本公開總體上涉及用于生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的中空復(fù)合構(gòu)件的心軸、用于使用心軸生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的中空復(fù)合構(gòu)件的方法，以及使用心軸制造的風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的中空復(fù)合構(gòu)件。

背景技術(shù)：

1、大體上，風(fēng)力渦輪機包括具有轉(zhuǎn)子的渦輪機，轉(zhuǎn)子包括具有多個葉片的可旋轉(zhuǎn)轂組件。葉片將風(fēng)能轉(zhuǎn)變成機械旋轉(zhuǎn)扭矩，旋轉(zhuǎn)扭矩經(jīng)由轉(zhuǎn)子驅(qū)動一個或多個發(fā)電機。發(fā)電機有時但并非總是通過變速箱旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到轉(zhuǎn)子。變速箱逐步提升發(fā)電機的轉(zhuǎn)子的固有低轉(zhuǎn)速，以將旋轉(zhuǎn)機械能有效地轉(zhuǎn)換成電能，電能經(jīng)由至少一個電連接饋送到公用電網(wǎng)中。還存在無齒輪的直接驅(qū)動式風(fēng)力渦輪機。轉(zhuǎn)子、發(fā)電機、變速箱和其它構(gòu)件通常安裝在殼體或機艙內(nèi)，該殼體或機艙定位于可為桁架或管狀塔架的基座的頂部上。

2、在風(fēng)力渦輪機中，轉(zhuǎn)子葉片是大型整體混合結(jié)構(gòu)。它們大部分由復(fù)合物制成，具有螺栓連接的葉片-轂連接和整體結(jié)合的防雷裝置，并且包括各種類型的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料和元件。每個轉(zhuǎn)子葉片可包括多個中空復(fù)合構(gòu)件，例如，諸如箱形翼梁或d形翼梁的中空翼梁。

3、在用于制造中空復(fù)合結(jié)構(gòu)的常規(guī)過程中，使用心軸來限定中空空間。纖維材料或片材(諸如預(yù)浸玻璃纖維材料)鋪設(shè)在第一模具部分內(nèi)的心軸上，其中纖維材料在心軸上的位置和形狀基本上限定復(fù)合零件。第二模具部分使模具完整，并且纖維材料可在常規(guī)的真空樹脂固化過程中進(jìn)行固化。該過程可用于生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的堅固且輕質(zhì)的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

4、ep3894194a1描述了一種用于生產(chǎn)中空復(fù)合結(jié)構(gòu)(諸如用于風(fēng)力渦輪機葉片中的翼梁橫梁)的方法，其包括將纖維增強材料圍繞心軸放置在模具內(nèi)，以及固化該纖維增強材料。心軸由具有剛性中性狀態(tài)的可壓縮材料形成，該材料具有一定的剛性，以在纖維增強材料的鋪設(shè)和固化期間保持心軸的限定形狀。在固化之后，在心軸上抽真空以壓縮可壓縮材料，使得壓縮的心軸可通過復(fù)合結(jié)構(gòu)中的開口拉出，該開口具有使得心軸在心軸的剛性中性狀態(tài)下不能通過開口拉出的大小。

5、因此，需要一種用于生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的中空復(fù)合構(gòu)件的改進(jìn)的心軸。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明由所附權(quán)利要求書限定。

2、本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在以下描述中部分地提出，或可從描述中是明顯的的，或可通過實施本發(fā)明學(xué)習(xí)到。

3、根據(jù)一個方面，提供了一種用于生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的中空復(fù)合構(gòu)件的心軸，該心軸包括第一材料的芯體、布置在芯體的徑向外側(cè)的第二材料的外層，第二材料比第一材料更可壓縮，以及用于加強鋪層的第一內(nèi)部區(qū)域上的壓力的第一加強物部件，第一加強物部件至少部分地布置在芯體的徑向外側(cè)，其中第一加強物部件的第一外表面和外層的第二外表面一起形成與中空復(fù)合構(gòu)件的至少一部分的期望內(nèi)部形狀相對應(yīng)的限定形狀。

