[发明专利]包括金属丝和碳纤维的风力涡轮机叶片以及制造其的方法

权利要求书

1.风力涡轮机叶片，其具有纵向方向并且包括由金属加强的聚合物材料制成的壳结构，所述金属加强的聚合物材料包括聚合物基体和加强材料，所述加强材料包括嵌入所述聚合物基体中的多个碳纤维层，其特征在于，所述壳结构的至少一部分由叠层形成，所述叠层包括至少一个金属丝层，所述金属丝层包括金属丝并被夹在仅包括碳纤维的两个碳纤维层之间，所述碳纤维层与所述金属丝层邻接。

2.根据权利要求1所述的叶片，其中，所述金属丝层为加强层。

3.根据权利要求1或2所述的叶片，其中，所述金属丝基本上单向排列。

4.根据前述权利要求中任一项所述的叶片，其中，所述金属丝基本上排列在所述风力涡轮机叶片的所述纵向方向上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的叶片，其中，所述碳纤维构成所述叠层的所述加强材料的体积的至少70%、75%、80%、85%或90%。

6.根据前述权利要求中任一项所述的叶片，其中，所述叠层包括至少在所述金属丝层的第一侧上排列在彼此之上的多个碳纤维层。

7.根据权利要求6所述的叶片，其中，所述叠层包括在所述金属丝层的所述第一侧上以及在所述金属丝层的相对置的第二侧上排列在彼此之上的多个碳纤维层。

8.根据前述权利要求中任一项所述的叶片，其中，所述叠层包括两个或多个互相间隔的金属丝层。

9.根据前述权利要求中任一项所述的叶片，其中，所述至少一个金属丝层仅包括金属丝。

10.根据前述权利要求1-8中任一项所述的叶片，其中，所述至少一个金属丝层包括金属丝和非金属纤维。

11.根据前述权利要求中任一项所述的叶片，其中，所述金属丝层包括至少一个金属丝毡。

12.根据权利要求11所述的叶片，其中，所述金属丝毡的金属丝排列成束，所述束优选地包括至少三根丝，诸如至少7、12、24或36根丝。

13.根据前述权利要求中任一项所述的叶片，其中，所述金属丝的至少50%、60%、70%、80%、90%或100%基本上相互平行排列。

14.根据前述权利要求中任一项所述的叶片，其中，由所述叠层形成的所述壳结构的所述部分为包括多个非金属纤维层的纵向地延伸的加强区段。

15.根据前述权利要求中任一项所述的叶片，其中，所述叠层的所述金属丝的50%、60%、70%、80%、90%或100%基本上排列在所述叶片的所述纵向方向上。

16.一种制造风力涡轮机叶片的壳结构部分的方法，所述壳结构部分由纤维加强的聚合物材料制成，所述纤维加强的聚合物材料包括聚合物基体和纤维加强材料，所述纤维加强材料包括嵌入所述聚合物基体中的多个碳纤维层，所述方法包括步骤：

A   提供第一模具部分，所述第一模具部分具有纵向方向并且包括第一成形表面，所述第一成形表面带有限定了所述壳结构部分的外表面的至少一部分的轮廓；

B   将所述纤维加强材料排列在所述第一模具部分中，以便至少在其纵向部分中，包括了金属丝的至少一个金属丝层被夹在仅包括碳纤维的碳纤维层之间，所述碳纤维层与所述金属丝层邻接；

C   提供第二模具部分并将所述第二模具部分密封到所述第一模具部分上，以便提供在所述第一模具部分和所述第二模具部分之间的模具腔；

D   优选地抽空所述模具腔；

E   与步骤B同时和/或在步骤C之后，在所述模具腔中提供树脂；以及

F   使所述树脂硬化或允许所述树脂硬化，以便形成所述壳体结构部分。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述至少一个金属丝层仅包括金属丝，所述金属丝优选地排列在金属丝毡中。

18.诸如钢丝层的金属丝层在风力涡轮机叶片的叠层中作为注入增强树脂分布层的应用，所述风力涡轮机叶片的叠层包括多个碳纤维层，所述金属丝层优选地被夹在仅包括碳纤维的两个碳纤维层之间，所述碳纤维层与所述金属层邻接。