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1、(10)申请公布号 CN 103748356 A (43)申请公布日 2014.04.23 CN 103748356 A (21)申请号 201280028605.0 (22)申请日 2012.04.11 11161903.7 2011.04.11 EP 11161904.5 2011.04.11 EP F03D 1/06(2006.01) F03D 11/00(2006.01) (71)申请人 LM WP 专利控股有限公司 地址 丹麦科灵 (72)发明人 M.达尔 B.K.莫坦森 B.霍恩布劳 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 谭佐晞 傅永霄 (54)。
2、 发明名称 包括电阻加热装置的风力涡轮机叶片 (57) 摘要 风力涡轮机叶片 (2) 包括成型轮廓， 该成型 轮廓包括前缘 (34) 和后缘 (33) 以及压力侧和吸 力侧。 成型轮廓由第一壳体部分(10)和第二壳体 部分 (15) 形成， 第一壳体部分 (10) 和第二壳体 部分 (15) 在第一与第二壳体部分之间的结合区 域中由可固化的结合装置 (40) 结合在一起。第 一壳体部分 (10) 和第二壳体部分 (15) 形成于纤 维增强聚合物中。风力涡轮机叶片还包括电阻加 热装置(50)， 电阻加热装置(50)布置成与结合装 置 (40) 热连接， 从而使得在风力涡轮机叶片的组 装期间电阻加。
3、热装置 (50) 为可固化的结合装置 (40) 的固化供应热。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2013.12.11 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2012/056547 2012.04.11 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2012/140058 EN 2012.10.18 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103748356 A CN 103748356 A 1/2 页 2 1. 。
4、一种用于具有基本上水平的转子轴的转子的风力涡轮机叶片 (2)， 所述转子包括轮 毂 (23)， 所述风力涡轮机叶片 (2) 在安装到所述轮毂 (23) 上时， 从所述轮毂基本上沿径向 方向延伸， 所述风力涡轮机叶片 (2) 由包括嵌入聚合物基质中的纤维的纤维增强复合材料 制成， 所述风力涡轮机叶片 (2) 包括 ： - 成型轮廓， 其包括前缘 (34) 和后缘 (33) 以及压力侧和吸力侧， 所述成型轮廓在受到 入射气流冲击时产生升力， 其中所述成型轮廓被分成 ： - 根部区域 (26)， 其具有离所述轮毂 (23) 最近的基本上圆形的轮廓 ； - 翼面区域 (27)， 其具有离所述轮毂 (2。
5、3) 最远的产生升力的轮廓 ； 以及可选地 - 在所述根部区域 (26) 与所述翼面区域 (27) 之间的过渡区域 (28)， 所述过渡区域 (28) 的轮廓沿径向方向从所述根部区域 (26) 的圆形轮廓到所述翼面区域 (27) 的产生升 力的轮廓逐渐改变， 其中所述成型轮廓由第一壳体部分(10)和第二壳体部分(15)形成， 所 述第一壳体部分 (10) 和所述第二壳体部分 (15) 在所述第一壳体部分 (10) 与所述第二壳 体部分 (15) 之间的结合区域中由可固化的结合装置 (40) 结合在一起， 所述第一壳体部分 (10) 和所述第二壳体部分 (15) 形成于纤维增强聚合物中， 其特征。
6、在于， 所述风力涡轮机叶 片 (2) 还包括电阻加热装置 (50)， 所述电阻加热装置 (50) 布置成与所述结合装置 (40) 热 连接， 使得在所述风力涡轮机叶片(2)的组装期间所述电阻加热装置(50)为可固化的结合 装置 (40) 的固化供应热。 2. 根据权利要求 1 所述的风力涡轮机叶片 (2)， 其中， 所述电阻加热装置 (50) 嵌入所 述第一壳体部分 (10) 中并形成所述第一壳体部分 (10) 的组成部分， 而且布置在所述结合 区域附近。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的风力涡轮机叶片 (2)， 其中， 所述电阻加热装置 (50) 嵌 入所述结合装置 (40) 中并且形。
