CN115992793A - 风轮机叶片及制造风轮机叶片的方法 - Google Patents

风轮机叶片及制造风轮机叶片的方法 Download PDF

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P.波克
C.F.安德森
M.科利加德
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Abstract

公开了一种风轮机叶片及制造风轮机叶片的方法。风轮机叶片包括仿形轮廓，其具有前缘和后缘以及在前缘与后缘之间延伸的翼弦，具有压力侧和吸力侧叶片壳，整体结合到叶片壳的压力侧中的第一主翼梁帽，整体结合到叶片壳的吸力侧中的第二主翼梁帽，以及连接在第一主翼梁帽与第二主翼梁帽之间的一个或更多抗剪腹板，其中叶片壳至少包括布置在前缘或后缘处的第一承载结构，其中第一承载结构具有第一延伸部分，其包括翼弦的第一侧上的第一主延伸部分，其中第一主延伸部分是第一延伸部分的至少60％。

Description

风轮机叶片及制造风轮机叶片的方法
本案为分案申请，其母案申请号为201780038825.4，国际申请日为2017年6月23日，发明名称为：风轮机叶片及制造风轮机叶片的方法。
技术领域
本公开内容关于风轮机叶片领域。具体而言，本公开内容涉及一种具有期望的动力学性能的风轮机叶片及制造风轮机叶片的方法。
背景技术
纤维增强聚合物的风轮机叶片，且具体是风轮机叶片的空气动力壳通常在模具中制造，其中通过将玻璃纤维垫和/或其它纤维增强材料如碳纤维布置在两个模具部分中的每个中来单独地制造叶片的压力侧和吸力侧。然后，两个半部通常借助于内部凸缘部分胶合在一起。胶水在上叶片半部落在下叶片半部上之前施加至下叶片半部的内面上。此外，一个或两个增强型面(梁)通常在胶合至上叶片半部之前附接至下叶片半部内侧。
空气动力壳部分通常通过使用真空辅助的树脂传递模制(VARTM)来制作，其中多个纤维垫布置在刚性模具部分顶上，且也可能在芯材上，以提供具有夹层结构的部分。当纤维垫堆起且重叠以便形成风轮机叶片壳部分的最终形状时，柔性真空袋布置在纤维垫的顶上，且相对于刚性模具部分密封，从而形成包含纤维垫的模腔。树脂入口和真空出口连接至模腔。首先，模腔经由真空出口抽空，以便在模腔中形成低压(under pressure)，此后经由树脂入口供应液体树脂的供料。树脂由于压差而被迫进入模腔中，且浸渍纤维垫的纤维材料。当纤维材料完全浸渍时，树脂固化，以便形成最终复合结构，即，叶片壳部分。
风轮机叶片多年来变得日益更长，且现在市场上销售的叶片具有大于70米的长度。这也意味着对风轮机叶片的机械强度的要求显著提高。由于大尺寸，制造具有期望机械强度的风轮机叶片且具体是提供具有令人满意的动力学性能的风轮机叶片变得日益复杂。
US 2015/0151390公开了风轮机转子叶片构件和用于储存、使逐渐变尖、切割和分配材料的预成型层的设备，包括用于储存材料的预成型层的卷曲长度的装置和用于接收材料的预成型层的卷曲长度的机构。
因此，存在对具有改善的动力学性能的风轮机叶片的需求。
发明内容
因此，提供了一种风轮机叶片，包括仿形轮廓，仿形轮廓具有前缘和后缘以及在前缘与后缘之间延伸的翼弦，具有压力侧和吸力侧的叶片壳，整体结合在叶片壳的压力侧中的第一主翼梁帽(spar cap)，整体结合在叶片壳的吸力侧中的第二主翼梁帽，以及连接在压力侧与吸力侧之间，例如，第一主翼梁帽与第二主翼梁帽之间的一个或更多抗剪腹板。叶片壳至少包括布置在风轮机叶片的前缘或后缘处的第一承载结构。第一承载结构可选地具有第一延伸部分，其包括在翼弦的第一侧上，或风轮机叶片的胶合接合处的第一侧上，或风轮机叶片的第一叶片壳部分上的第一主延伸部分。第一主延伸部分可为第一延伸部分的至少60％。
