制造具有芯构件的风力涡轮机叶片的方法和具有结构构件的风力涡轮机叶片与流程

1.本发明涉及制造包括芯构件的风力涡轮机叶片的方法以及通过所述方法能够获得的风力涡轮机叶片。


背景技术：

2.风力提供清洁的且环境友好的能量的源。风力涡轮机通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。风力涡轮机叶片使用已知的翼型件原理捕获风的动能。现代风力涡轮机可以具有在长度方面超过90米的转子叶片。
3.风力涡轮机叶片通常通过由树脂和纤维或编织织物的层形成两个壳体部分或壳体半部来制造。翼梁帽或主层压体放置或集成在壳体半部中并且可以与抗剪腹板或翼梁桁杆组合以形成用于叶片的结构支撑。翼梁帽或主层压体可以接合到壳体的吸力和压力半部的内部或集成在壳体的吸力和压力半部的内部内。
4.风力涡轮机转子叶片通常使用夹层构造生产，在夹层构造中，芯被提供在纤维复合物材料的每个侧部上。这种芯材料可以由轻木、塑料、泡沫和/或蜂窝件制成。在这些夹层构造中的一些中，必须在芯材料内形成通孔以用于接收一个或多个功能部件，诸如用于风力涡轮机的雷电保护的接收器或导体、用于转子叶片的附接的横向螺栓、用于危险识别的器件、传感器和/或排放装置。
5.制造风力涡轮机叶片的这些已知方法具有许多缺点，因为它们趋于在构造期间以及在后续的质量控制程序中消耗不成比例的量的人力、时间和专门技术。具体地，在叶片壳体制造过程期间在叶片模具中将功能部件装配到芯材料中的步骤，关于在要求的容差内形成可接受的/完美的装配而言，可能是有挑战性的并且耗时的。功能部件必须装配到已经放置在叶片壳体中的芯材料中的预制的凹槽/凹陷中。因此，这种嵌入的功能部件的定位仅可能通过切去芯材料和在叶片壳体铺设过程中调整定位来调整。这是繁冗且耗时的。
6.因此本发明的一个目的是提供用于风力涡轮机叶片的结构构件，其允许功能叶片部件的更有效且灵活的放置。
7.本发明的另一目的是提供用于制造风力涡轮机叶片的方法，其避免在芯材料铺设在模具中之后在芯材料中的破坏性的且耗时的切除。
8.本发明的另一目的是提供制造风力涡轮机叶片的较不耗时且较便宜的方法，以及保持制造容差的改进的方式。


技术实现要素：

9.已经发现，前述目的中的一个或多个能够通过提供制造风力涡轮机叶片的方法来达到，该风力涡轮机叶片具有包括压力侧和吸力侧以及前缘和后缘的成型廓形，前缘和后缘带有具有在其之间延伸的弦长的弦，风力涡轮机叶片沿展向方向在根部端部和末梢端部之间延伸，方法包括以下步骤：将包括一个或多个纤维层的纤维铺设件布置在叶片模具的
模具腔体内，将负荷承载结构和芯构件布置在纤维铺设件上使得芯构件布置在负荷承载结构和前缘之间和/或负荷承载结构和后缘之间，向纤维铺设件、负荷承载结构和芯构件供应树脂，以及固化树脂，其中芯构件包括具有圆形横截面的第一孔，第一柱形插入件能够旋转地布置在芯构件的第一孔内，第一柱形插入件具有中心轴线、形成在第一柱形插入件中的凹部，凹部优选地在柱形插入件的顶部基部或底部基部中，其中凹部关于第一柱形插入件的中心轴线偏心地布置。
10.发现这提供在必要的距离范围内的凹部的定位的容易且有效的调整，因此避免了在芯材料铺设在模具中之后在芯材料中的破坏性的且耗时的切除。通过相对于芯构件旋转柱形插入件，将移动凹部到需要的定位是可能的。相比于现有技术解决方案，这导致模具周期时间的显著减少。另外，本发明的方法避免了当不得不在铺设之后形成另外的切除时由于错误的/不好的技艺而在芯构件内形成树脂池。