7、成所述结合装置 (40) 的组成部分。 4. 根据权利要求 1、 2 或 3 所述的风力涡轮机叶片 (2)， 其中， 所述电阻加热装置 (50) 由至少一根传导线 (50) 提供。 5. 根据权利要求 4 所述的风力涡轮机叶片 (2)， 其中， 所述至少一根传导线是金属线， 诸如钢线。 6. 根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片 (2)， 其中， 所述结合装置 (40) 为纤维增强的。 7. 根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片 (2)， 其中， 所述结合装置 (40) 包括可固化材料和电阻加热装置 (50)。 8. 根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片 (2)， 其中。
8、， 所述电阻加热装置 (50) 由纤维增强件中的传导纤维提供。 9. 根据权利要求 8 所述的风力涡轮机叶片 (2)， 其中， 所述纤维增强件中的所述传导 纤维为金属纤维， 诸如钢纤维。 10. 根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片 (2)， 其中， 所述结合装置 (40) 包括用于结合到所述第一壳体部分 (10) 和 / 或第二壳体部分 (15) 的内表面上的翼 缘。 11. 根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片 (2)， 其中， 所述风力涡轮机叶 片 (2) 还包括若干纤丝 (60)， 所述纤丝 (60) 从所述第一壳体部分 (10) 和 / 或所述第二壳 权 利 要 求 。
9、书 CN 103748356 A 2 2/2 页 3 体部分 (15) 的端部表面 (11,16) 延伸到所述结合装置 (40) 中， 而且既被结合到所述结合 装置 (40) 上又被结合到所述纤丝 (60) 从其延伸的相应壳体部分 (10,15) 上。 12. 一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片 (2) 的方法， 其 中所述方法包括以下步骤 ： a) 提供第一壳体部分 (10) 和第二壳体部分 (15)、 结合装置 (40) 以及电阻加热装置 (50) ； b) 将所述结合装置 (40) 布置在所述第一壳体部分 (10) 与所述第二壳体部分 (15) 之 间， 形成结合区。
10、域 ； 以及 c) 激活所述电阻加热装置 (50)， 以便加热所述结合区域， 使得所述结合装置 (40) 固 化， 并因此在所述结合区域中经由所述结合装置 (40) 将所述第一壳体部分 (10) 与所述第 二壳体部分 (15) 结合在一起。 13. 根据权利要求 12 所述的方法， 其中， 所述方法还包括步骤 ： e) 经由线将所述电阻加热装置 (50) 连接到电源上。 14. 根据权利要求 12 或 13 所述的方法， 其中， 步骤 c) 中的所述电阻加热装置 (50) 的 激活是由发送电流通过所述电阻加热装置 (50) 而提供的。 15. 根据权利要求 12 或 13 所述的方法， 其中，。
11、 步骤 c) 中的所述电阻加热装置 (50) 的 激活是通过使用磁性装置在所述电阻加热装置 (50) 中感生电流而提供的。 权 利 要 求 书 CN 103748356 A 3 1/9 页 4 包括电阻加热装置的风力涡轮机叶片 技术领域 0001 本发明涉及用于具有基本上水平的转子轴的转子的风力涡轮机叶片， 该转子包括 轮毂， 风力涡轮机叶片在安装到轮毂上时， 从轮毂基本上沿径向方向延伸， 该风力涡轮机叶 片由包括嵌入聚合物基质中的纤维的纤维增强 (fibre-reinforced) 复合材料制成， 风力 涡轮机叶片包括成型轮廓 (profiled contour)， 该成型轮廓包括前缘和后缘。
12、以及压力侧 和吸力侧， 成型轮廓在受到入射气流冲击时产生升力， 其中成型轮廓分成 ： 根部区域， 其具 有离轮毂最近的基本上圆形的轮廓 ； 翼面区域， 其具有离轮毂最远的产生升力的轮廓 ； 以 及可选地在根部区域与翼面区域之间的过渡区域， 过渡区域的轮廓沿径向方向从根部区域 的圆形轮廓到翼面区域的产生升力的轮廓逐渐改变， 其中成型轮廓由第一壳体部分和第二 壳体部分形成， 第一壳体部分和第二壳体部分在第一与第二壳体部分之间的结合区域中由 可固化 (curable) 的结合装置而结合在一起， 第一和第二壳体部分形成于纤维增强聚合物 中。本发明还涉及一种用于制造风力涡轮机叶片的方法。 背景技术 00。