还提供了一种制造风轮机叶片的方法，叶片包括仿形轮廓，仿形轮廓具有前缘和后缘以及在前缘与后缘之间延伸的翼弦，具有压力侧和吸力侧的叶片壳，整体结合在叶片壳的压力侧中的第一主翼梁帽，整体结合在叶片壳的吸力侧中的第二主翼梁帽，以及连接在第一主翼梁帽与第二主翼梁帽之间的一个或更多抗剪腹板。该方法包括将第一增强纤维接合部(layup)布置在前缘或后缘处，其中第一增强纤维接合部具有第一延伸部分，第一延伸部分包括翼弦的第一侧上或第一叶片壳部分上的第一主延伸部分，其中第一主延伸部分是第一延伸部分的至少60％。
风轮机叶片沿纵轴线从根部端延伸至末梢端，且包括根部区域、过渡区域和翼型件区域。风轮机叶片的过渡区域包括限定风轮机叶片的最大翼弦的肩部。
本公开内容有利地涉及风轮机叶片和风轮机叶片的制造，例如，具有至少40米或至少45米或甚至至少50米的叶片长度。风轮机叶片可预弯曲，以便在以无负载状态下安装在逆风构造的水平风轮机上时，它们将向前弯出转子平面，以便增大末梢与塔架的间隙。风轮机叶片具有前缘和后缘，具有内表面和外表面。风轮机叶片的内表面是未暴露于周围环境的表面。风轮机叶片的外表面是暴露于周围环境的表面。
风轮机叶片包括仿形轮廓，其具有前缘和后缘以及在前缘与后缘之间延伸的翼弦。前缘上的翼弦的接触点(touching points)形成前缘弦线且后缘上的翼弦的接触点形成后缘弦线。
风轮机叶片包括整体结合在叶片壳的压力侧中的第一主翼梁帽以及整体结合在叶片壳的吸力侧中的第二主翼梁帽。一个或更多抗剪腹板，如，第一抗剪腹板和/或第二抗剪腹板，连接在第一主翼梁帽与第二主翼梁帽之间。
风轮机叶片可包括整体结合在叶片壳的压力侧中的第一副翼梁帽。风轮机叶片可包括整体结合在叶片壳的吸力侧中的第二副翼梁帽。
叶片壳包括一个或更多承载结构，如，第一承载结构和/或第二承载结构。承载结构，如第一承载结构和/或第二承载结构，包括增强材料，例如，一层或更多层增强材料。
增强材料层可具有沿第一方向的第一弹性模量E1和沿垂直于第一方向的第二方向的第二弹性模量E2。在一个或更多示例性风轮机叶片中，E1/E2＞2.0，例如，E1/E2＞2.3，或E1/E2＞2.6。在一个或更多有利的风轮机叶片中，E1/E2＞3.0。增强材料可包括适用于增强大复合结构的任何类型的增强纤维，如，玻璃纤维、碳纤维和/或聚酰胺纤维。增强材料或(多个)增强材料层可包括单向纤维、双轴纤维、三轴纤维或随机定向的纤维。在一个或更多有利的风轮机叶片中，承载结构如第一承载结构和/或第二承载结构包括一个或更多单向纤维层。单向纤维或单向纤维层可具有沿一个方向(±15度)的至少75％的纤维(重量或体积)，如，沿一个方向(±15度)的至少90％的纤维。
承载结构如第一承载结构和/或第二承载结构可具有至少5m的长度，如，至少7m。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第一承载结构和/或第二承载结构具有至少10m的长度。承载结构如第一承载结构/或第二承载结构可具有至少0.1*L的长度，其中L是风轮机叶片的长度。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第一承载结构和/或第二承载结构可具有至少0.15*L或至少0.2*L的长度，其中L是风轮机叶片的长度。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第一承载结构和/或第二承载结构可具有至少0.3*L或至少0.5*L的长度，其中L是风轮机叶片的长度。