11.叶片模具将典型地包括用于风力涡轮机叶片的壳体半部的模具。在一些实施例中，叶片轮廓的顶部侧和底部侧(典型地压力侧和吸力侧)分别通过将纤维铺设件布置在两个模具部分中的每个中来分开地制造。然后，两个半部能够通常借助于内部凸缘部分胶合在一起。胶合剂在上叶片半部降低到下叶片半部上之前施加到下叶片半部的内面。另外地，一个或两个抗剪腹板通常附接到叶片半部的内部。
12.用于风力涡轮机叶片的壳体部分典型地借助于vartm(真空辅助树脂转移模制)制造为纤维复合物结构，其中液体聚合物(也称为树脂)被填充到叶片模具腔体中，其中纤维铺设件连同负荷承载结构和芯材料已经插入模具腔体中，并且其中模具腔体中产生真空，由此将聚合物抽吸进来。聚合物能够是热固性塑料或热塑性塑料。
13.典型地，模具腔体被用弹性真空袋覆盖。通过产生真空，液体树脂能够被抽吸进来并且与包含在此的纤维材料填充模具腔体。在大多数情况下，施加的树脂是聚酯或环氧树脂，并且典型地纤维铺设件是基于玻璃纤维和/或碳纤维的。
14.本发明的风力涡轮机叶片包括一个或多个芯构件(诸如夹层芯构件)，该一个或多个芯构件可选地用纤维增强材料(诸如一个或多个纤维增强聚合物层)覆盖或夹在其之间。芯构件能够用作在这种层之间的隔离物以形成夹层结构，并且典型地由刚性的、轻量的材料制成以便降低复合物结构的重量。为了确保液体树脂在浸渍过程期间的有效的分散，芯材料可以被提供有树脂分散网络，例如通过在芯材料的表面中提供通道或凹槽。
15.负荷承载结构优选地是翼梁帽或主层压体。根据一些实施例，方法进一步包括将一个或多个抗剪腹板布置在负荷承载结构上的步骤。每个抗剪腹板可以包括腹板本体、在腹板本体的第一端部处的第一腹板脚部凸缘以及在腹板本体的第二端部处的第二腹板脚部凸缘。在一些实施例中，抗剪腹板基本上是i形的。可替代地，抗剪腹板可以是基本上c形的。
16.一个或多个芯构件布置在负荷承载结构和前缘之间和/或负荷承载结构和后缘之间。因此，沿弦向方向看，芯构件优选地邻近负荷承载结构布置。叶片可以包括至少5个、诸如至少10个这种芯构件，其可以被提供为芯材料的区块，诸如聚合物泡沫的区块或轻木的区块。
17.向纤维铺设件、负荷承载结构和芯构件供应树脂的步骤优选地使用vartm过程进行。在一些实施例中，芯构件中的一个或多个是芯材料的区块，诸如轻木的区块或聚合物形
式的区块。区块可以具有基本上矩形的横截面。
18.本发明的叶片制造过程中使用的芯构件中的至少一个包括具有圆形横截面的第一孔和能够旋转地布置在芯构件的第一孔内的第一柱形插入件。在一些实施例中，芯构件中的两个或更多个(诸如四个或更多个)包括具有圆形横截面的相应第一孔和能够旋转地布置在芯构件的第一孔内的第一柱形插入件。在一个实施例中，负荷承载结构的任一弦向侧部上的芯构件中的至少一个包括具有圆形横截面的第一孔和能够旋转地布置在芯构件的第一孔内的第一柱形插入件。在一些实施例中，芯构件中的两个或更多个(诸如四个或更多个)包括具有圆形横截面的相应的第一孔和能够旋转地布置在芯构件的第一孔内的第一柱形插入件。
19.在优选的实施例中，第一孔具有在30和300mm之间的直径。优选的是，第一孔是通孔。通孔可以从芯构件的一个侧部(例如其顶部表面)延伸到芯构件的相对的侧部(例如其底部表面)。当芯构件布置在模具腔体中时，芯构件的顶部表面面向上，并且芯构件的底部表面面向下。在优选的实施例中，第一孔是沿叶片的基本上摆振向方向延伸的基本上竖直的通孔。第一孔优选地具有柱形形状。当使用夹层芯构件时，第一孔还可以延伸通过(一个或多个)纤维层(芯构件布置在其之间中)。
20.第一柱形插入件将典型地是圆柱形插入件。因此，柱形插入件将通常具有沿着其整个长度的圆形横截面。优选的是，柱形插入件中的每个成形为直圆柱。柱形插入件将通常包括圆形或盘形顶部基部、圆形或盘形底部基部和在顶部基部与底部基部之间的侧部表面。在一些实施例中，第一柱形插入件直接接收在芯构件的第一孔内。在其他实施例中，第一柱形插入件经由一个或多个另外的柱形插入件(诸如第二柱形插入件和第三柱形插入件)接收在芯构件的第一孔内，如下文进一步解释的。
