[go: up one dir, main page]

CN113167216A - 带有不同纤维类型的风力涡轮转子叶片壳 - Google Patents

带有不同纤维类型的风力涡轮转子叶片壳 Download PDF

Info

Publication number
CN113167216A
CN113167216A CN201880100335.7A CN201880100335A CN113167216A CN 113167216 A CN113167216 A CN 113167216A CN 201880100335 A CN201880100335 A CN 201880100335A CN 113167216 A CN113167216 A CN 113167216A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fibers
skin layers
outer skin
rotor blade
inner skin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201880100335.7A
Other languages
English (en)
Inventor
T·默茨霍伊泽
B·J·维尔德坎普
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Renovables Espana SL
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN113167216A publication Critical patent/CN113167216A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0025—Producing blades or the like, e.g. blades for turbines, propellers, or wings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/12—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles
    • B29K2105/14—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of short lengths, e.g. chopped filaments, staple fibres or bristles oriented
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05B2240/302—Segmented or sectional blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00—Materials; Properties thereof
    • F05B2280/50—Intrinsic material properties or characteristics
    • F05B2280/5001—Elasticity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2280/00—Materials; Properties thereof
    • F05B2280/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05B2280/6003—Composites; e.g. fibre-reinforced
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

一种用于风力涡轮的转子叶片包括带有至少一个限定翼型件表面的壳部件的至少一个叶片节段。(多个)壳部件包括夹层面板构造，该夹层面板构造具有一个或多个内蒙皮层、芯材料和一个或多个外蒙皮层。(多个)外蒙皮层包括一根或多根第一纤维，而(多个)内蒙皮层包括一根或多根不同的第二纤维。此外，(多个)外蒙皮层的(多根)第一纤维具有比(多个)内蒙皮层的(多根)第二纤维更高的弹性模量。

