]图9示出了构造