21.第一柱形插入件具有延伸通过其圆形横截面的中心的中心轴线。因此，中心轴线经过其两个基部(即柱的顶部基部和底部基部)的相应的中心。第一柱形件包括凹部，其中凹部关于第一柱形插入件的中心轴线偏心地布置。因此，凹部从第一柱形插入件的中心轴线偏移。典型地，凹部将形成在柱形插入件的圆形顶部基部内。当具有柱形插入件的芯构件布置在叶片模具中时，顶部基部典型地面向上，而底部基部典型地在叶片模具中面向下。
22.在一些实施例中，凹部具有圆形横截面。在其他实施例中，凹部具有矩形或椭圆形横截面。在一些实施例中，凹部可以成形为在在第一柱形插入件的顶部基部表面中或底部基部表面中延伸的狭槽、通道、凹槽或腔体。优选地，凹部不延伸通过整个柱形插入件。在其他实施例中，凹部是延伸通过第一柱形插入件的通孔。
23.在优选的实施例中，方法进一步包括在将芯构件布置在纤维铺设件上之后将功能部件插入到第一柱形插入件的凹部中。在优选的实施例中，功能部件从包括叶片雷电保护系统的接收器或导体、诸如螺栓的紧固构件、传感器和排放装置的组中选择。特别优选的是，功能部件是叶片的雷电保护系统的部件。雷电保护系统的部件可以是冲击终止装置，诸如避雷针、导体、接地杆件或等势结合和电涌(surge)保护装置。在一些实施例中，功能部件是雷电保护系统的电流连接端子或其的部分。
24.在优选的实施例中，方法进一步包括，在将芯构件布置在纤维铺设件上之后，相对于芯构件旋转第一柱形插入件以用于调整凹部在芯构件内的位置。因此，在芯构件已经布置在叶片模具腔体内之后以及在芯构件固定到一个或多个其他叶片构件(诸如纤维铺设件
或负荷承载结构)之后，凹部的位置是有利地可调整的。因此，由于差的对准或制造容差导致的对于切割或以其他方式形成(另外的)凹部以用于接收功能部件的需要由本发明克服。在一些实施例中，通过相对于芯构件旋转第一柱形插入件来调整凹部和负荷承载结构之间的弦向距离。在一些实施例中，通过相对于芯构件旋转第一柱形插入件来调整凹部和叶片末梢之间的展向距离。
25.在优选的实施例中，芯构件进一步包括能够旋转地布置在芯构件的第一孔内的第二柱形插入件，其中第二柱形插入件的直径超过第一柱形插入件的直径，第二柱形插入件具有中心轴线和具有圆形横截面的第二孔，第二孔关于第二柱形插入件的中心轴线偏心地布置，并且其中第一柱形插入件能够旋转地布置在第二柱形插入件的第二孔内。
26.在优选的实施例中，方法进一步包括在将芯构件布置在纤维铺设件上之后，相对于芯构件旋转第二柱形插入件以用于调整凹部在芯构件内的位置。在一些实施例中，通过相对于芯构件旋转第二柱形插入件来调整凹部和负荷承载结构之间的弦向距离。在一些实施例中，通过相对于芯构件旋转第二柱形插入件来调整凹部和叶片末梢之间的展向距离。
27.在优选的实施例中，芯构件包括能够旋转地布置在芯构件的第一孔内的第三柱形插入件，其中第三柱形插入件的直径超过第二柱形插入件的直径，第三柱形插入件具有中心轴线和具有圆形横截面的第三孔，第三孔关于第三柱形插入件的中心轴线偏心地布置，并且其中第二柱形插入件能够旋转地布置在第三柱形插入件的第三孔内。在一些实施例中，通过相对于芯构件旋转第三柱形插入件来调整凹部和负荷承载结构之间的弦向距离。在一些实施例中，通过相对于芯构件旋转第三柱形插入件来调整凹部和叶片末梢之间的展向距离。
28.在优选的实施例中，方法进一步包括在将芯构件布置在纤维铺设件上之后，相对于芯构件旋转第三柱形插入件以用于调整凹部在芯构件内的位置。