Description

带有不同纤维类型的风力涡轮转子叶片壳
技术领域
本公开总体上涉及风力涡轮，并且更特别地涉及具有不同纤维类型的风力涡轮转子叶片壳。
背景技术
风力被认为是目前可用的最清洁、对环境最友好的能源之一，并且在这方面，风力涡轮已得到越来越多的关注。现代的风力涡轮典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及具有带有一个或多个转子叶片的可旋转毂的转子。转子叶片使用已知的翼型件原理来捕获风的动能。转子叶片将动能以旋转能的形式传送，以便使将转子叶片联接到齿轮箱或在未使用齿轮箱的情况下将转子叶片直接地联接到发电机的轴转动。然后，发电机使机械能转换成可部署到公用电网的电能。
转子叶片大体上包括典型地使用模制过程来形成的吸力侧壳和压力侧壳，吸力侧壳和压力侧壳在沿着叶片的前缘和后缘的结合线处结合在一起。此外，压力壳和吸力壳是相对轻量的，并且具有并非构造成承受在操作期间施加于转子叶片上的弯曲力矩和其它载荷的结构性质(例如，刚度、抗屈曲性以及强度)。因此，为了提高转子叶片的刚度、抗屈曲性以及强度，典型地使用接合壳半部的内压力侧表面和内吸力侧表面的一个或多个结构构件(例如，相对的翼梁帽，在其之间构造有抗剪腹板)来增强主体壳。转子叶片壳典型地由具有夹层面板构造的层压件构成，该层压件包括低刚度玻璃纤维。
随着风力涡轮在尺寸上持续增大，转子叶片也在尺寸上增大。因此，较大的转子叶片可以以可在一个或多个接头处在现场被组装的节段构成。较长的转子叶片使得质量较高、刚度较大且较轻但较贵的材料的使用更加必要。接头的额外的重量也增加了对较轻的材料的需要，以对接头的额外的重量进行补偿。然而，当前的转子叶片仅能够在翼梁帽中使用较轻且刚度较大的材料，因为这样的材料在构成叶片壳时典型地不允许纤维无波铺层。照此，可能的最大的刚度被由构成壳的过程引入的波的纵横比限制。
因此，本公开针对一种具有不同纤维类型的改进的风力涡轮转子叶片壳及其制造方法，该壳包括刚度较大且较轻的材料，但将这样的材料限制于壳的可以以所要求的无波铺层质量生产的区域。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或可根据描述而为显然的，或可通过实践本发明而了解。
在一个方面，本公开针对一种用于风力涡轮的转子叶片。转子叶片包括具有至少一个限定翼型件表面的壳部件的至少一个叶片节段。(多个)壳部件包括夹层面板构造，其具有一个或多个内蒙皮层、芯材料和一个或多个外蒙皮层。(多个)外蒙皮层包括一根或多根第一纤维，而(多个)内蒙皮层包括一根或多根不同的第二纤维。此外，(多个)外蒙皮层的(多根)第一纤维具有比(多个)内蒙皮层的(多根)第二纤维更高的弹性模量。
在一个实施例中，(多个)外蒙皮层的(多根)第一纤维中的每根具有比(多个)内蒙皮层的(多根)第二纤维中的每根更轻的密度。更具体地，在某些实施例中，(多根)第一纤维可为碳纤维或芳纶纤维，而(多根)第二纤维可为玻璃纤维、聚合物纤维、木纤维、竹纤维、陶瓷纤维、纳米纤维或金属纤维。在另一个实施例中，芯材料可为例如泡沫或木材。
在另外的实施例中，(多个)叶片节段可至少包括从弦向接头在相反方向上延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。在这样的实施例中，第一叶片节段可包括纵向延伸的梁结构，其经由接纳区段与第二叶片节段在结构上连接。在额外的实施例中，转子叶片还可包括多个弦向接头。
在另一个方面，本公开针对一种制造用于风力涡轮的转子叶片的壳部件的方法。该方法包括邻近于壳部件的模具放置一个或多个外蒙皮层。(多个)外蒙皮层包括一根或多根第一纤维。该方法还包括邻近于(多个)外蒙皮层放置一个或多个内蒙皮层。(多个)内蒙皮层包括一根或多根不同的第二纤维。此外，(多个)外蒙皮层的(多根)第一纤维具有比(多个)内蒙皮层的(多根)第二纤维更高的弹性模量。该方法还包括经由树脂材料将(多个)外蒙皮层和(多个)内蒙皮层灌注在一起，以形成壳部件。应当进一步理解，该方法还可包括本文中所描述的额外的步骤和/或特征中的任何步骤和/或特征。