13、02 水平轴线风力涡轮机包括设置有从轮毂径向地延伸的若干风力涡轮机叶片 ( 通 常为两个或三个 ) 的转子。风力涡轮机叶片具有横切于风力涡轮机叶片的纵向或径向方向 的轮廓。风力涡轮机叶片包括 ： 根部区域， 其具有离轮毂最近的基本上圆形的轮廓 ； 翼面区 域， 其具有离轮毂最远的产生升力的轮廓 ； 以及可选地在根部区域与翼面区域之间的过渡 区域， 过渡区域的轮廓沿径向方向从根部区域的圆形轮廓到翼面区域的产生升力的轮廓逐 渐改变。该产生升力的轮廓设置有吸力侧和压力侧以及前缘和后缘。通常， 风力涡轮机叶 片是通过沿着基本上依循 (follow) 风力涡轮机叶片的前缘和后缘的结合区域将两个壳体 部分。
14、结合在一起来制造的， 从而使得每一个壳体部分基本上代表压力侧或吸力侧。随着对 更大功率的风力涡轮机(例如， 更长的风力涡轮机叶片)的需求不断增大， 并且同时对成本 效益更合算的风力涡轮机的需求不断增大， 遇到的问题在于提供具有足够的结构强度的叶 片以及以最佳方式利用材料。 这尤其适用于在形成风力涡轮机叶片的两个壳体部分之间的 结合区域的情况。 0003 EP 2033769 公开了一种制造风力涡轮机叶片的方法， 其中不同的纵向部分分别被 制造并且随后被模制在一起。 0004 US 4015035 公开了一种以从匹配表面延伸的纤丝 (filament) 形成纤维增强的环 氧树脂复合嵌接接头 (s。
15、carf joint) 的方法。 0005 EP 1310351 公开了一种以一次性 (one-shot) 树脂灌注工艺 (resin infusion process) 来制造风力涡轮机叶片的方法。 0006 WO 01/46582 公开了一种用于具有多个分段元件的风力设施的转子叶片。所述分 段元件附接到负载传递翼梁(box spar)上并且由弹性接头分离， 这使得节段能够相对于彼 此移动， 以此使节段位于其中的转子叶片的区域中的拉伸应力最小化。 说 明 书 CN 103748356 A 4 2/9 页 5 发明内容 0007 本发明的目的在于获得新的风力涡轮机叶片和用于制造该风力涡轮机叶片。
16、的方 法， 其克服了现有技术的至少一个缺点或至少提供了有用的替换选择 (alternative)。 0008 根据本发明的第一方面， 该风力涡轮机叶片还包括电阻加热装置， 电阻加热装置 布置成与结合装置热连接， 从而使得在风力涡轮机叶片的组装期间电阻加热装置为可固化 的结合装置的固化供应热。 0009 由此， 提供了一种风力涡轮机叶片， 该风力涡轮机叶片由于电阻加热装置以更受 控制的方式向结合装置供应热而在结合区域中具有改善的机械强度， 并且还提供了结合装 置的较快固化， 这导致第一和第二壳体部分的相互结合得到改善。因此， 由于固化时间减 少， 制造叶片也更快， 这导致循环时间更短。 结合区域。
17、基本上沿着成型轮廓的前缘和后缘延 伸， 并且包括结合装置和在结合装置附近的第一与第二壳体部分的有限区域。每一个第一 和第二壳体部分的外表面基本上代表成型轮廓的压力侧或吸力侧。优选地， 电阻加热装置 布置成使得电阻加热装置基本上以热的方式覆盖整个结合区域， 例如， 能够充分加热整个 结合区域， 以便结合装置固化。 电阻加热装置可存在于整个结合区域中， 但电阻加热装置还 可设置为沿着结合区域放置的点源， 从而使得电阻加热装置基本上以热的方式覆盖整个结 合区域。 0010 在根据本发明的另一个实施例中， 电阻加热装置嵌入第一壳体部分中并形成第一 壳体部分的组成部分 (integral part)， 。
18、而且布置在结合区域附近。 0011 由此， 提供了一种风力涡轮机叶片， 其在电阻加热装置并入第一壳体部分中时可 使用没有改型的现有结合装置进行组装。优选地， 电阻加热装置以这样的方式嵌入第一和 第二壳体部分两者中且形成第一和第二壳体部分两者的组成部分 ： 电阻加热装置布置在结 合区域附近， 从而确保将热基本上均匀供应至该结合装置。 0012 在根据本发明的另一个实施例中， 电阻加热装置嵌入结合装置中且形成结合装置 的组成部分。 0013 由此， 提供了一种风力涡轮机叶片， 其在电阻加热装置并入结合装置中时可使用 没有改型的现有壳体部分进行组装， 从而提供结合装置的内部加热和直接加热， 这确保了。