29.在优选的实施例中，方法进一步包括切割柱形开口至芯构件中或通过芯构件切割柱形开口以提供具有圆形横截面的第一孔和第一柱形插入件。可以用诸如孔锯的切割工具进行此步骤，该切割工具例如包括具有沿着外边缘的切割刀片的中空钻头。
30.在另一方面，本发明涉及通过前述方法能够获得的风力涡轮机叶片。
31.在另一方面，本发明涉及一种风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片具有包括压力侧和吸力侧以及前缘和后缘的成型廓形，前缘和后缘带有具有在其之间延伸的弦长的弦，风力涡轮机叶片沿展向方向在根部端部和末梢端部之间延伸，其中风力涡轮机叶片包括布置在叶片内的结构构件，诸如芯构件或夹层芯构件，结构构件包括具有圆形横截面的第一孔、能够旋转地布置在结构构件的第一孔内的第一柱形插入件，第一柱形插入件具有中心轴线、形成在第一柱形插入件中的凹部，其中凹部关于第一柱形插入件的中心轴线偏心地布置。
32.在优选的实施例中，叶片进一步包括能够旋转地布置在结构构件的第一孔内的第二柱形插入件，其中第二柱形插入件的直径超过第一柱形插入件的直径，第二柱形插入件具有中心轴线和具有圆形横截面的第二孔，第二孔关于第二柱形插入件的中心轴线偏心地布置，并且其中第一柱形插入件能够旋转地布置在第二柱形插入件的第二孔内。
33.在优选的实施例中，叶片进一步包括能够旋转地布置在结构构件的第一孔内的第三柱形插入件，其中第三柱形插入件的直径超过第二柱形插入件的直径，第三柱形插入件
具有中心轴线和具有圆形横截面的第三孔，第三孔关于第三柱形插入件的中心轴线偏心地布置，并且其中第二柱形插入件能够旋转地布置在第三柱形插入件的第三孔内。
34.在优选的实施例中，凹部配置成用于接收叶片部件，该叶片部件从包括叶片雷电保护系统的接收器或导体、诸如螺栓的紧固构件、传感器和排放装置的组中选择。
35.在优选的实施例中，第一孔、第二孔和/或第三孔是通孔。在优选的实施例中，第一孔具有10-300mm、优选地50-250mm的直径。在优选的实施例中，第一柱形插入件、第二柱形插入件和/或第三柱形插入件具有直圆形柱的形状。
36.在另一方面，本发明涉及结构构件，诸如芯构件或夹层芯构件，以用于布置在风力涡轮机转子叶片中，结构构件包括具有圆形横截面的第一孔、能够旋转地布置在结构构件的第一孔内的第一柱形插入件，第一柱形插入件具有中心轴线、形成在第一柱形插入件中的凹部，其中凹部关于第一柱形插入件的中心轴线偏心地布置。
37.在优选的实施例中，结构构件是芯构件，诸如由轻木或聚合物制成的夹层芯构件。在一些实施例中，结构构件是芯材料的区块，诸如轻木的区块或泡沫聚合物的区块。区块可以具有基本上矩形的横截面。
38.在优选的实施例中，结构构件进一步包括能够旋转地布置在结构构件的第一孔内的第二柱形插入件，其中第二柱形插入件的直径超过第一柱形插入件的直径，第二柱形插入件具有中心轴线和具有圆形横截面的第二孔，第二孔关于第二柱形插入件的中心轴线偏心地布置，并且其中第一柱形插入件能够旋转地布置在第二柱形插入件的第二孔内。
39.在优选的实施例中，结构构件进一步包括能够旋转地布置在结构构件的第一孔内的第三柱形插入件，其中第三柱形插入件的直径超过第二柱形插入件的直径，第三柱形插入件具有中心轴线和具有圆形横截面的第三孔，第三孔关于第三柱形插入件的中心轴线偏心地布置，并且其中第二柱形插入件能够旋转地布置在第三柱形插入件的第三孔内。
40.以上关于制造风力涡轮机叶片的方法讨论的所有特征和实施例同样适用本发明的于风力涡轮机叶片和结构构件，并且反之亦然。
41.如本文使用的，术语“结构构件”意指用于形成结构的与风力涡轮机叶片的任何其他构件(诸如纤维铺设件)接合的任何单独构件。
