风力涡轮机叶片及相关制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108700028A(43)申请公布日2018.10.23(21)申请号201680082374.X(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司720(22)申请日2016.12.1901代理人王玮李建新(30)优先权数据15202377.62015.12.23EP(51)Int.Cl.F03D1/06(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2018.08.22(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2016/0817462016.12.19(87)PCT国际申请的公布数据WO2017/108692EN2017.06.29(71)申请人LMWP专利控股有限公司地址丹麦科灵(72)发明人L.尼尔森K.贾斯普尔森权利要求书1页说明书10页附图7页(54)发明名称风力涡轮机叶片及相关制造方法(57)摘要本公开涉及一种风力涡轮机叶片。风力涡轮机叶片包括由纤维增强聚合物材料制成的承载结构。承载结构包括在承载结构的厚度上的多个堆叠的纤维层或纤维垫。多个所述堆叠的纤维层或纤维垫由包括碳纤维和玻璃纤维两者并具有碳纤维比的混合材料制成。碳纤维比定义为碳纤维的体积除以玻璃纤维和碳纤维的总体积。至少一些所述堆叠的纤维层或纤维垫具有不同的碳纤维比，使得纤维材料的碳纤维比穿过承载结构的厚度变化。CN108700028ACN108700028A权利要求书1/1页1.一种风力涡轮机叶片，包括由纤维增强聚合物材料制成的承载结构，其中，所述承载结构在所述承载结构的厚度上包括多个堆叠的纤维垫，其中，多个所述堆叠的纤维垫由包括碳纤维和玻璃纤维两者并具有碳纤维比的混合材料制成，碳纤维比定义为碳纤维的体积除以玻璃纤维和碳纤维的总体积，其特征在于-至少一些所述堆叠的纤维垫具有不同的碳纤维比，使得纤维材料的碳纤维比穿过所述承载结构的厚度变化。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述堆叠的纤维垫在横截面上包括一些具有第一碳纤维比的第一纤维垫和一些包括第二碳纤维比的第二纤维垫。3.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中，所述第一碳纤维比和所述第二碳纤维比有至少10%的不同。4.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，至少一些所述堆叠的纤维垫包括布置在碳纤维基底上的玻璃纤维粗纱。5.根据权利要求4所述的风力涡轮机叶片，其中，通过具有不同厚度的碳纤维基底的所述纤维垫来获得至少一些具有不同碳纤维比的所述堆叠的纤维垫。6.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述承载结构是翼梁帽，有利地集成在所述风力涡轮机叶片的叶片壳体中。7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，所述堆叠的纤维垫的碳纤维比位于5%至80%之间的区间内。8.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，从所述风力涡轮机叶片的根端至尖端穿过所述承载结构长度的总碳纤维比在根端处0%至20%与尖端处50%至70%之间变化，有利地在根端与尖端之间沿纵向方向逐渐过渡。9.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中，通过朝向所述叶片的尖端减少堆叠的纤维垫的数量，所述承载结构的厚度沿纵向方向朝向所述叶片的尖端是逐渐变窄的。10.根据权利要求8所述的风力涡轮机叶片，其中，所述堆叠的纤维层的最外层具有比所述堆叠的纤维垫的最内层高的碳纤维比。11.一种制造包括承载结构的风力涡轮机叶片的至少一部分的方法，所述方法包括：堆叠包括碳纤维和玻璃纤维两者的多个纤维垫，其具有碳纤维比，将多个所述堆叠的纤维垫布置在模具中，以便获得穿过所述承载结构的厚度变化的碳纤维比；将树脂注入所述多个堆叠的纤维垫；并且固化所述树脂，以形成风力涡轮机叶片的至少一部分。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述混合材料垫设置为干纤维垫。13.一种风力涡轮机，包括至少一个根据权利要求1至10中任一项所述的风力涡轮机叶片。2CN108700028A说明书1/10页风力涡轮机叶片及相关制造方法技术领域[0001]本公开涉及风力涡轮机叶片的领域，更具体地，涉及其复合结构。本公开涉及风力涡轮机叶片及制造风力涡轮机叶片的至少一部分的方法。背景技术[0002]风力涡轮机叶片包括为叶片的构造提供刚度和硬度的承载结构。承载结构一般用纤维增强材料来制造。纤维增强材料通常堆叠形成多个堆叠的纤维层，同时将纤维的取向与承载结构的纵向方向对齐，以在纵向方向上提供刚度。如今，纤维层大多选自玻璃纤维或碳纤维或混合材料，并且依据总体重量和质量矩考虑直接成本和性能两者，选择折中的设计。由混合材料制成的纤维层包括碳纤维和玻璃纤维两者。玻璃纤维提供与碳纤维不同的刚度。因此，由具有不变的碳纤维比的混合材料制成的纤维层刚度增加。然而，风力涡轮机叶片