在又一个方面，本公开针对一种制造用于风力涡轮的转子叶片的壳部件的方法。该方法包括邻近于壳部件的模具放置一个或多个外蒙皮层。(多个)外蒙皮层包括一根或多根第一纤维。该方法还包括邻近于(多个)外蒙皮层放置芯材料。此外，该方法包括邻近于芯材料放置一个或多个内蒙皮层。(多个)内蒙皮层包括一根或多根不同的第二纤维。此外，(多根)第一纤维中的每根的密度比(多根)第二纤维中的每根的密度更轻。该方法还包括经由树脂材料将(多个)外蒙皮层、芯材料和(多个)内蒙皮层灌注在一起。应当进一步理解，该方法还可包括本文中所描述的额外的步骤和/或特征中的任何步骤和/或特征。
参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并且构成本说明书的部分的附图图示本发明的实施例，并且与描述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
在参考附图的说明书中阐述本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术人员的完整且能够实现的公开，在附图中：
图1图示根据本公开的风力涡轮的一个实施例的透视图；
图2图示根据本公开的具有第一叶片节段和第二叶片节段的转子叶片的一个实施例的平面视图；
图3图示根据本公开的第一叶片节段的一个实施例的区段的透视图；
图4图示根据本公开的第二叶片节段的位于弦向接头处的区段的一个实施例的透视图；
图5图示根据本公开的具有与第二叶片节段联结的第一叶片节段的风力涡轮的转子叶片的一个实施例的组件；
图6图示根据本公开的风力涡轮转子叶片的组件的多个支承结构的一个实施例的分解透视图；
图7A图示根据本公开的分节段转子叶片的一个实施例的侧视图，特别地图示分节段转子叶片的任选的接头位置；
图7B图示根据本公开的分节段转子叶片的另一个实施例的侧视图，特别地图示分节段转子叶片的另一个任选的接头位置；
图7C图示根据本公开的分节段转子叶片的再一个实施例的侧视图，特别地图示具有多个接头的转子叶片；
图7D图示根据本公开的不分节段转子叶片的一个实施例的侧视图；
图8图示根据本公开的转子叶片的壳部件的一个实施例的透视图；
图9图示图8的壳部件沿着截面线8-8的横截面视图；
图10A图示根据本公开的用于转子叶片的壳部件的两个模具的一个实施例的透视图；
图10B图示放置于图10A的壳部件的两个模具顶上的外蒙皮层的透视图；
图10C图示放置于图10B的壳部件的外蒙皮层顶上的芯材料的透视图；
图10D图示放置于图10C的壳部件的芯材料顶上的内蒙皮层的透视图；以及
图10E图示根据本公开的包括两个壳部件的完成的转子叶片的一个实施例的透视图。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中图示。各个示例通过解释本发明而非限定本发明的方式提供。实际上，对本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中作出多种修改和变型。例如，作为一个实施例的部分而图示或描述的特征可与另一实施例一起使用以产生再一个另外的实施例。因此，意图的是，本发明涵盖如归入所附权利要求书及其等同体的范围内的这样的修改和变型。
现在参考附图，图1图示根据本发明的风力涡轮10的一个实施例的透视图。在所图示的实施例中，风力涡轮10是水平轴线风力涡轮。备选地，风力涡轮10可为竖直轴线风力涡轮。另外，如所示出的，风力涡轮10可包括：塔架12，其从支承表面14延伸；机舱16，其安装于塔架12上；发电机18，其定位于机舱16内；齿轮箱20，其联接到发电机18；以及转子22，其利用转子轴24旋转地联接到齿轮箱20。此外，如所示出的，转子22包括可旋转毂26和至少一个转子叶片28，转子叶片28联接到可旋转毂26并且从可旋转毂26向外延伸。如所示出的，转子叶片28包括叶片末梢17和叶片根部19。
现在参考图2，图示图1的转子叶片28中的一个的平面视图。如所示出的，转子叶片28可包括第一叶片节段30和第二叶片节段32。此外，如所示出的，第一叶片节段30和第二叶片节段32可各自从弦向接头34在相反方向上延伸。另外，如所示出的，叶片节段30、32中的各个可包括压力侧壳部件和吸力侧壳部件。第一叶片节段30和第二叶片节段32通过至少内部支承结构36连接，内部支承结构36延伸到两个叶片节段30、32中，以便于叶片节段30、32的联结。箭头38示出在所图示的示例中的分节段转子叶片28包括两个叶片节段30、32，并且这些叶片节段30、32通过将内部支承结构36插入到第二叶片节段32中而联结。