42.如本文使用的，术语“展向”被用来描述测量值或元件沿着叶片从其根部端部到其末梢端部的取向。在一些实施例中，展向是沿着风力涡轮机叶片的纵向轴线和纵向延伸范围的方向。
附图说明
43.下面参考附图中示出的实施例详细解释本发明，其中图1示出风力涡轮机，图2示出风力涡轮机叶片的示意图，图3示出风力涡轮机叶片的横截面的示意图，图4是根据本发明的叶片壳体半部的示意性顶视图、放大的局部顶视图和横截面视图，图5是本发明的结构构件的一个实施例的示意性顶视图，图6是本发明的结构构件的另一实施例的三维透视图，以及
图7是本发明的结构构件的另一实施例的三维透视图。
具体实施方式
44.图1图示了根据所谓的“丹麦概念”的常规现代逆风风力涡轮机，其具有塔架4、机舱6以及具有基本上水平转子轴的转子。转子包括毂部8和从毂部8沿径向延伸的三个叶片10，每个叶片10具有最靠近毂部的叶片根部16和最远离毂部8的叶片末梢14。转子具有标记为r的半径。
45.图2示出了风力涡轮机叶片10的示意视图。风力涡轮机叶片10具有常规风力涡轮机叶片的形状，并且包括最接近毂部的根部区域30、最远离毂部的成型或翼型区域34以及在根部区域30与翼型区域34之间的过渡区域32。叶片10包括当叶片安装在毂部上时面向叶片10的旋转的方向的前缘18以及面向前缘18的相反方向的后缘20。
46.翼型区域34(也称为成型区域)具有关于产生升力的理想或几乎理想的叶片形状，而根部区域30由于结构方面的考虑具有基本上圆形或椭圆形的横截面，这例如使得将叶片10安装到毂部更容易且更安全。根部区域30的直径(或弦)可以沿着整个根部区30是恒定的。过渡区域32具有从根部区域30的圆形或椭圆形形状逐渐变化到翼型区域34的翼型轮廓的过渡轮廓。过渡区域32的弦长典型地随着距毂部的增加的距离r而增加。翼型区域34具有翼型轮廓，该翼型轮廓具有在叶片10的前缘18和后缘20之间延伸的弦。弦的宽度随着距毂部的增加的距离r而减小。
47.叶片10的肩部40限定为其中叶片10具有其最大弦长的位置。肩部40典型地设置在过渡区域32与翼型区域34之间的边界处。图2还图示了叶片的纵向延伸范围l、长度或纵向轴线。
48.应当注意，叶片的不同区段的弦通常不位于共同的平面中，因为叶片可能被弯扭和/或弯曲(即预弯)，因此提供具有对应地弯扭和/或弯曲的路线的弦平面，这是最常见的情况，以便补偿取决于距毂部的半径的叶片的局部速度。
49.叶片典型地由沿着叶片20的前缘18和后缘处的结合线胶合到彼此的压力侧壳体部分36和吸力侧壳体部分38制成。
50.图3示出沿着图2中示出的线i-i的叶片的横截面的示意图。如此前提及的，叶片10包括压力侧壳体部分36和吸力侧壳体部分38。压力侧壳体部分36包括翼梁帽41，也称为主层压体，其构成压力侧壳体部分36的负荷承载部分。翼梁帽41包括主要包括沿着叶片的纵向方向对准的单向纤维的多个纤维层42，以便为叶片提供刚度。吸力侧壳体部分38也包括包含多个纤维层46的翼梁帽45，压力侧壳体部分36还可以包括夹层芯材料43，其典型地由轻木或泡沫聚合物制成并且夹在许多纤维增强蒙皮层之间。夹层芯材料43被用来向壳体提供刚度，以便确保壳体在叶片的旋转期间基本上维持其空气动力学轮廓。类似地，吸力侧壳体部分38也可以包括夹层芯材料47。
51.压力侧壳体部分36的翼梁帽41和吸力侧壳体部分38的翼梁帽45经由第一抗剪腹板50和第二抗剪腹板55连接。抗剪腹板50、55在示出的实施例中成形为基本上i形的腹板。第一抗剪腹板50包括抗剪腹板本体和两个腹板脚部凸缘。抗剪腹板本体包括由许多蒙皮层52(其由许多纤维层制成)覆盖的夹层芯材料51，诸如轻木或泡沫聚合物。叶片壳体36、38可以进一步在前缘和后缘处包括纤维增强物。典型地，壳体部分36、38经由胶合凸缘结合到彼此。
