[發(fā)明專利]纖維墊、風(fēng)力渦輪機(jī)的部件、生產(chǎn)纖維墊的設(shè)備和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510156384.0
• 申請(qǐng)日: 2015-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN104976050A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K.L.馬德森;S.馬德森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): F03D1/06
• 分類號(hào): F03D1/06;B29C70/54;B29C70/48
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 成城;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及纖維墊、風(fēng)力渦輪機(jī)的部件、用于生產(chǎn)纖維墊的設(shè)備和用于生產(chǎn)纖維墊的方法。

背景技術(shù)

風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片通常由纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成。可以通過將多層纖維墊鋪放到模具內(nèi)且隨后用樹脂浸漬纖維墊來制造轉(zhuǎn)子葉片。纖維墊可以在所謂的真空輔助樹脂轉(zhuǎn)移模塑（VARTM）工藝中被浸漬。為了改善轉(zhuǎn)子葉片的機(jī)械和空氣動(dòng)力學(xué)特性，轉(zhuǎn)子葉片可以具有例如如US?7,344,360?B2中所述的掃掠或彎曲形狀。當(dāng)制造具有掃掠形狀的轉(zhuǎn)子葉片時(shí)，會(huì)希望在模具內(nèi)沿彎曲路徑鋪放纖維墊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供在風(fēng)力渦輪機(jī)的部件的生產(chǎn)中使用的改進(jìn)的纖維墊、風(fēng)力渦輪機(jī)的改進(jìn)部件、用于生產(chǎn)纖維墊的改進(jìn)的設(shè)備和用于生產(chǎn)纖維墊的改進(jìn)的方法。

因此，提供一種在風(fēng)力渦輪機(jī)的部件（具體是轉(zhuǎn)子葉片）的生產(chǎn)中使用的纖維墊，該部件至少部分彎曲。纖維墊包括多根粗紗，所述粗紗被并排設(shè)置并且在至少兩個(gè)連接區(qū)域內(nèi)彼此連接，其中所述粗紗中的至少一根在所述至少兩個(gè)連接區(qū)域之間是連續(xù)的并且所述粗紗中的至少一根在所述至少兩個(gè)連接區(qū)域之間是不連續(xù)的。

纖維墊的有利之處在于纖維墊能夠沿著彎曲路徑被鋪放而不會(huì)在纖維墊的內(nèi)邊緣處產(chǎn)生褶皺或折痕。因?yàn)橹辽僖恍┐旨喸谶B接區(qū)域之間是不連續(xù)的，即例如被切割或者以其他方式中斷，所以當(dāng)彎曲纖維墊時(shí)粗紗的各個(gè)端部能夠自由地靠近地運(yùn)動(dòng)到一起或進(jìn)一步分開。優(yōu)選地，粗紗被構(gòu)造成單向粗紗。

當(dāng)將纖維墊鋪放在彎曲路徑內(nèi)時(shí)，纖維墊在其實(shí)質(zhì)上延伸所處的同一平面內(nèi)彎曲。

纖維墊能夠例如在將其鋪放到模具內(nèi)之后的VARTM工藝中被樹脂浸漬。可以用于浸漬纖維墊的樹脂的示例是環(huán)氧樹脂、聚酯、乙烯基酯或者任意其他合適的熱塑性或硬質(zhì)塑料材料。

“固化”或者“凝固”指的是樹脂硬化和/或交聯(lián)成浸漬有樹脂的纖維材料的形狀將不再改變或不再顯著改變的程度。

根據(jù)實(shí)施例，每根粗紗被劃分成區(qū)段，其中在每根粗紗的區(qū)段之間提供間隙。

優(yōu)選地，每根粗紗包括相繼設(shè)置的多個(gè)區(qū)段。

根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施例，每個(gè)區(qū)段被連接到連接區(qū)域中的至少一個(gè)。

可以通過縫合紗線、接縫或者粘結(jié)劑（例如樹脂或者膠）來形成連接或連結(jié)區(qū)域。

根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施例，以使得相鄰粗紗的間隙被偏移地設(shè)置的方式來定位間隙。

這意味著相鄰粗紗的間隙不并排定位。這防止了纖維墊中存在薄弱區(qū)域。

根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施例，間隙的尺寸被設(shè)置成當(dāng)將纖維墊鋪放在彎曲路徑上時(shí)是可變的。

當(dāng)將纖維墊鋪放在彎曲路徑上時(shí)，間隙的尺寸一方面在位于纖維墊的外邊緣附近的粗紗處增加，并且另一方面在位于纖維墊的內(nèi)邊緣附近的粗紗處減小。具體地，外邊緣比內(nèi)邊緣具有更大的曲率半徑。

根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施例，單根粗紗的區(qū)段被構(gòu)造成當(dāng)將纖維墊鋪放在彎曲路徑上時(shí)相對(duì)彼此運(yùn)動(dòng)。

這進(jìn)一步防止了纖維墊中的褶皺。

根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施例，連接區(qū)域包括縫合紗線。

例如，縫合紗線可以由塑料材料制成。“縫合紗線”應(yīng)該按廣義含義來理解，優(yōu)選地還包括絲線、纖維或?qū)⒋旨嗊B結(jié)在一起的其他紡織材料。

根據(jù)進(jìn)一步實(shí)施例，粗紗由玻璃纖維制成。

替代性地，粗紗可以由碳纖維、芳綸纖維或類似物制成。

此外，提供一種風(fēng)力渦輪機(jī)的部件，具體是轉(zhuǎn)子葉片，該部件至少部分彎曲。該部件包括如上文闡述的至少一個(gè)纖維墊。該部件可以包括彼此疊置的多個(gè)纖維墊。纖維墊被設(shè)置成使得粗紗的區(qū)段之間的間隙被偏移地定位。所述多個(gè)纖維墊可以被放置在模具內(nèi)。在將纖維墊設(shè)置在模具中之后，所述纖維墊可以在VARTM工藝中被樹脂浸漬。而且，可以使用預(yù)浸漬的墊。

此外，提供一種用于生產(chǎn)在風(fēng)力渦輪機(jī)的部件（具體是轉(zhuǎn)子葉片）的生產(chǎn)中使用的纖維墊的設(shè)備，該部件至少部分彎曲。該設(shè)備包括連接單元和切割單元，該連接單元用于在至少兩個(gè)連接區(qū)域內(nèi)連接并排設(shè)置的多根粗紗，該切割單元用于切割粗紗以使得粗紗中的至少一根在所述至少兩個(gè)連接區(qū)域之間是連續(xù)的并且所述粗紗中的至少一根在所述至少兩個(gè)連接區(qū)域之間是不連續(xù)的。優(yōu)選地，切割或切斷單元能夠切斷粗紗以使得粗紗的區(qū)段之間的間隙被偏移地設(shè)置。

根據(jù)實(shí)施例，連接單元是用于在所述至少兩個(gè)連接區(qū)域內(nèi)將粗紗縫合在一起的縫合單元。

替代性地，連接單元可以是用于將粘結(jié)劑（例如膠或者樹脂）施加到纖維墊的粘結(jié)單元。