[發明專利]主層壓結構

在審

• 申請號: 202080001027.6
• 申請日: 2020-04-07
• 公開（公告）號: CN114096400A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: R·拉澤吉;K·杰斯珀森;K·漢拉罕
• 申請（專利權）人: LM風力發電公司;葉片動力學有限公司
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52;B29D99/00;F03D1/06;B29L31/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 安寧;王瑋

一種形成用于風力渦輪機葉片的載荷承載結構的主層壓結構，所述主層壓結構在展向方向上從近側端經由過渡區域延伸到遠側端，其中，所述主層壓結構包括：?頂部側、底部側和在頂部側與底部側之間延伸的厚度方向；?拉擠部分，其包括底部拉擠元件，所述底部拉擠元件延伸到位于主層壓結構的過渡區域中的過渡部分的過渡端；?多個堆疊的纖維增強元件，包括底部纖維增強元件和頂部纖維增強元件，底部纖維增強元件和頂部纖維增強元件延伸到位于過渡區域中的過渡部分的過渡端，其中，拉擠部分和多個纖維增強元件通過接頭在主層壓結構的過渡區域中連接。

技術領域

本公開涉及一種用于風力渦輪機葉片的主層壓結構（laminate）以及一種制造此類主層壓結構的方法。

背景技術

纖維增強聚合物的風力渦輪機葉片，并且特別地，風力渦輪機葉片的空氣動力學殼體通常在模具中制造，其中葉片的壓力側和吸力側通過將玻璃纖維墊和/或其他纖維增強材料（如，碳纖維）布置在兩個模具中的每個中而分別制造。然后，將兩個半部（half）中的一個翻轉過來，并定位在兩個半部中另一個的頂部上，并將兩個半部粘附在一起。通過轉動和重新定位整個半部模具，葉片部件可以定位在彼此的頂部上。

風力渦輪機葉片和/或風力渦輪機葉片的零件，如，腹板（web）和/或殼體，可以通過將樹脂（如，聚酯或環氧樹脂）注入纖維（如，玻璃纖維墊和/或碳纖維墊）來制造。可以通過真空輔助樹脂轉移模制（VARTM）來提供纖維的注入。

葉片的零件具有不同的功能，例如，主層壓結構或翼梁帽（spar cap）提供葉片的載荷承載能力，并且殼體或皮提供葉片的外部空氣動力學形狀。主層壓結構的最近發展已經引入典型地預制的拉擠（pultrusion）元件，拉擠元件在強度和重量上是可靠的。

隨著風力渦輪機和風力渦輪機葉片在尺寸、葉片載荷，即，應變、彎矩、剝離載荷等上的增大，制造上的難度增大。出于此原因和其他原因，葉片有時被分成兩個或更多個段，這些段通過需要空間的接頭來連接，以在這些段之間適當地轉移載荷。

發明內容

在此背景下，可以將本公開的一個目的視為提供一種用于風力渦輪機葉片的改進的主層壓結構，其在重量和強度上是可靠的，同時是柔性的，并且提供一種用于制造此類主層壓結構的方法。

可以通過如下所述的本公開的方面來滿足這些目的中的一個或多個。

此公開的第一方面涉及一種形成用于風力渦輪機葉片的載荷承載結構的主層壓結構，主層壓結構在展向方向上從近側端經由過渡區域延伸到遠側端，其中，主層壓結構包括：

- 構造為面向風力渦輪機葉片的內部的頂部側、與頂部側相對的底部側、以及在頂部側與底部側之間延伸的厚度方向；

- 拉擠部分，其包括底部拉擠元件，所述底部拉擠元件在展向方向上從近側端延伸到位于主層壓結構的過渡區域中的過渡端，拉擠部分在過渡端處具有過渡部分，底部拉擠元件形成主層壓結構的底部側的第一部分；

- 多個纖維增強元件，包括底部纖維增強元件和頂部纖維增強元件，底部纖維增強元件和頂部纖維增強元件在展向方向上從遠側端延伸到位于主層壓結構的過渡區域中的過渡端，多個纖維增強元件在過渡端處具有過渡部分，底部纖維增強元件形成主層壓結構的底部側的第二部分，多個纖維增強元件在厚度方向上從底部纖維增強元件堆疊到頂部纖維增強元件；

其中，拉擠部分的過渡部分和多個纖維增強元件的過渡部分通過接頭在主層壓結構的過渡區域中連接。

通過提供此類主層壓結構，可以組合拉擠元件和纖維增強元件的優點。拉擠元件具有強度和重量上可靠并且易于批量生產的優點。然而，由于拉擠元件典型地具有一維形狀，即具有沿拉擠元件的長度的恒定橫截面，因此拉擠部分可以沿展向方向在某些位置處超尺寸，以確保實現所期望的強度。為了增加設計靈活性，拉擠元件與纖維增強元件（如纖維板或預制件元件）組合，因為纖維增強元件的橫截面可以定制來在給定位置處實現所期望的強度。

主層壓結構也可以被稱為翼梁帽。