52.图4a是根据本发明的风力涡轮机叶片的叶片壳体半部的示意性顶视图，图4b是图4a的芯构件62的放大的局部顶视图，并且图4c是沿着图4b中的线a-a’的横截面视图。在本发明的方法中，一个或多个纤维层布置在叶片模具60的模具表面上。然后，负荷承载结构45(诸如翼梁帽或主层压体)以及芯构件62布置在纤维铺设件上，使得芯构件62布置在负荷承载结构4和前缘18之间和/或负荷承载结构45和后缘20之间，即优选地在翼梁帽45的任一弦向侧部上。树脂能够被灌注到叶片模具60中以浸渍纤维铺设件、翼梁帽45和芯构件45。如在图4b的放大的顶视图中以及在图4c的横截面中看到的，芯构件62包括具有圆形横截面的第一孔64。第一柱形插入件70能够旋转地布置在芯构件62的第一孔64内；还参见图6。
53.第一柱形插入件70能够相对于芯构件62旋转，以用于调整凹部80在芯构件内的位置。柱形插入件70能够沿顺时针方向或沿逆时针方向旋转。如图4c中图示的，第一柱形插入件70具有中心轴线71。在图示实施例中具有圆形横截面的凹部80形成在第一柱形插入件70中，其中凹部80关于第一柱形插入件70的中心轴线71偏心地布置。
54.在图4中图示的实施例中，芯构件62进一步包括能够旋转地布置在芯构件的第一孔64内的第二柱形插入件72，其中第二柱形插入件72的直径超过第一柱形插入件70的直径。第二柱形插入件72具有中心轴线73和具有圆形横截面的第二孔66，第二孔66关于第二柱形插入件的中心轴线73偏心地布置。在图示的实施例中，第一柱形插入件70能够旋转地布置在第二柱形插入件的第二孔66内。正如第一插入件70那样，第二柱形插入件72能够相对于芯构件顺时针或逆时针旋转，以用于调整凹部80在芯构件内的位置。因此，通过第二柱形插入件增加了另外的自由度。图4b和图4c图示了通过旋转第一插入件70(参见左手边和中间的图)以及通过旋转第二插入件72(参见中间和右手边的图)能够获得的凹部80的不同的位置。
55.在图5的顶视图中图示的实施例中，芯构件62进一步包括能够旋转地布置在芯构件的第一孔64内的第三柱形插入件74，其中第三柱形插入件的直径超过第二柱形插入件的直径，第三柱形插入件具有中心轴线和具有圆形横截面的第三孔68，第三孔关于第三柱形插入件的中心轴线偏心地布置，并且其中第二柱形插入件能够旋转地布置在第三柱形插入件的第三孔内。
56.图6图示了一实施例，其中第一柱形插入件70能够旋转地直接布置在结构构件62的第一孔64内。图6还图示了插入件的直径di和高度hi。还如图6中看到的，第一柱形插入件70具有圆形或盘形的顶部基部82、圆形或盘形的底部基部84以及在顶部基部和底部基部之间中的侧部表面86。凹部80形成在图示实施例中的顶部基部82中。
57.图7是本发明的结构构件62的另一实施例的透视组装视图。此实施例使用第一柱形插入件70和第二柱形插入件72，两者均能够旋转地布置在结构构件62的第一孔64内。另外，在此实施例中，第一插入件70中的凹部具有矩形的横截面。
58.本发明不限于本文描述的实施例并且可以在不脱离本发明的范围的情况下修改或适改。
59.参考标记列表4塔架6机舱8毂部
10叶片14叶片末梢16叶片根部18前缘20后缘30根部区域32过渡区域34翼型区域36压力侧壳体部分38吸力侧壳体部分40肩部41翼梁帽42纤维层43夹层芯材料45翼梁帽46纤维层47夹层芯材料50第一抗剪腹板55第二抗剪腹板51夹层芯材料52蒙皮层60叶片模具62芯构件64第一孔66第二孔68第三孔70第一柱形插入件71第一柱形插入件的中心轴线72第二柱形插入件73第二柱形插入件的中心轴线74第三柱形插入件80凹部82顶部基部84底部基部86侧部表面90功能部件l长度r距毂部的距离r转子半径