现在参考图3，图示根据本公开的第一叶片节段30的区段的透视图。如所示出的，第一叶片节段30包括梁结构40，其形成内部支承结构36的部分，并且纵向地延伸以用于在结构上与第二叶片节段32连接。此外，如所示出的，梁结构40形成第一叶片节段30的部分，该部分具有从翼梁区段42突出的延伸部，从而形成延伸的翼梁区段。梁结构40包括与吸力侧翼梁帽46和压力侧翼梁帽48连接的抗剪腹板44。
此外，如所示出的，第一叶片节段30可包括在梁结构40的第一端部54处的一个或多个第一销接头。在一个实施例中，销接头可包括与衬套处于紧密干涉配合的销。更具体地，如所示出的，(多个)销接头可包括位于梁结构40上的一个销管52。因此，如所示出的，销管52可在展向方向上取向。此外，第一叶片节段30还可包括在弦向接头34处位于梁结构40上的销接头狭槽50。此外，如所示出的，销接头狭槽50可在弦向方向上取向。
现在参考图4，图示根据本公开的第二叶片节段32的位于弦向接头34处的区段的透视图。如所示出的，第二叶片节段32包括接纳区段60，接纳区段60在第二叶片节段32内纵向地延伸，以用于接纳第一叶片节段30的梁结构40。此外，如所示出的，接纳区段60可包括翼梁结构66，其纵向地延伸，以用于与第一叶片节段30的梁结构40连接。
现在参考图5，图示根据本公开的具有与第二叶片节段32联结的第一叶片节段30的转子叶片28的组件70。如所示出的，组件70图示位于具有与第二叶片节段32联结的第一叶片节段30的转子叶片28的外壳部件底下的多个支承结构。此外，如所示出的，接纳区段60包括纵向地延伸的多个翼梁结构66且支承梁结构40。接纳区段60还包括在展向方向上与梁结构40的销管52连接的矩形紧固元件72。此外，第一叶片节段30和第二叶片节段32还可分别包括位于弦向接头34处的弦向部件74、76。在另一实施例中，翼梁结构66、矩形紧固元件72和弦向部件74、76中的各个可由玻璃增强纤维构成。
现在参考图6，图示转子叶片28的朝向接纳区段60的组件70的多个支承结构的分解透视图。如所示出的，翼梁结构66构造成接纳梁结构40并可包括销接头狭槽82、84，其与梁结构40的销接头狭槽50对齐，弦向延伸销62可穿过销接头狭槽50插入。此外，如所示出的，弦向延伸销62可构造成在对齐的销接头狭槽82、50、84内保持处于紧密干涉配合，使得翼梁结构66和梁结构40在组装期间联结在一起。此外，图6还图示矩形紧固元件72，其包括构造成用于接纳梁结构40的销管52的销接头狭槽86。照此，销管52构造成形成紧密干涉配合销接头。此外，成对的翼梁结构66可在一个端部88处使用任何合适的粘合材料和/或弹性体密封件联结在一起。
现在参考图2和图7A至图7D，图示本文中所描述的转子叶片28的多种实施例。如所示出的，转子叶片28可分节段(图2和图7A至图7C)或不分节段(图7D)。另外，如图2中所示出的，转子叶片28可包括单个弦向接头34。备选地，如图7A至图7C中所示出的，转子叶片28可包括多个弦向接头34。照此，应当理解，本文中所描述的转子叶片28的壳部件可为有接头的转子叶片和/或无接头的转子叶片的部分。
特别地参考图8和图9，图示根据本公开的风力涡轮10的转子叶片28的多种叶片节段的壳部件35的一个实施例的多种视图。如在图8中特别地示出的，壳部件35限定转子叶片28的翼型件表面37。另外，如图9中所示出的，(多个)壳部件35可由具有一个或多个内蒙皮层78、芯材料80和一个或多个外蒙皮层82的夹层面板构造构成。此外，如所示出的，(多个)外蒙皮层82包括一根或多根第一纤维84，而(多个)内蒙皮层78包括一根或多根不同的第二纤维86。此外，如所示出的，(多个)外蒙皮层82的(多根)第一纤维84具有比(多个)内蒙皮层78的(多根)第二纤维86更高的弹性模量。
另外，(多个)外蒙皮层82的(多根)第一纤维84中的每根可具有比(多个)内蒙皮层78的(多根)第二纤维86中的每根更轻的密度。例如，在某些实施例中，(多根)第一纤维84可为碳纤维或芳纶纤维，而(多根)第二纤维86可为玻璃纤维、聚合物纤维、木纤维、竹纤维、陶瓷纤维、纳米纤维或金属纤维。在另一实施例中，芯。
现在参考图10A至图10E，图示根据本公开的用于制造用于风力涡轮的转子叶片的壳部件的过程步骤。大体上，本文中将参考图1至图9中所示出的风力涡轮10和转子叶片28来描述方法100。然而，应当认识到，所公开的方法100可利用具有任何其它合适构造的转子叶片来实施。