第一承载结构和/或第二承载结构允许叶片设计者改变和调整风轮机叶片的动力学行为。
叶片壳至少包括布置在前缘或后缘处的第一承载结构。
承载结构可布置在前缘处，同时承载结构沿翼弦在离前缘小于0.2*c的距离内至少部分地延伸，其中c是弦长。在一个或更多示例性风轮机叶片中，承载结构布置在前缘处，同时承载结构沿翼弦在离前缘小于0.1*c的距离内至少部分地延伸，其中c是弦长。
承载结构可布置在后缘处，同时承载结构沿翼弦在离后缘小于0.3*c的距离内至少部分地延伸，其中c是弦长。在一个或更多示例性风轮机叶片中，承载结构布置在后缘处，同时承载结构沿翼弦在离后缘小于0.1*c的距离内延伸，其中c是弦长。
第一承载结构可关于前缘弦线或后缘弦线非对称。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第一承载结构在前缘处相对于翼弦或相对于胶合接合处非对称。
翼弦的不同侧上，或胶合接合处的不同侧上，或不同叶片壳部分上的不同数量和/或分布的增强材料层可采用非对称承载结构。此外或备选地，具有不同尺寸(延伸部分)的增强材料层可提供非对称的承载结构。
例如，在垂直于纵轴线的一个或更多横截面中，如，第一横截面和/或第二横截面，第一承载结构具有第一延伸部分，第一延伸部分包括翼弦的第一侧上或胶合接合处(如，前缘处的前缘胶合接合处或后缘处的后缘胶合接合处)的第一侧上的第一主延伸部分。第一侧可为风轮机叶片的压力侧。
第一横截面可在离风轮机叶片的根部端的第一距离处。第二横截面可在离风轮机叶片的根部端的第二距离处。第一距离可在0到20m的范围中，如，10m。第一距离可在0到0.25*L的范围中，其中L是叶片长度。第二距离可在20m到40m的范围中，如，30m。第二距离可大于0.2*L，如，从0.25*L到0.*L的范围中，其中L是叶片长度。第一距离与第二距离之间的差可为至少2m，如，至少5m。
承载结构，如，第一承载结构和/或第二承载结构，可具有不同横截面中如，在第一横截面和第二横截面中的不同延伸部分。例如，承载结构(如，第一承载结构和/或第二承载结构)的延伸部分从第一横截面到第二横截面可例如逐步地减小，其中第一横截面比第二横截面更接近该根部端。
第一主延伸部分可为第一延伸部分的至少60％，如，第一延伸部分的至少70％。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第一主延伸部分是第一延伸部分的大约80％，或第一延伸部分的至少80％。第一主延伸部分可构成第一延伸部分，即，为第一延伸部分的100％。
第一主延伸部分可在10cm到大约200cm的范围中，如，在50cm到150cm的范围中，如，大约80cm。在示例性风轮机叶片中，第一主延伸部分是至少50cm，如，至少200cm。
第一承载结构的第一延伸部分可包括翼弦的第二侧上，胶合接合处，如，前缘胶合接合处或后缘胶合接合处(如存在)的第二侧上的第一副延伸部分。第一副延伸部分可小于第一延伸部分的40％，如，小于第一延伸部分的30％。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第一副延伸部分是第一延伸部分的大约20％，或小于第一延伸部分的20％。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第一副延伸部分大于第一延伸部分的5％。
第一副延伸部分可在10cm到100cm的范围中，如，在15cm到50cm的范围中。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第一副延伸部分是大约20cm。
