用途。
【附圖說明】
[0036]現(xiàn)在將僅以舉例的方式參照附圖來描述本發(fā)明的實施例，在附圖中:
圖1示出了具有多個風輪機葉片的風輪機；
圖2示出了圖1的風輪機的葉片的透視圖；
圖3示出了圖2的葉片的翼型輪廓的示意圖；
圖4示出了從上方和從側(cè)部看的圖2的風輪機葉片的示意圖；
圖5示出了現(xiàn)有技術(shù)的混合材料層；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的混合材料墊； 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的混合材料墊；
圖8示出了圖7的實施例的混合材料墊的疊層的截面視圖；
圖9示出了在用于電勢均等的布置中的混合材料墊的疊層的截面視圖。
【具體實施方式】
[0037]將理解的是，本發(fā)明的不同實施例共有的元件在附圖中設(shè)有相同的參考標號。
[0038]圖1示出了根據(jù)所謂〃丹麥構(gòu)想〃的常規(guī)現(xiàn)代逆風風輪機2，其具有塔架4、機艙6和具有大致水平的轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子包括轂8和從轂8沿徑向延伸的三個葉片10，各個葉片均具有最接近轂的葉片根部16和最遠離轂8的葉片末梢14。
[0039]圖2示出了風輪機葉片10的示意圖。風輪機葉片10具有常規(guī)風輪機葉片的形狀，且包括最接近轂的根部區(qū)30、最遠離轂的輪廓或翼型區(qū)34，以及根部區(qū)30與翼型區(qū)34之間的過渡區(qū)32。葉片10包括在葉片安裝在轂上時面對葉片10的旋轉(zhuǎn)方向的前緣18，以及面對前緣18的相反方向的后緣20。
[0040]翼型區(qū)34(也稱為輪廓區(qū))具有相對于生成升力理想或幾乎理想的葉片形狀，而根部區(qū)30出于結(jié)構(gòu)考慮而具有大致圓形或橢圓形的截面，其例如，使得將葉片10安裝到轂上更容易且更安全。根部區(qū)30的直徑(或翼弦)通常沿整個根部區(qū)30恒定。過渡區(qū)32具有從根部區(qū)30的圓形或橢圓形40逐漸地變?yōu)橐硇蛥^(qū)34的翼型輪廓50的過渡輪廓。過渡區(qū)32的弦長通常隨離轂距離r增大而增加。
[0041]翼型區(qū)34具有翼型輪廓50 (圖3)，其具有在葉片10的前緣18與后緣20之間延伸的翼弦。翼弦的寬度隨離轂距離r增大而減小。
[0042]應(yīng)當注意的是，葉片的不同區(qū)段的翼弦一般不位于共同平面中，這是因為葉片可扭曲和/或彎曲(S卩，預(yù)彎曲)，因此提供了具有對應(yīng)扭曲和或彎曲路線的翼弦平面，這是最經(jīng)常的情況，以便補償取決于離轂的半徑的葉片的局部速度。
[0043]圖3示出了繪制成具有各種參數(shù)的風輪機的典型葉片的翼型輪廓50的示意圖，其通常用于限定翼型件的幾何形狀。翼型輪廓50具有壓力側(cè)52和吸入側(cè)54，其在使用期間，即，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間，一般分別面朝上風(或逆風)側(cè)和下風(或順風)側(cè)。翼型件50具有翼弦60，其具有在葉片的前緣56與后緣58之間延伸的弦長C。翼型件50具有厚度t，其限定為壓力側(cè)52與吸入側(cè)54之間的距離。翼型件的厚度t沿翼弦60變化。與對稱輪廓的偏差由中弧線62給出，中弧線62為穿過翼型輪廓50的中線。中線可通過繪制從前緣56到后緣58的內(nèi)切圓來找出。中線沿著這些內(nèi)切圓的中心，且與翼弦60的偏差或距離稱為彎度f。不對稱還可通過使用稱為上彎度(或吸入側(cè)彎度)和下彎度(或壓力側(cè)彎度)的參數(shù)來限定，其限定為分別離翼弦60和吸入側(cè)54和壓力側(cè)52的距離。
[0044]翼型輪廓通常特征為以下參數(shù):弦長C、最大彎度f、最大彎度f的位置df、為沿中弧線62的內(nèi)切圓的最大直徑的最大翼型件厚度t、最大厚度t的位置dt，以及鼻頭半徑(nose radius)(未示出)。這些參數(shù)通常限定為與弦長c的比。因此，局部相對葉片厚度t/c給定為局部最大厚度t與局部弦長C之間的比。此外，最大壓力側(cè)彎度的位置dp可作為設(shè)計參數(shù)使用，且當然，最大吸入側(cè)彎度的位置也是。