如图10A中所示出的，制造壳部件35的方法可包括提供壳部件5的模具88。例如，如所示出的，提供用于压力侧壳部件和吸力侧壳部件中的各个的成对的模具半部。另外，如图10B中所示出的，制造壳部件35的方法可包括邻近于壳部件35的模具88(或在模具88的顶上)放置一个或多个外蒙皮层82。此外，如所示出的，(多个)外蒙皮层82包括一根或多根第一纤维84。此外，如图10C中所示出的，制造壳部件35的方法可包括邻近于(多个)外蒙皮层82放置芯材料80。此外，如图10D中所示出的，制造壳部件35的方法可包括邻近于芯材料80放置一个或多个内蒙皮层78。此外，如所示出的，(多个)内蒙皮层78包括一根或多根不同的第二纤维86。另外，如所提到的，(多个)外蒙皮层82的(多根)第一纤维84中的每根具有比(多个)内蒙皮层78的(多根)第二纤维86中的每根更高的弹性模量和/或更轻的密度。因此，如图10E中所示出的，制造壳部件35的方法可包括经由树脂材料将(多个)外蒙皮层82、芯材料80和(多个)内蒙皮层78灌注在一起，以形成壳部件35中的一个，其然后可用于形成转子叶片28。
技术人员将认识到来自不同实施例的多种特征的可互换性。类似地，所描述的多种方法步骤和特征以及针对各个这样的方法和特征的其它已知的等同体可由本领域普通技术人员混合和匹配，以根据本公开的原理而构建额外的系统和技术。当然，将理解，不一定上文所描述的所有这样的目标或优点都可根据任何特定实施例而实现。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本文中所描述的系统和技术可以以如下的方式体现或实施：该方式实现或优化如本文中所教导的一个优点或成组的优点，而不一定实现如可在本文中教导或建议的其它目标或优点。
虽然在本文中仅已图示且描述本发明的某些特征，但本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，将理解，所附权利要求书旨在涵盖如落入本发明的真实精神内的所有这样的修改和改变。
本书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域中的任何技术人员能够实践本发明(包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法)。本发明的可专利性范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果这样的其它示例包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等同结构元件，则这样的其它示例旨在处于权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种用于风力涡轮的转子叶片，包括：
包括限定翼型件表面的至少一个壳部件的至少一个叶片节段，所述至少一个壳部件包括夹层面板构造，所述夹层面板构造包括一个或多个内蒙皮层、芯材料和一个或多个外蒙皮层，所述一个或多个外蒙皮层包括一根或多根第一纤维，所述一个或多个内蒙皮层包括一根或多根第二纤维，
其中，所述一根或多根第一纤维不同于所述一根或多根第二纤维，所述一个或多个外蒙皮层的所述一根或多根第一纤维包括比所述一个或多个内蒙皮层的所述一根或多根第二纤维的弹性模量更高的弹性模量。
2.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述一个或多个外蒙皮层的所述一根或多根第一纤维中的每根包括比所述一个或多个内蒙皮层的所述一根或多根第二纤维中的每根更轻的密度。
3.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述一根或多根第一纤维包括碳纤维或芳纶纤维。
4.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述一根或多根第二纤维包括玻璃纤维、聚合物纤维、木纤维、竹纤维、陶瓷纤维、纳米纤维或金属纤维。
5.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述芯材料包括泡沫或木材中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的转子叶片，其特征在于，所述至少一个叶片节段至少包括从弦向接头在相反方向上延伸的第一叶片节段和第二叶片节段，所述第一叶片节段包括纵向延伸的梁结构，其经由接纳区段与所述第二叶片节段在结构上连接。