技术特征：
1.一种制造风力涡轮机叶片(10)的方法，所述风力涡轮机叶片(10)具有包括压力侧和吸力侧以及前缘和后缘的成型廓形，所述前缘和所述后缘带有具有在其之间延伸的弦长的弦，所述风力涡轮机叶片沿展向方向在根部端部和末梢端部之间延伸，所述方法包括以下步骤：将包括一个或多个纤维层的纤维铺设件布置在叶片模具(60)的模具腔体中，将负荷承载结构(45)和芯构件(62)布置在所述纤维铺设件上，使得所述芯构件(62)布置在所述负荷承载结构(45)和所述前缘(18)之间和/或所述负荷承载结构(45)和所述后缘(20)之间，向所述纤维铺设件、所述负荷承载结构和所述芯构件供应树脂，以及固化所述树脂，其中所述芯构件(62)包括具有圆形横截面的第一孔(64)，第一柱形插入件(70)，其能够旋转地布置在所述芯构件(62)的所述第一孔(64)内，所述第一柱形插入件(70)具有中心轴线(71)，形成在所述第一柱形插入件(70)中的凹部(80)，其中所述凹部(80)关于所述第一柱形插入件(70)的所述中心轴线(71)偏心地布置。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括在将所述芯构件布置在所述纤维铺设件上之后，将功能部件(90)插入到所述第一柱形插入件的所述凹部中。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述功能部件(90)从包括叶片雷电保护系统的接收器或导体、诸如螺栓的紧固构件、传感器和排放装置的组中选择。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括，在将所述芯构件(62)布置在所述纤维铺设件上之后，相对于所述芯构件(62)旋转所述第一柱形插入件(70)以用于调整所述凹部(80)在所述芯构件内的位置。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述芯构件(62)进一步包括能够旋转地布置在所述芯构件的所述第一孔(64)内的第二柱形插入件(72)，其中所述第二柱形插入件(72)的直径超过所述第一柱形插入件(70)的直径，所述第二柱形插入件(72)具有中心轴线(73)和具有圆形横截面的第二孔(66)，所述第二孔(66)关于所述第二柱形插入件的所述中心轴线(73)偏心地布置，并且其中所述第一柱形插入件(70)能够旋转地布置在所述第二柱形插入件的所述第二孔(66)内。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述方法进一步包括在将所述芯构件布置在所述纤维铺设件上之后，相对于所述芯构件旋转所述第二柱形插入件(72)以用于调整所述凹部(80)在所述芯构件内的位置。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述芯构件(62)进一步包括能够旋转地布置在所述芯构件的所述第一孔(64)内的第三柱形插入件(74)，其中所述第三柱形插入件的直径超过所述第二柱形插入件的直径，所述第三柱形插入件具有中心轴线和具有圆形横截面的第三孔(68)，所述第三孔关于所述第三柱形插入件的所述中心轴线偏心地布置，并且其中所述第二柱形插入件能够旋转地布置在所述第三柱形插入件的所述第三孔内。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述方法进一步包括在将所述芯构件布置在所述纤维铺设件上之后，相对于所述芯构件旋转所述第三柱形插入件(74)以用于调整所述凹部