在一个或更多示例性风轮机叶片中，第一承载结构布置在前缘处，第一侧是压力侧，且第一主延伸部分可选地是第一延伸部分的至少80％。
在一个或更多示例性风轮机叶片中，第一承载结构布置在后缘处，第一侧是吸力侧，且第一主延伸部分可选地是第一延伸部分的至少80％。
例如，在垂直于纵轴线的一个或更多横截面中，如，第一横截面和/或第二横截面，第一承载结构可包括至少5层增强材料，优选地至少10层增强材料。
在一个或更多示例性风轮机叶片中，在第一横截面和/或第二横截面中，第一承载结构可例如包括至少20层增强材料。
第一承载结构可包括翼弦的第一侧上，或风轮机叶片的胶合接合处的第一侧上，或风轮机叶片的第一叶片壳部分上的N1层增强材料。N1可在5到50的范围中，如，至少10。
第一承载结构可包括翼弦的第二侧上，或风轮机叶片的胶合接合处的第二侧上，或风轮机叶片的第二叶片壳部分上的N2层增强材料。N2可在1到50的范围中，如，至少10。N2可小于N1。
叶片壳可包括布置在前缘或后缘处的第二承载结构。
第二承载结构可关于前缘弦线或后缘弦线非对称。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第二承载结构在后缘处相对于翼弦或相对于胶合接合处非对称。
第二承载结构可例如在第一横截面和/或第二横截面中具有第二延伸部分，第二延伸部分包括翼弦的第二侧上或胶合接合处(如，前缘处的前缘胶合接合处或后缘处的后缘胶合接合处)的第二侧上的第二主延伸部分。第二侧可为风轮机叶片的吸力侧。
第二主延伸部分可为第二延伸部分的至少60％，如，第二延伸部分的至少70％。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第二主延伸部分是第二延伸部分的大约75％，或第二延伸部分的至少75％。第二主延伸部分可构成第二延伸部分，即，为第二延伸部分的100％。
第二主延伸部分可在10cm到大约150cm的范围中，如，80cm到130cm的范围中。在示例性风轮机叶片中，第二主延伸部分是至少50cm，如，大约120cm。
第二承载结构的第二延伸部分可包括翼弦的第一侧上和/或胶合接合处，如，前缘胶合接合处或后缘胶合接合处(如果存在)的第一侧上的第二副延伸部分。第二副延伸部分可小于第二延伸部分的40％，如，小于第二延伸部分的30％。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第二副延伸部分是第二延伸部分的大约25％，或小于第二延伸部分的25％。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第二副延伸部分大于第二延伸部分的5％。
第二副延伸部分可在大约10cm到大约100cm的范围中，如，从20cm到60cm的范围中。在示例性风轮机叶片中，第二副延伸部分是大约40cm。
在一个或更多示例性风轮机叶片中，第二承载结构布置在后缘处，第二侧是吸力侧，且第二主延伸部分可选地是第一延伸部分的至少80％。
第二承载结构可例如在第一横截面和/或第二横截面中包括至少5层增强材料，优选地至少10层增强材料。
在一个或更多示例性风轮机叶片中，第二承载结构可例如在第一横截面和/或第二横截面中包括至少20层增强材料。
第二承载结构可包括翼弦的第二侧上，或风轮机叶片的胶合接合处的第二侧上，或风轮机叶片的第二叶片壳部分上的M1层增强材料。M1可在5到50的范围中，如，至少10。
第二承载结构可包括翼弦的第一侧上，或风轮机叶片的胶合接合处的第一侧上，或风轮机叶片的第一叶片壳部分上的M2层增强材料。M2可在1到50的范围中，如，至少10。M2可小于M1。
延伸部分可垂直于风轮机叶片的纵向方向测量。延伸部分可测量为承载结构的不同层的平均延伸部分，或不同层的延伸部分的加权和。