[0045]圖4示出了葉片的一些其它幾何參數(shù)。葉片具有總?cè)~片長度L。如圖2中所示，根部端位于位置r=0處，且末梢端位于r=L處。葉片的肩部40位于位置r=Lw處，且具有等于肩部40處的弦長的肩部寬度W。根部的直徑限定為D。此外，葉片設(shè)有預(yù)彎曲，其限定為Ay，對應(yīng)于離葉片的俯仰軸線22的平面外偏轉(zhuǎn)。
[0046]風輪機葉片10大體上包括由纖維增強聚合物制成的殼，且通常制造為壓力側(cè)或逆風殼部分24和吸入側(cè)或順風殼部分26，它們沿連結(jié)線28膠合在一起，該連結(jié)線28沿葉片10的后緣20和前緣18延伸。風輪機葉片大體上由纖維增強塑料材料形成，例如，玻璃纖維和/或碳纖維，其布置在模具中且以樹脂固化來形成立體結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代風輪機葉片通常長度可超過30或40米，具有幾米的葉片根部直徑。風輪機葉片通常針對相對較長壽命設(shè)計，且經(jīng)得起較大的結(jié)構(gòu)和動態(tài)負載。
[0047]參看圖6，根據(jù)本發(fā)明的實施例的混合材料墊的實施例在110處示出。材料墊110包括多條玻璃纖維粗紗112，其設(shè)在碳纖維的薄基底114上。玻璃纖維粗紗112布置在所述混合材料墊110的第一側(cè)IlOa上，且所述碳纖維基底114布置在所述混合材料墊110的第二側(cè)IlOb上。將理解的是，混合材料墊優(yōu)選提供為干纖維墊。
[0048]通過將碳纖維提供為玻璃纖維粗紗112可定位在其上的材料114薄的子層，墊110將玻璃纖維和碳纖維兩者的有利性質(zhì)結(jié)合到容易制造的單個材料層中，同時平衡了構(gòu)件制造中使用的材料的總成本。實驗室測試顯示出在相比于已知的在層內(nèi)的混合材料墊時，以上結(jié)構(gòu)提供了 140%的抗壓強度。此外，將玻璃纖維和碳纖維提供為單個織物層的一部分允許了纖維復(fù)合制品的較容易的鋪疊和制造。
[0049]參看圖7，根據(jù)本發(fā)明的混合材料墊的另一個實施例在111處示出。在該實施例中，至少一條碳纖維絲束116定位在墊111的玻璃纖維粗紗112之間，碳纖維絲束116與下覆的碳纖維基底114導電接觸。玻璃纖維粗紗112的子層內(nèi)的碳纖維絲束116的存在允許了穿過墊111的、在位于墊111的第二側(cè)Illb上的碳纖維基底114與位于墊111的第一側(cè)Illa上的至少一條碳纖維絲束116的露出表面之間的電勢均等。
[0050]將理解的是，至少一條碳纖維絲束116可在玻璃纖維粗紗112的子層內(nèi)均勻地分布。一方面，所述混合材料墊中的碳纖維絲束與玻璃纖維粗紗之比在大約1:50到1:100之間，優(yōu)選大約1:80。例如，當所述粗紗和絲束為大約Imm直徑時，對于沿墊111的寬度的每80mm，就有一條碳纖維絲束定位在玻璃纖維粗紗之間。
[0051]作為優(yōu)選，玻璃纖維粗紗112和可能的碳纖維絲束116具有大約Imm的直徑。作為優(yōu)選，碳纖維基底114具有大約0.1mm的厚度。
[0052]為了形成碳纖維基底114，優(yōu)選至少一條碳纖維絲束(未示出)壓縮或壓平來形成相對較薄的子層。碳纖維絲束可提供成具有大約I到2_直徑的大致圓形的截面，其可壓縮成具有大約0.1mm的厚度和大約30mm的寬度的平面子層。一方面，至少一條碳纖維絲束可分成多個單獨的絲束部分，且隨后壓平或分配所述多個單獨的絲束部分形成壓平或平面的基底層114。玻璃纖維粗紗112和可能的至少一條碳纖維絲束116然后使用任何適合的方法附接到碳纖維基底114上，優(yōu)選通過使用縫合材料來將粗紗和絲束縫合到基底上。
[0053]—方面，混合材料墊110，111布置成使得墊包括大約20%到40%之間體積的碳纖維，優(yōu)選大約36%。
[0054]混合材料墊110，111然后可用于纖維復(fù)合制品的制造中，優(yōu)選用于風輪機葉片的一部分，通過在模具中鋪疊多個所述墊110，111且用可固化的樹脂浸漬所述多個墊110，111而形成所述制品。在風輪機葉片的情況中，混合材料墊110，111可用于制造風輪機葉片的整個殼，或可用于此葉片的構(gòu)件部分的制造，例如，作為風輪機葉片的層壓結(jié)構(gòu)或翼梁緣條。
[0055]在用于戶外使用的許多構(gòu)件中，以及特別是在風輪機葉片中，防止雷擊造成破壞是此構(gòu)件的制造和使用中的主要考慮。大體上，該涉及將閃電接收器和引下線并入構(gòu)件自身中，以提供在對構(gòu)件雷擊的情況中穿過引下線到地面的安全路徑。然而，當此構(gòu)件在其構(gòu)成中包括導電材料時，極為重要的是，所有那些材料與閃電引下線