19、 结合装置的较快固化。 0014 在根据本发明的另一个实施例中， 电阻加热装置由至少一根传导线来提供。 0015 由此， 提供了一种风力涡轮机叶片， 其中电阻加热装置通过至少一根传导线而容 易地提供。一根或多根传导线可具有不同的 / 变化的性质， 例如由各种材料制成和 / 或具 有变化的截面形状和 / 或面积， 从而提供了不同的特征。因此可以以简单的方式来调节所 产生的热量。用于一根或多根传导线的材料的实例可以是诸如钢等金属。优选地， 一根或 多根传导线布置成使得一根或多根传导线与结合区域的纵向延伸部基本上平行。 0016 在根据本发明的另一个实施例中， 结合装置为纤维增强的。 0017 由此。
20、， 提供了一种风力涡轮机叶片， 其中结合装置通过纤维增强而强化。 结合装置 还包括在受热时固化的基质材料。该基质材料可以是诸如聚酯或环氧树脂等树脂。 0018 在根据本发明的另一个实施例中， 结合装置包括可固化材料和电阻加热装置。 0019 由此， 提供了一种结合装置， 该结合装置因为该结合装置包括电阻加热装置而自 动固化 (self-curing)， 并且因此可在没有任何电阻加热装置的情况下与常规壳体部分一 说 明 书 CN 103748356 A 5 3/9 页 6 起使用。 0020 在根据本发明的另一个实施例中， 电阻加热装置由纤维增强件 (reinforcement) 中的传导纤维提。
21、供。 0021 由此， 提供了一种风力涡轮机叶片， 其中电阻加热装置为风力涡轮机叶片的一个 或多个结构元件的一部分。 因此， 除供应热之外， 电阻加热装置还用作风力涡轮机叶片中的 结构部件。传导纤维可形成第一壳体部分、 第二壳体部分或结合装置或它们的任何组合的 一部分。 优选地， 传导纤维由诸如钢等金属制成， 因为既实现了高强度又实现了良好的电阻 加热。 0022 在根据本发明的另一个实施例中， 纤维增强件中的传导纤维可以是诸如钢纤维等 金属纤维。 0023 由此， 提供了一种风力涡轮机叶片， 其中电阻加热装置为风力涡轮机叶片的一个 或多个结构元件的一部分。 因此， 除供应热之外， 电阻加热装。
22、置还用作风力涡轮机叶片中的 结构部件。传导纤维可形成第一壳体部分、 第二壳体部分或结合装置或它们的任何组合的 一部分。通过使用钢作为传导纤维， 实现了机械强度和用于加热的电阻的良好结合。 0024 在根据本发明的另一个实施例中， 结合装置包括用于结合到第一和 / 或第二壳体 部分的内表面上的翼缘 (flange)。由此， 使结合装置附接到第一壳体部分和 / 或第二壳体 部分上获得改善。 0025 本发明的目的还通过包括以下步骤的方法来实现 ： a) 提供第一和第二壳体部分、 结合装置， 以及电阻加热装置 ； b) 将结合装置布置在第一与第二壳体部分之间， 形成结合 区域 ； 以及 c) 激活电。
23、阻加热装置， 以便加热结合区域， 使得结合装置固化， 并由此在结合区 域中经由结合装置将第一和第二壳体部分结合在一起。 0026 由此， 提供了一种用于制造风力涡轮机叶片的方法， 该方法因为电阻加热装置以 更受控制的方式向结合装置供应热而改善了结合区域中的机械强度， 并且还提供了结合装 置的较快固化， 这导致第一与第二壳体部分的结合得到改善。此外， 由于固化时间减少， 故 该方法还比制造叶片的常规方法更快， 这导致循环时间更短。 优选地， 电阻加热装置布置成 使得电阻加热装置基本上以热的方式覆盖整个结合区域， 例如， 能够充分加热整个结合区 域， 使得结合装置固化。 电阻加热装置可存在于整个结。
24、合区域中， 但电阻加热装置还可设置 为沿着结合区域放置的点源， 使得电阻加热装置以热的方式基本上覆盖整个结合区域。 0027 在根据本发明的另一个实施例中， 该方法还可包括步骤 e) 经由线将电阻加热装 置连接到电源上。 0028 电阻加热装置可经由线直接连接到电源上或通过来自经由弹簧夹等连接到电阻 加热装置上的电源的线而间接地连接到电源上。 0029 在根据本发明的另一个实施例中， 步骤 c) 中的电阻加热装置的激活是由发送电 流通过电阻加热装置而提供的。 0030 由此， 提供了一种方法， 其中通过调节被发送通过电阻加热装置的电流可容易地 调整由电阻加热装置产生的热量。电流可供应为恒定电流。
25、或供应为取决于时间的电流， 例 如， 经过一段时间随固化推进而衰变的高初始电流。通过将电阻加热装置由线连接到电源 上而将电流发送通过电阻加热装置。 0031 在根据本发明的另一个实施例中， 步骤 c) 中的电阻加热装置的激活是通过使用 说 明 书 CN 103748356 A 6 4/9 页 7 磁性装置在电阻加热装置中感生电流而提供的。 0032 由此， 提供了一种方法， 其中通过调节电阻加热装置的感应可容易地调整由电阻 加热装置产生的热量。电流可供应为经过一段时间的恒定电流或供应为取决于时间的电 流， 例如， 经过一段时间随着固化推进而衰变的高初始电流。通过使用磁性装置， 提供了其 中磁性。