7.根据权利要求6所述的转子叶片，其特征在于，进一步包括多个弦向接头。
8.一种制造用于风力涡轮的转子叶片的壳部件的方法，包括：
邻近于所述壳部件的模具放置一个或多个外蒙皮层，所述一个或多个外蒙皮层包括一根或多根第一纤维；
邻近于所述一个或多个外蒙皮层放置一个或多个内蒙皮层，所述一个或多个内蒙皮层包括一根或多根第二纤维，所述一根或多根第一纤维不同于所述一根或多根第二纤维，所述一个或多个外蒙皮层的所述一根或多根第一纤维包括比所述一个或多个内蒙皮层的所述一根或多根第二纤维更高的弹性模量；以及
经由树脂材料将所述一个或多个外蒙皮层和所述一个或多个内蒙皮层灌注在一起，以形成所述壳部件。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述一个或多个外蒙皮层与所述一个或多个内蒙皮层之间放置芯材料，以及经由所述树脂材料将所述一个或多个外蒙皮层、所述芯材料和所述一个或多个内蒙皮层灌注在一起。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述芯材料包括泡沫或木材中的至少一种。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述树脂材料包括热固性材料和热塑性材料中的至少一种。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述一个或多个外蒙皮层的所述一根或多根第一纤维中的每根包括比所述一个或多个内蒙皮层的所述一根或多根第二纤维中的每根更轻的密度。
13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述一根或多根第一纤维包括碳纤维或芳纶纤维。
14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述一根或多根第二纤维包括玻璃纤维、聚合物纤维、木纤维、竹纤维、陶瓷纤维、纳米纤维或金属纤维。
15.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一个叶片节段至少包括从弦向接头在相反方向上延伸的第一叶片节段和第二叶片节段，所述第一叶片节段包括纵向延伸的梁结构，其经由接纳区段与所述第二叶片节段在结构上连接。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括多个弦向接头。
17.一种制造用于风力涡轮的转子叶片的壳部件的方法，包括：
邻近于所述壳部件的模具放置一个或多个外蒙皮层，所述一个或多个外蒙皮层包括一根或多根第一纤维；
邻近于所述一个或多个外蒙皮层放置芯材料；
邻近于所述芯材料放置一个或多个内蒙皮层，所述一个或多个内蒙皮层包括一根或多根第二纤维，所述一根或多根第一纤维不同于所述一根或多根第二纤维，其中，所述一根或多根第一纤维中的每根的密度比所述一根或多根第二纤维中的每根的密度更轻；以及
经由树脂材料将所述一个或多个外蒙皮层、所述芯材料和所述一个或多个内蒙皮层灌注在一起。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述一个或多个外蒙皮层的所述一根或多根第一纤维中的每根包括比所述一个或多个内蒙皮层的所述一根或多根第二纤维中的每根更高的弹性模量。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述一根或多根第一纤维包括碳纤维或芳纶纤维。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述一根或多根第二纤维包括玻璃纤维、聚合物纤维、木纤维、竹纤维、陶瓷纤维、纳米纤维或金属纤维。
CN201880100335.7A 2018-12-19 2018-12-19 带有不同纤维类型的风力涡轮转子叶片壳 Pending CN113167216A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2018/066380 WO2020131044A1 (en) 2018-12-19 2018-12-19 Wind turbine rotor blade shell with varying fiber types

