[发明专利]固结复合预制件

说明书

技术领域

本发明涉及用于增强复合结构体的预固结预制件，所述预制件包含纤维和粘合剂。本发明也涉及制造预制件的方法、制造增强复合结构体的方法、风轮机叶片和包括风轮机叶片的风力涡轮发电机。

背景技术

诸如风轮机叶片等复合结构体包括多个由嵌埋在树脂中的纤维构成的片材层。这些片材传统上由环状片材切割然后相互层叠由此形成复合结构体。然后通过除去该结构体的各层之间捕集的任何空气来固结该复合结构体，通常是通过施加真空来进行。在该固结过程中，可以将另外的树脂引入或灌注到该结构体中以填充其中的任何空隙，从而增强结构体。

WO 2006/082479涉及用于制造风轮机叶片壳体部件的环状固化复合片材。将固化的片材切割成各元件，将这些元件重叠堆放在模具中，其中将树脂引入各元件之间并固化由此使各元件相互结合。这些部件可具有便于将树脂引入相邻元件之间的表面纹理。

EP 1754589涉及连续固化层压体，在制造过程中，该层压体设置有用于使固化性材料在灌注过程中移入堆叠布置的连续层压体的各层之间的通道。

US 2006/0175731涉及在两个相邻复合部件之间制备更为可靠的连接以制造风轮机叶片和用于该叶片的翼梁的方法。该方法涉及使用除气层，这使气体可在除气层的平面内沿许多全面的方向输送。所述除气层包含树脂并在固结过程中变形以形成基本上不含捕集气体的空隙的连接。

这些文献的目的在于由堆叠的片材构造更大的结构体。这样的构造存在的问题是空气陷于结构体中，造成弱化带，降低了结构体的总体强度。本发明提供了易于除去该捕集的空气的改进的技术。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于增强复合结构体的固结复合预制件；所述预制件包含纤维和粘合剂；所述预制件为具有上主表面和下主表面的片状结构；所述预制件在所述主表面中的至少一个的至少一部分上设置有凹部。

由于本发明的预制件在所述主表面中的至少一个的至少一部分上设置有凹部，在制造增强复合结构体过程中，捕集在所述表面的所述部分与另一表面之间的空气能够通过所述凹部逸出，所述凹部与其他表面一同形成通道。而且，预制件的过量的粘合剂可通过通道离开，灌注的粘合剂也可通过通道进入。使复合结构体中捕集的空气的量最小化具有重要的意义，因为结构体中由该捕集的空气形成的空隙可能使结构体明显弱化。

固结本发明的预制件(也称为板材)，意味着复合预制件的不同成分，例如纤维和树脂，结合成为单一部件。

由于本发明的预制件具有片状结构，因此其具有两个主表面：一个上主表面(即上侧)和一个下主表面(即下侧)。而且，由于本发明的预制件具有片状结构，因此在空间的全部三个维度上受到限制，因而其主表面中的每一个均具有由外边界界定的区域。所述边界可以由所述片状结构的纵向和横向边缘界定。该预制件因而不具有环状结构。不使用随后要被切割成更小的片以装入复合结构体中的环状结构的优点在于不会产生废弃的片材。当使用环状片材时，将其切割成具有所希望的大小和形状的更小部分时通常不能用完所有的片材；在多数情况中将产生需要丢弃的剩余物，从而增大了制造成本。

本发明的预制件可以是未固化的，或仅部分固化。这使得预制件可弯曲和成形以装入其应增强的复合结构体中。可以将粘合剂选择为使得在相关的存储条件下其具有高至足以维持即使处于未固化状态的预制件的完整性的粘度。

本发明的预制件可以是预浸渍制品，即，所述预制件浸渍有粘合剂。因此，不必在后期，例如预制件作为其一部分的最终的复合结构体的固结过程中将另外的粘合剂引入预制件。

如上所述，本发明的预制件的凹部便于从预制件和预制件所施加到的表面之间的界面除去空气。为了使该除去更为有效，所述凹部可至少从预制件的纵向中心线至所述预制件的外边缘，优选纵向边缘延伸。这样，空气可以由界面向周围介质传输，通常进入预制件作为其一部分的复合结构体的两个复合层之间的空间，或排放结构中。通过延伸至或穿过纵向中心线的凹部，即使是位于中心线附近的界面中的空气也可由界面传输。