26、装置可自由移动且未连接到风力涡轮机叶片上的方法。此外， 磁性装置可在快速固 化为关键的结合区的有限区域上使用。该方法还可与以上提到的方法结合使用。 0033 根据第二方面， 本发明提供了用于具有基本上水平的转子轴的转子的风力涡轮机 叶片， 该转子包括轮毂， 风力涡轮机叶片在安装到轮毂上时， 从轮毂基本上沿径向方向延 伸， 该风力涡轮机叶片包括成型轮廓， 该成型轮廓包括前缘和后缘以及压力侧和吸力侧， 成 型轮廓在受到入射气流冲击时产生升力， 其中该成型轮廓被分成 ： 根部区域， 其具有离轮毂 最近的基本上圆形的轮廓 ； 翼面区域， 其具有离轮毂最远的产生升力的轮廓 ； 以及可选地 在根部区域与翼。
27、面区域之间的过渡区域， 过渡区域的轮廓沿径向方向从根部区域的圆形轮 廓到翼面区域的产生升力的轮廓逐渐改变， 其中成型轮廓由第一壳体部分和第二壳体部分 形成， 该第一壳体部分和第二壳体部分在第一与第二壳体部分之间的结合区域中由可固化 的结合装置而结合在一起， 第一和第二壳体部分形成于纤维增强聚合物中， 而每一个壳体 部分均包括面向结合装置且结合到结合装置上的端部表面。 本发明还涉及用于制造风力涡 轮机叶片的方法。 0034 风力涡轮机叶片还包括若干纤丝， 纤丝从第一壳体部分和 / 或第二壳体部分的第 一端部表面延伸到结合装置中， 而且既被结合到结合装置上又被结合到纤丝从其延伸的相 应壳体部分上。。
28、应注意的是， 从第一壳体部分和 / 或第二壳体部分的第一端部表面延伸到 结合装置中的纤丝可以是独立的预先制成的元件 ( 诸如拉挤 (pultruded) 元件或挤压元 件 ) 的一部分。 0035 由此， 提供了一种风力涡轮机叶片， 该风力涡轮机叶片因为纤丝增大了有效面积 而在结合区域中具有改善的机械强度， 在该有效面积之上结合装置与第一或第二壳体部分 分别结合在一起， 这导致第一和第二壳体部分的结合总体上得到改善。结合区域基本上沿 着成型轮廓的前缘和后缘延伸， 并且包括结合装置和在结合装置附近的第一和第二壳体部 分的有限区域。第一和第二壳体部分的外表面基本上分别代表成型轮廓的压力侧或吸力 侧。
29、。优选地， 大约 50% 的纤丝从第一壳体部分延伸， 而其余 50% 从第二壳体部分延伸， 但是 60%或70%或80%或90%或甚至100%的纤丝可从第一壳体部分延伸， 而因此其余40%或30% 或 20% 或 10 或 0% 将从第二壳体部分延伸。优选地， 纤丝在结合区域中均匀 (evenly) 地隔 开， 以便在整个结合区域中获得均匀的结合。然而， 纤丝还可不均匀地隔开， 以便例如纤丝 的密集度 (concentration)( 每单位面积的纤丝 ) 在根部区域中是最高的以补偿出现在该 区域中的较高机械力， 而在翼面区域中是最小的。纤丝可形成第一壳体部分和 / 或第二壳 体部分中的纤维增。
30、强件的组成部分， 并且 / 或者纤丝可分别紧固到第一壳体部分和 / 或第 二壳体部分上。 0036 在根据本发明的另一个实施例中， 每一个纤丝均基本上垂直于纤丝从其延伸的相 应壳体部分的端部表面延伸。 0037 由此， 提供了一种风力涡轮机叶片， 其中由于纤维通常布置成基本上垂直于端部 表面， 纤丝可形成第一壳体部分和 / 或第二壳体部分中的纤维增强件的组成部分。然而， 纤 说 明 书 CN 103748356 A 7 5/9 页 8 丝还可分别紧固到第一壳体部分和 / 或第二壳体部分上且使纤丝基本上垂直于端部表面 延伸使得工艺更容易， 并且确保纤丝可布置在相应壳体部分中的纤维增强件的两个相邻。
31、的 纤维层之间。然而， 纤丝还可从纤丝从其延伸的相应壳体部分的端部表面倾斜地延伸。 0038 在根据本发明的另一个实施例中， 纤丝是单纤维 (single fibre)。 0039 由此， 提供了一种简单的解决方案， 其中例如由于纤维增强件通常布置成基本上 垂直于第一端部表面， 纤丝可形成第一壳体部分和 / 或第二壳体部分中的纤维增强件的组 成部分。然而， 还可使用被紧固到第一壳体表面或第二壳体表面上的独立单纤维。 0040 在根据本发明的另一个实施例中， 纤丝是多纤维布置。 0041 由此， 提供了一种风力涡轮机叶片， 其中通过应用多纤维布置使纤丝可特别设计 和构造成用于艰巨任务 (task。