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113167216A true CN113167216A (zh) 2021-07-23

Family

ID=65041916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880100335.7A Pending CN113167216A (zh) 2018-12-19 2018-12-19 带有不同纤维类型的风力涡轮转子叶片壳

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220112876A1 (zh)
EP (1) EP3899245B1 (zh)
CN (1) CN113167216A (zh)
DK (1) DK3899245T3 (zh)
PL (1) PL3899245T3 (zh)
WO (1) WO2020131044A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB202008395D0 (en) * 2020-06-04 2020-07-22 Lm Wind Power As Pultruded fibre-reinforced strip for a reinforced structure, such as a spar cap
EP4454869A1 (en) * 2023-04-28 2024-10-30 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Method for manufacturing a carbon beam adapted to be a part of a wind turbine blade, carbon beam for a wind turbine blade, wind turbine blade and wind turbine

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100296941A1 (en) * 2009-05-21 2010-11-25 Zuteck Michael D Optimization of premium fiber material usage in wind turbine spars
US20140193269A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-10 Wetzel Engineering, Inc. Triaxial Fiber-Reinforced Composite Laminate
CN104114856A (zh) * 2011-12-16 2014-10-22 维斯塔斯风力系统有限公司 风轮机叶片
CN104948393A (zh) * 2014-03-04 2015-09-30 西门子能量股份有限公司 具有粘弹性阻尼的风力涡轮机叶片
EP2957765A1 (en) * 2014-06-19 2015-12-23 General Electric Company Wind blade tip joint
CN107073888A (zh) * 2014-07-31 2017-08-18 维斯塔斯风力系统有限公司 关于风轮机叶片用的加强结构的改进

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2507508B1 (en) * 2009-12-02 2015-02-18 Vestas Wind Systems A/S Sectional wind turbine blade
US9500179B2 (en) * 2010-05-24 2016-11-22 Vestas Wind Systems A/S Segmented wind turbine blades with truss connection regions, and associated systems and methods
US20160040651A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-11 General Electric Company Methods of manufacturing rotor blades of a wind turbine
US20160377049A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 General Electric Company Structural support members with different areal weight fiber reinforcing layers for wind turbine rotor blades

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100296941A1 (en) * 2009-05-21 2010-11-25 Zuteck Michael D Optimization of premium fiber material usage in wind turbine spars
CN104114856A (zh) * 2011-12-16 2014-10-22 维斯塔斯风力系统有限公司 风轮机叶片
US20140193269A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-10 Wetzel Engineering, Inc. Triaxial Fiber-Reinforced Composite Laminate
CN104948393A (zh) * 2014-03-04 2015-09-30 西门子能量股份有限公司 具有粘弹性阻尼的风力涡轮机叶片
EP2957765A1 (en) * 2014-06-19 2015-12-23 General Electric Company Wind blade tip joint
CN107073888A (zh) * 2014-07-31 2017-08-18 维斯塔斯风力系统有限公司 关于风轮机叶片用的加强结构的改进

Also Published As

Publication number Publication date
EP3899245A1 (en) 2021-10-27
WO2020131044A1 (en) 2020-06-25
PL3899245T3 (pl) 2024-07-01
US20220112876A1 (en) 2022-04-14
EP3899245B1 (en) 2024-03-13
DK3899245T3 (da) 2024-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106286115B (zh) 模块化风力涡轮转子叶片和其组装方法
CN106286117B (zh) 用于模块化转子叶片的结构构件
CN205330872U (zh) 转子叶片构件和转子叶片
EP3026259A1 (en) Methods for manufacturing a spar cap for a wind turbine rotor blade
US20160040651A1 (en) Methods of manufacturing rotor blades of a wind turbine
CN112955650B (zh) 用以利用置换叶片末端节段改造风力涡轮转子叶片的方法
EP3665385B1 (en) Joint assembly for a wind turbine rotor blade
CN113692489A (zh) 用于生产风力涡轮机叶片的方法及风力涡轮机叶片
EP3032094B1 (en) Spar cap for a wind turbine rotor blade
CN112912615A (zh) 具有中空弦向延伸销的风力涡轮接合的转子叶片
EP3874154B1 (en) A wind turbine rotor blade pre-staged for retrofitting with a replacement blade tip segment
CN113167216A (zh) 带有不同纤维类型的风力涡轮转子叶片壳
CN112912617B (zh) 用于接头式转子叶片的顺应性结构
CN113167213B (zh) 具有经由一个或多个结构部件支承的弦向延伸销的接头式转子叶片
CN118302603A (zh) 分段风力涡轮机叶片
CN115885103A (zh) 在变化的材料组合之间具有改进的过渡的连结式风力涡轮转子叶片
CN120418070A (zh) 转子叶片模具及使用其制造转子叶片的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20240228

Address after: Danish spirit

Applicant after: LM Wind Power A/S

Country or region after: Denmark

Address before: New York, United States

Applicant before: General Electric Co.

Country or region before: U.S.A.

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20240703

Address after: Barcelona, Spain

Applicant after: Ge renewable energy Spain Ltd.

Country or region after: Spain

Address before: Danish spirit

Applicant before: LM Wind Power A/S

Country or region before: Denmark

TA01 Transfer of patent application right