[发明专利]使用多个基础芯部件来形成风力涡轮机转子叶片的芯结构

说明书

技术领域

本发明涉及生产风力涡轮机的转子叶片的技术领域。具体地，本发明涉及基础芯部件，其与至少一个另一基础芯部件一起形成风力涡轮机的转子叶片的芯结构。此外，本发明涉及包括至少一个这样的基础芯部件和至少一个另外基础芯部件的结构支撑组件。此外，本发明涉及用于风力涡轮机的转子叶片，其中该转子叶片包括芯结构，该芯结构包括至少一个这样的结构支撑组件。此外，本发明涉及用于制造这样的基础芯部件的方法。

背景技术

现代风力涡轮机转子叶片通常由与轻质材料（例如轻木或塑料泡沫）结合的纤维增强复合物构成。塑料泡沫可以具体包括聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）和/或聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）。因为廉价的原因，玻璃纤维材料优选于碳纤维材料。

在制造过程中，首先，凝胶涂层被施加于模具内。之后，纤维材料和轻质材料被铺放并且树脂被吸入模具内，具体地通过使用真空注射过程被吸入。

轻木或塑料泡沫的作用是减少在操作期间仅承受小机械应力的一些叶片区域内的重量。在这些区域内，转子叶片被构造成纤维增强复合物和所述轻木或塑料泡沫的夹层结构。

已知的是例如借助于所谓“NexCore”的产品来产生玻璃纤维增强的夹层结构，其中该产品在商业上可从Milliken & Company, 920 Milliken Rd, M-179, Spartanburg, SC 29304, USA购得（参见http://nexcore.milliken.com/product/Pages/product-overview.aspx）。图13示意性示出了玻璃纤维增强的夹层结构1390，其中已经使用了NexCore产品。在这里，各自具有梯形形状的类似形状的泡沫芯1392与一个长玻璃纤维材料垫1394放置在一起以便形成增强的夹层构造1390。

不过，这种类型的构造相对难以制造。

需要提供用于形成风力涡轮机转子叶片的芯结构的基础芯部件，其中基础芯部件便宜和易于生产。最终芯结构应该是轻质的并且仍然是机械稳定的。

发明内容

这种需求是通过根据独立权利要求的主题来满足的。通过从属权利要求来描述本发明的有利实施例。

根据本发明的第一方面，提供一种基础芯部件，其与至少一个另一基础芯部件一起形成风力涡轮机的转子叶片的芯结构。提供的基础芯部件包括（a）由泡沫材料制成的预铸造基本元件，以及（b）树脂接收层，其粘附到所述预铸造基本元件的至少一个表面。在铸造过程期间当树脂接收层邻接另一基础芯部件的表面时，树脂接收层适于接收树脂以使得在硬化所接收的树脂之后基础芯元件和另一基础芯元件彼此机械连接。

所述基础芯部件是基于如下构思，即：用于风力涡轮机叶片的芯结构能够是包括多个所述基础芯部件的网格结构。当这种网格结构被铸造时，例如通过使用树脂真空注射来铸造时，树脂将流动进入和/或通过位于不同基础芯部件之间的树脂接收层。以此方式，在生产风力涡轮机转子叶片时，例如轻木能够被具有极小重量和极大刚性的材料所替代。

应该指出的是，树脂接收层的横向延伸部可以在空间上被限制于树脂接收层所粘附的预铸造基本元件的表面的延伸部。这可以提供如下优点，即所述基础芯部件能够被实现成能够容易地与其他基础芯部件放置在一起以便形成芯结构的芯结构的紧凑部件。当处理基础芯部件时，不需要再次单独地处理树脂接收层。与用作单独垫的树脂接收层相比，利用所述基础芯部件，树脂接收层被粘附并且不需要关注于树脂接收层的处理。

应该提及的是，所述基础芯部件的形状和/或尺寸能够适用于风力涡轮机转子叶片的特定形状和/或尺寸。此外，还可能但不必须的是，基础芯部件和另一基础芯部件是相同类型的（形状和/或尺寸）。

所述基础芯部件的有利之处在于，其制造容易和便宜。当被铸造成级联芯材料时，所产生的增强网格结构的相应芯结构提供坚固且极佳限定的被铸造结构，与轻木相比，其在风力涡轮机转子叶片中具有至少类似或甚至更佳的机械特性。

根据本发明的实施例，泡沫材料包括聚氨酯（PU）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）和聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）中的至少一者。这可以提供如下优点，即能够使用已知且相对便宜的塑料材料来实现预铸造基本元件。

具体地，PU具有如下优点，即当其已经起泡时，其形成具有硬且几乎闭合表面的多孔芯。这又具有如下效应，即在铸造过程期间几乎没有树脂被灌注到多孔材料内且随后相应需要较少树脂。这种类型的具有高密度表皮和低密度芯的泡沫可以例如被称为“整皮泡沫（自结皮泡沫）”。