32、)， 因此例如相对于用于结合的机械强度和表面面积能够优 化材料和物理性能。多纤维布置可由单种材料制成或多种材料制成， 并且可包括缠绕物 (winding)。 0042 在根据本发明的另一个实施例中， 纤丝包括诸如钢等金属。 0043 由此， 获得高强度纤丝。纤丝可以以纯金属或以合金制成。替换地， 纤丝是包括 ( 多种 ) 金属上的附加材料的复合物。随着金属纤维增强件在风力涡轮机叶片中的使用不 断增长， 金属纤丝可形成第一壳体部分和 / 或第二壳体部分的纤维增强件的组成部分。替 换地， 金属纤丝可通过在相应壳体部分中设置孔而分别紧固到相应的壳体部分上， 该孔具 有通向端部表面的开口， 并且通过诸。
33、如胶合剂等结合装置而紧固金属纤丝。 替换地， 通过在 与相应壳体部分中的孔中的内螺纹 (thread) 可接合的金属纤丝上设置外螺纹， 可紧固金 属纤丝。可选地， 纤丝可涂有另一种金属， 例如， 锌或黄铜。 0044 在根据本发明的另一个实施例中， 纤丝包括玻璃。 由此， 玻璃纤丝可形成第一壳体 部分和 / 或第二壳体部分的纤维增强件的组成部分。纤丝可以以纯玻璃制成或替换地纤丝 可以是包括玻璃上的附加材料的复合物。 0045 在根据本发明的另一个实施例中， 纤丝包括碳。由此， 获得了高强度纤丝。纤丝可 以以纯碳制成或替换地纤丝可以是包括碳上的附加材料的复合物。 随着碳纤维增强件在风 力涡轮机叶。
34、片中的使用不断增长， 碳纤丝可形成第一壳体部分和 / 或第二壳体部分的纤维 增强件的组成部分。 0046 在根据本发明的另一个实施例中， 纤丝的厚度小于 5 毫米。由此， 纤丝是足够小的 以被认作为纤维， 并且可适当而有效地与结合装置相互作用。 取决于纤丝的材料和设计， 纤 丝可以是足够柔性的或刚性的以承载其自身的质量。 厚度指的是纤丝的宽度的任何表示特 性的量度， 例如直径， 沿纤丝的横向延伸方向对其进行测量。纤丝的厚度优选地大于 5 微 米。纤丝还可包括金属线， 诸如具有在 0.04 毫米到 1.0 毫米之间的范围内、 或在 0.07 毫米 到 0.75 毫米之间的范围内、 或在 0.1 。
35、到 0.5 毫米之间的范围内的截面尺寸的钢线。这些尺 寸示出了在风力涡轮机的风力涡轮机叶片上的根部区段的后续使用期间具有在优化风力 涡轮机叶片的浸渍时间与强度或刚度之间的最佳权衡 (trade-off)。 0047 在根据本发明的另一个实施例中， 纤丝可在紧固到结合装置上的端部中被斜切 (chamfer)。由此， 纤丝可刺穿结合装置且因此嵌入结合装置中。优选地， 斜切的角度为锐 角， 并且具有在纤丝端部的顶角处测量的 0 到 45 度的区间。 0048 在根据本发明的另一个实施例中， 纤丝可沿着结合区域基本上均匀地分布。 由此， 说 明 书 CN 103748356 A 8 6/9 页 9 获。
36、得了沿着整个结合区域的相同的结合强度。优选地， 大约 50% 的纤丝紧固到第一壳体部 分上且从其端部表面延伸， 而其余 50% 紧固到第二壳体部分上且从其端部表面延伸， 但是 60% 或 70% 或 80% 或 90% 或甚至 100% 的纤丝可紧固到第一壳体部分上， 而因此其余 40% 或 30% 或 20% 或 10 或 0% 将紧固到第二壳体部分上。纤丝还可不均匀地隔开， 以便例如纤丝 的密集度(每单位面积的纤丝)在根部区域中是最高的以补偿出现在该区域中的较高机械 力， 而在翼面区域中是最小的。 0049 在根据本发明的另一个实施例中， 结合装置可包括可固化的基质材料。 由此， 结合 装。
37、置可包括与第一壳体部分和 / 或第二壳体部分相似的基质材料。该基质材料可以是诸如 聚酯或环氧树脂等树脂。 0050 在根据本发明的另一个实施例中， 结合装置可为纤维增强的。 由此， 结合装置可包 括与第一壳体部分和 / 或第二壳体部分相似的纤维增强材料。纤维增强件可包括钢、 玻璃 或碳或它们的任何组合。 0051 在根据本发明的另一个实施例中， 结合装置可包括结合到第一壳体部分和 / 或第 二壳体部分的内表面上的翼缘。由此， 使结合装置附接到第一壳体部分和 / 或第二壳体部 分上获得改善。 0052 本发明的第二方面也提供了一种方法， 其中该方法包括以下步骤 ： a) 提供第一和 第二壳体部分。
