[发明专利]纤维垫、风力涡轮机的部件、生产纤维垫的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维垫、风力涡轮机的部件、用于生产纤维垫的设备和用于生产纤维垫的方法。

背景技术

风力涡轮机转子叶片通常由纤维增强复合材料制成。可以通过将多层纤维垫铺放到模具内且随后用树脂浸渍纤维垫来制造转子叶片。纤维垫可以在所谓的真空辅助树脂转移模塑（VARTM）工艺中被浸渍。为了改善转子叶片的机械和空气动力学特性，转子叶片可以具有例如如US 7,344,360 B2中所述的扫掠或弯曲形状。当制造具有扫掠形状的转子叶片时，会希望在模具内沿弯曲路径铺放纤维垫。

发明内容

本发明的一个目标是提供在风力涡轮机的部件的生产中使用的改进的纤维垫、风力涡轮机的改进部件、用于生产纤维垫的改进的设备和用于生产纤维垫的改进的方法。

因此，提供一种在风力涡轮机的部件（具体是转子叶片）的生产中使用的纤维垫，该部件至少部分弯曲。纤维垫包括多根粗纱，所述粗纱被并排设置并且在至少两个连接区域内彼此连接，其中所述粗纱中的至少一根在所述至少两个连接区域之间是连续的并且所述粗纱中的至少一根在所述至少两个连接区域之间是不连续的。

纤维垫的有利之处在于纤维垫能够沿着弯曲路径被铺放而不会在纤维垫的内边缘处产生褶皱或折痕。因为至少一些粗纱在连接区域之间是不连续的，即例如被切割或者以其他方式中断，所以当弯曲纤维垫时粗纱的各个端部能够自由地靠近地运动到一起或进一步分开。优选地，粗纱被构造成单向粗纱。

当将纤维垫铺放在弯曲路径内时，纤维垫在其实质上延伸所处的同一平面内弯曲。

纤维垫能够例如在将其铺放到模具内之后的VARTM工艺中被树脂浸渍。可以用于浸渍纤维垫的树脂的示例是环氧树脂、聚酯、乙烯基酯或者任意其他合适的热塑性或硬质塑料材料。

“固化”或者“凝固”指的是树脂硬化和/或交联成浸渍有树脂的纤维材料的形状将不再改变或不再显著改变的程度。

根据实施例，每根粗纱被划分成区段，其中在每根粗纱的区段之间提供间隙。

优选地，每根粗纱包括相继设置的多个区段。

根据进一步实施例，每个区段被连接到连接区域中的至少一个。

可以通过缝合纱线、接缝或者粘结剂（例如树脂或者胶）来形成连接或连结区域。

根据进一步实施例，以使得相邻粗纱的间隙被偏移地设置的方式来定位间隙。

这意味着相邻粗纱的间隙不并排定位。这防止了纤维垫中存在薄弱区域。

根据进一步实施例，间隙的尺寸被设置成当将纤维垫铺放在弯曲路径上时是可变的。

当将纤维垫铺放在弯曲路径上时，间隙的尺寸一方面在位于纤维垫的外边缘附近的粗纱处增加，并且另一方面在位于纤维垫的内边缘附近的粗纱处减小。具体地，外边缘比内边缘具有更大的曲率半径。

根据进一步实施例，单根粗纱的区段被构造成当将纤维垫铺放在弯曲路径上时相对彼此运动。

这进一步防止了纤维垫中的褶皱。

根据进一步实施例，连接区域包括缝合纱线。

例如，缝合纱线可以由塑料材料制成。“缝合纱线”应该按广义含义来理解，优选地还包括丝线、纤维或将粗纱连结在一起的其他纺织材料。

根据进一步实施例，粗纱由玻璃纤维制成。

替代性地，粗纱可以由碳纤维、芳纶纤维或类似物制成。

此外，提供一种风力涡轮机的部件，具体是转子叶片，该部件至少部分弯曲。该部件包括如上文阐述的至少一个纤维垫。该部件可以包括彼此叠置的多个纤维垫。纤维垫被设置成使得粗纱的区段之间的间隙被偏移地定位。所述多个纤维垫可以被放置在模具内。在将纤维垫设置在模具中之后，所述纤维垫可以在VARTM工艺中被树脂浸渍。而且，可以使用预浸渍的垫。

此外，提供一种用于生产在风力涡轮机的部件（具体是转子叶片）的生产中使用的纤维垫的设备，该部件至少部分弯曲。该设备包括连接单元和切割单元，该连接单元用于在至少两个连接区域内连接并排设置的多根粗纱，该切割单元用于切割粗纱以使得粗纱中的至少一根在所述至少两个连接区域之间是连续的并且所述粗纱中的至少一根在所述至少两个连接区域之间是不连续的。优选地，切割或切断单元能够切断粗纱以使得粗纱的区段之间的间隙被偏移地设置。

根据实施例，连接单元是用于在所述至少两个连接区域内将粗纱缝合在一起的缝合单元。

替代性地，连接单元可以是用于将粘结剂（例如胶或者树脂）施加到纤维垫的粘结单元。