(80)在所述芯构件内的位置。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括切割柱形开口至所述芯构件中或通过所述芯构件切割柱形开口以提供具有圆形横截面的所述第一孔以及所述第一柱形插入件。10.一种风力涡轮机叶片(10)，所述风力涡轮机叶片(10)具有包括压力侧和吸力侧以及前缘和后缘的成型廓形，所述前缘和所述后缘带有具有在其之间延伸的弦长的弦，所述风力涡轮机叶片沿展向方向在根部端部和末梢端部之间延伸，其中所述风力涡轮机叶片包括布置在所述叶片内的结构构件(62)，所述结构构件包括具有圆形横截面的第一孔(64)，能够旋转地布置在所述结构构件的所述第一孔内的第一柱形插入件(70)，所述第一柱形插入件具有中心轴线(71)，形成在所述第一柱形插入件中的凹部(80)，其中所述凹部关于所述第一柱形插入件的所述中心轴线偏心地布置。11.根据权利要求所述的10风力涡轮机叶片，进一步包括能够旋转地布置在所述结构构件的所述第一孔内的第二柱形插入件(72)，其中所述第二柱形插入件的直径超过所述第一柱形插入件的直径，所述第二柱形插入件具有中心轴线和具有圆形横截面的第二孔(66)，所述第二孔关于所述第二柱形插入件的所述中心轴线偏心地布置，并且其中所述第一柱形插入件能够旋转地布置在所述第二柱形插入件的所述第二孔内。12.根据权利要求10或11所述的风力涡轮机叶片，进一步包括能够旋转地布置在所述结构构件的所述第一孔内的第三柱形插入件(74)，其中所述第三柱形插入件的直径超过所述第二柱形插入件的直径，所述第三柱形插入件具有中心轴线和具有圆形横截面的第三孔(68)，所述第三孔关于所述第三柱形插入件的所述中心轴线偏心地布置，并且其中所述第二柱形插入件能够旋转地布置在所述第三柱形插入件的所述第三孔内。13.根据权利要求9-12中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述凹部(80)配置成用于接收叶片部件，所述叶片部件从包括叶片雷电保护系统的接收器或导体、诸如螺栓的紧固构件、传感器和排放装置的组中选择。14.根据权利要求9-13中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述第一孔、所述第二孔和/或所述第三孔是通孔。15.一种用于布置在风力涡轮机转子叶片中的结构构件(62)，所述结构构件包括具有圆形横截面的第一孔(64)，第一柱形插入件(70)，其能够旋转地布置在所述结构构件的所述第一孔内，所述第一柱形插入件具有中心轴线(71)，形成在所述第一柱形插入件中的凹部(80)，其中所述凹部关于所述第一柱形插入件的所述中心轴线偏心地布置。

技术总结
本发明涉及一种制造风力涡轮机叶片(10)的方法，包括以下步骤：将包括一个或多个纤维层的纤维铺设件放置在叶片模具(60)的模具表面上，将负荷承载结构(45)和芯5构件(62)布置在纤维铺设件上使得芯构件(62)布置在负荷承载结构(45)和前缘(18)之间和/或负荷承载结构(45)和后缘(20)之间，以及将树脂灌注到叶片模具中以浸渍纤维铺设件。芯构件(62)包括具有圆形横截面的第一孔(64)、能够旋转地布置在芯构件(62)的第一孔10(64)内的第一柱形插入件(70)，第一柱形插入件(70)具有中心轴线(71)。凹部(80)形成在第一柱形插入件(70)中，其中凹部(80)关于第一柱形插入件(70)的中心轴线(71)偏心地布置。(71)偏心地布置。(71)偏心地布置。


技术研发人员：K
受保护的技术使用者：LM风力发电公司
技术研发日：2021.11.16
技术公布日：2023/8/1