38、和结合装置以及从壳体部分中的至少一个的端部表面延伸的若干纤丝 ； b) 将结合装置布置在第一与第二壳体部分之间， 以便形成其中纤丝延伸到结合装置中的结合 区域 ； 以及 c) 允许结合装置的固化， 从而在结合区域中经由结合装置和纤丝将第一和第二 壳体部分结合在一起。 0053 由此， 提供了一种用于制造风力涡轮机叶片的方法， 该风力涡轮机叶片在结合区 域中具有改善的机械强度， 因为纤丝增大了有效面积， 在该有效面积之上结合装置和第一 壳体部分或第二壳体部分分别结合在一起， 这导致第一与第二壳体部分的总体上较好的结 合。结合区域基本上沿着成型轮廓的前缘和后缘延伸， 并且包括结合装置和在结合装置附。
39、 近的第一和第二壳体部分的有限区域。优选地， 大约 50% 的纤丝紧固到第一壳体部分上并 且从其表面延伸， 而其余 50% 紧固到第二壳体部分上并且从其端部表面延伸， 但是 60% 或 70% 或 80% 或 90% 或甚至 100% 的纤丝可紧固到第一壳体部分上， 而因此其余 40% 或 30% 或 20% 或 10 或 0% 将紧固到第二壳体部分上。优选地， 纤丝在结合区域中均匀地隔开， 以便在 整个结合区域中获得均匀的结合。然而， 纤丝也可不均匀地隔开， 以便例如纤丝的密集度 ( 每单位面积的纤丝 ) 在根部区域中是最高的以补偿出现在该区域中的较高机械力， 而在 翼面区域中是最小的。纤丝。
40、可形成第一壳体部分和 / 或第二壳体部分中的纤维增强件的组 成部分， 并且 / 或者纤丝可分别紧固到第一壳体部分和 / 或第二壳体部分上。优选地， 在制 造相应的壳体部分时， 纤丝被紧固到第一壳体部分和 / 或第二壳体部分上。 0054 本发明的第一方面和第二方面可以以任何方式结合。 附图说明 0055 下文参照附图详细阐释了本发明， 在附图中 图 1 示出了风力涡轮机， 图 2 示出了翼面类型的风力涡轮机叶片的透视图， 说 明 书 CN 103748356 A 9 7/9 页 10 图 3 示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的第一实施例的截面视图， 图 3A 示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的。
41、第二实施例的截面视图的一部分， 图 3B 示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的第三实施例的截面视图的一部分， 图 3C 示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的第四实施例的截面视图的一部分， 图 3D 示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的第五实施例的截面视图的一部分， 图 3E 示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的第六实施例的截面视图的一部分， 图 4 示出了根据本发明的风力涡轮机的第一附加实施例的截面视图， 图 5 示出了根据本发明的风力涡轮机的第二附加实施例的截面视图的一部分， 图 6 示出了根据本发明的风力涡轮机的第三附加实施例的截面视图的一部分， 以及 图 7 示出了根据本发明的风力涡轮机的第四附。
42、加实施例的截面视图的一部分。 具体实施方式 0056 图 1 图示了根据所谓的 “ 丹麦概念 (Danish concept)“ 的常规现代逆风风力涡轮 机 24， 其具有塔架 36、 机舱 25 和具有基本上水平的转子轴的转子。转子包括轮毂 23 和从 轮毂23径向地延伸的三个风力涡轮机叶片2， 每一个叶片具有最接近轮毂23的风力涡轮机 叶片根部 1 和离轮毂 23 最远的风力涡轮机叶片末梢 32。 0057 如从图 2 看到的那样， 风力涡轮机叶片 2 包括 ： 根部区域 26， 其具有离轮毂最近的 基本上圆形的轮廓 ； 翼面区域 27， 其具有离轮毂最远的产生升力的轮廓 ； 以及在根部区。
43、域 26 与翼面区域 27 之间的过渡区域 28， 过渡区域 28 的轮廓沿径向方向从根部区域 26 的圆 形轮廓到翼面区域 27 的产生升力的轮廓逐渐改变。该产生升力的轮廓设置有吸力侧和压 力侧以及前缘 34 和后缘 33。翼面区域 27 具有理想的或几乎理想的叶片形状， 而根部区域 26 具有基本上圆形的截面。翼面区域 27 具有翼面轮廓， 该翼面轮廓具有在风力涡轮机叶 片 2 的前缘 34 与后缘 33 之间延伸的翼弦平面。应注意的是， 翼弦平面不一定在其整个长 度 (extent) 上直线延伸， 因为风力涡轮机叶片 2 可被扭曲和 / 或弄弯， 从而为翼弦平面提 供了对应的被扭曲和 /。