4、根據(jù)另外的方面，提供了一種用于使用如本文中描述的心軸生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的中空復(fù)合構(gòu)件的方法，該方法包括將鋪層圍繞心軸放置在模具內(nèi)，以及執(zhí)行模內(nèi)固化過程。

5、根據(jù)另一方面，提供了一種使用如本文中所述的心軸制造的風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的中空復(fù)合構(gòu)件。

6、參照以下描述和所附的權(quán)利要求書，本發(fā)明的這些和其它方面、實施例、實例和優(yōu)點將變得更好理解。

技術(shù)特征：

1.一種用于生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的中空復(fù)合構(gòu)件的心軸，所述心軸包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心軸，其中所述第一加強物部件(130)包括能夠通過加壓流體擴張的中空部分(210)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的心軸，其中所述中空部分(210)布置成靠近所述芯體(110)，和/或其中所述中空部分(210)至少部分地由所述芯體(110)圍繞。

4.根據(jù)權(quán)利要求2至權(quán)利要求3中任一項所述的心軸，其中所述中空部分(210)與所述芯體(110)以及所述第一加強物部件(130)的其余部分流體隔離。

5.根據(jù)權(quán)利要求2至權(quán)利要求4中任一項所述的心軸，其中所述中空部分(210)包括以下組中的至少一者：漏針縫合部(410；420)、連續(xù)纖維和增強物，以用于限定擴張狀態(tài)(320)下的所述中空部分(210)的形狀。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項所述的心軸，其中所述第一加強物部件(130)包括第三材料的第一中間部分(220)，所述第三材料比所述外層(120)的第二材料壓縮性更小，優(yōu)選地，其中所述第一中間部分(220)包括閉孔泡沫。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的心軸，其中形成所述第一外表面(135)的所述第一加強物部件(130)的外皮部分(260)比所述第一加強物部件(130)的中間部分(220)剛性更大；和/或

8.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求7中任一項所述的心軸，其中所述第一加強物部件(130)的第一外表面(135)包括半徑小于所述外層(120)的第二外表面(125)的任何特征的半徑的特征。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中任一項所述的心軸，其中所述芯體(110)包括閉孔泡沫，和/或其中所述外層(120)包括開孔泡沫。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求9中任一項所述的心軸，其中所述外層(120)的厚度尺寸構(gòu)造成使得能夠從所述中空復(fù)合構(gòu)件中取出所述心軸，和/或其中所述外層(120)的厚度尺寸基于所述外層(120)的第二材料的壓縮性和所述中空復(fù)合構(gòu)件的幾何形狀構(gòu)造。

11.一種用于使用根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求9中任一項所述的心軸來生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的中空復(fù)合構(gòu)件的方法，所述方法包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求11至權(quán)利要求12任一項所述的方法，進(jìn)一步包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求11至權(quán)利要求13中任一項所述的方法，其中激活所述第一加強物部件(1210)包括通過所述第一加強物部件在所述鋪層的第一內(nèi)部區(qū)域上施加第一壓力，所述第一壓力高于通過所述外層在所述鋪層的靠近所述第一內(nèi)部區(qū)域的第二內(nèi)部區(qū)域上施加的第二壓力。

15.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求9中任一項所述的心軸制造的風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的中空復(fù)合構(gòu)件。

技術(shù)總結(jié)
提供了一種用于生產(chǎn)風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的中空復(fù)合構(gòu)件的心軸，該心軸包括第一材料的芯體(110)；布置在芯體(110)的徑向外側(cè)的第二材料的外層(120)，第二材料比第一材料更可壓縮；以及用于加強鋪層的第一內(nèi)部區(qū)域上的壓力的第一加強物部件(130)，第一加強物部件(130)至少部分地布置在芯體(110)的徑向外側(cè)，其中第一加強物部件(130)的第一外表面(135)和外層(120)的第二外表面(125)一起形成與中空復(fù)合構(gòu)件的至少一部分的期望內(nèi)部形狀相對應(yīng)的限定形狀。

技術(shù)研發(fā)人員：L·龍德奧,陳旭,S·I·施利希,A·R·科利爾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：LM風(fēng)力發(fā)電公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23