44、 或弄弯的路径。过渡区域 28 的宽度随着离轮毂 23 的距离的增大而 基本上线性地增大。 风力涡轮机叶片2是通过沿着基本上依循风力涡轮机叶片2的前缘34 和后缘 33 的结合区域将两个壳体部分结合在一起来制造的， 从而使得每一个壳体部分均 基本上代表压力侧或吸力侧。优选地， 结合区域延伸贯穿根部区域 26、 过渡区域 28 以及翼 面区域 27。 0058 图 3、 图 3A、 图 3B、 图 3C、 图 3D 以及图 3E 示出了根据本发明的实施例的截面视图。 所示出的截面视图全部位于如图 2 中以 A 示出的根部区域 26 中， 但本发明的概念还适用于 根部区域 26、 过渡区域 28 。
45、以及翼面区域 27 的任何其它截面， 但为了简单起见， 仅示出根部 区域的截面视图。此外， 应注意的是， 出于图示的目的而做出截面视图， 并且因此截面视图 不应被看作是实施例的确切表达。图 3A、 图 3B、 图 3C、 图 3D 以及图 3E 中的截面视图全部为 对应于图 3 中示出的环形 (encircled) 部分 B 的截面视图的一部分。电阻加热装置 50 可 以是一根或多根传导线 (conducting wire)， 并且用于电阻加热装置 50 的材料的实例可以 是诸如钢等金属。 优选地， 电阻加热装置沿着整个结合区域布置， 并且优选地布置成使得一 根或多根传导线与结合区域的纵向延伸。
46、部基本上平行。 0059 图 3 示出了根据本发明的第一实施例， 其中第一壳体部分 10 和第二壳体部分 15 说 明 书 CN 103748356 A 10 8/9 页 11 在第一壳体部分 10 与第二壳体部分 15 之间的结合区域中由可固化的结合装置 40 结合在 一起。优选地， 第一壳体部分 10 和第二壳体部分 15 形成于纤维增强聚合物中。至少在结 合装置附近， 第一壳体部分 10 和 / 或第二壳体部分 15 包括在起电阻加热装置作用的纤维 增强件中的传导纤维。图 3 中未示出该传导纤维， 因为它们形成了纤维增强件的组成部分。 0060 图 3A 和图 3B 示出了根据本发明的第。
47、二和第三实施例， 其中电阻加热装置 50 布置 在第一壳体部分 10 中或布置在第二壳体部分 15 中， 但在结合装置 40 附近。电阻加热装置 50 由电阻线 50 提供。从电阻加热装置 50 释放的能量必须足够高， 以加热未设置有加热装 置的结合装置中接近壳体部分的侧部， 并且到达结合装置的相反侧部。 0061 图 3C 示出了根据本发明的第四实施例， 其中电阻加热装置 50 布置在结合装置 40 内侧， 优选地基本上在结合装置的中心处， 以便获得结合区域的均匀加热。 0062 图 3D 示出了根据本发明的第五实施例， 其中电阻加热装置 50 布置在第一壳体部 分 10 和第二壳体部分 1。
48、5 两者中， 并且布置在结合装置 40 附近。电阻加热装置 50 由电阻 线 50 提供。该实施例还提供了结合区域的基本均匀加热。 0063 图 3E 示出了根据本发明的第六实施例， 该第六实施例是第四和第五实施例的结 合， 并且因此也提供了结合区域的基本均匀加热。 0064 根据有利的实施例已描述了实例。 然而， 本发明不限于这些实施例， 并且因此在没 有偏离本发明的范围的情况下可改变电阻线的数目， 而且还可使线的厚度和它们的内部排 列改型。 0065 图 4、 图 5、 图 6 以及图 7 示出了根据本发明的附加实施例的截面视图。所示出的 截面视图全部位于如图 2 中以 A 示出的根部区域。
49、 26 中， 但本发明的概念还适用于根部区域 26、 过渡区域 28 以及翼面区域 27 的任何其它截面， 但为了简单起见， 仅示出根部区域的截 面视图。此外， 应注意的是， 出于图示的目的而做出截面视图， 并且因此截面视图不应被看 作是实施例的确切表达。 0066 在所有实施例中， 纤丝 60 优选为足够小的以被认作是纤维， 以便它们可适当且有 效地与结合装置 40 相互作用。取决于纤丝 60 的材料和设计， 纤丝 60 可以是足够柔性的或 刚性的以承载其自身的质量。优选地， 纤丝 60 的厚度 ( 例如， 直径 ) 大于 5 微米。纤丝 60 可包括具有在 0.05 毫米到 1.0 毫米之间的范围内、 或在 0.07 毫米到 0.75 毫米之间的范围 内、 或在 0.1 到 0.5 毫米之间的范围内的截面尺寸的钢线。纤丝 60 还可在延伸到结合装置 40 中的端部中被斜切， 以便即使在结合装置 40 为纤维增强时， 纤丝 60 可穿过结合装置 40。 0067 图 4 示出了根据本发明的第一实施例， 其中第一壳体部。