第一承载结构和/或第二承载结构可整体结合在叶片壳中。
风轮机叶片可包括第一叶片壳部分和第二叶片壳部分。第一叶片壳部分和第二叶片壳部分可沿一个或更多胶合接合处连结，如，前缘接合处和后缘胶合接合处。第一承载结构可布置在第一叶片壳部分中。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第一主延伸部分在第一叶片壳部分中，且第一副延伸部分在第二叶片壳部分中。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第一延伸部分在第一叶片壳部分中。第二承载结构可布置在第二叶片壳部分中。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第二主延伸部分在第二叶片壳部分中，且第二副延伸部分在第一叶片壳部分中。在一个或更多示例性风轮机叶片中，第二延伸部分在第二叶片壳部分中。
公开的方法包括将第一增强纤维接合部布置在前缘或后缘处。布置第一增强纤维接合部可包括将第一主增强纤维接合部布置在第一叶片壳部分的前缘处，或由将第一主增强纤维接合部布置在第一叶片壳部分的前缘处组成。增强纤维接合部可包括多个增强材料层，如，至少10层，例如，在第一横截面中和/或第二横截面中。
布置第一增强纤维接合部可包括将第一主增强纤维接合部布置在风轮机叶片的第二叶片壳部分的后缘处，或由将第一主增强纤维接合部布置在风轮机叶片的第二叶片壳部分的后缘处组成。
该方法可包括将第一增强纤维接合部布置在前缘或后缘处。布置第一增强纤维接合部可包括将第一主增强纤维接合部布置在第一叶片壳部分的前缘处，或由将第一主增强纤维接合部布置在第一叶片壳部分的前缘处组成。布置第一增强纤维接合部可包括将第一副增强纤维接合部布置在第二叶片壳部分的前缘处。
第一主延伸部分，即，第一主增强纤维接合部的延伸部分，可在风轮机的第一叶片壳部分上。第一延伸部分可包括风轮机叶片的第二叶片壳部分上的第一副延伸部分。
该方法可包括将第二增强纤维接合部布置在后缘处，其中第二增强纤维接合部具有第二延伸部分，第二延伸部分包括翼弦的第二侧上的第二主延伸部分，其中第二主延伸部分是第二延伸部分的至少60％。
该方法可选地包括将树脂供应至第一增强纤维接合部和/或第二增强纤维接合部，以及固化树脂来形成第一叶片壳部分和/或第二叶片壳部分。
该方法可包括连结风轮机叶片的第一叶片壳部分和第二叶片壳部分。该方法可为制造如本文所述的风轮机叶片的方法。
附图说明
下文参照附图来详细阐释本发明，在附图中：
图1示出了风轮机，
图2示出了风轮机叶片的示意图，
图3示出了翼型件轮廓的示意图，
图4示出了从上方看和从侧部看的风轮机叶片的示意图，
图5示出了根据本发明的风轮机叶片的横截面视图，以及
图6示出了根据本发明的风轮机叶片的横截面视图。
图解
2 风轮机
4 塔架
6 机舱
8 毂
10 风轮机叶片
14 叶尖末梢
15 末梢端区段
16 叶片根部
17 根部端面
18 前缘
20 后缘
22 俯仰轴线
24 压力侧叶片壳部分/第一或逆风叶片壳部分
26 吸力侧叶片壳部分/第二或顺风叶片壳部分
28 联结线
29 水平
30 根部区域
32 过渡区域
34 翼型件区域
50 翼型件轮廓
52 压力侧/逆风侧
54 吸力侧/顺风侧
56 前缘
58 后缘
60 翼弦
62 弧线/中线
64 叶片壳
70 第一主翼梁帽
72 第二主翼梁帽
74 第一抗剪腹板
76 第二抗剪腹板
78 第一承载结构
90 第二承载结构
c 弦长
dt 最大厚度的位置
df 最大弧的位置
dp 最大压力侧弧的位置
f 弧
lf 根部端框架之间的纵向距离
lo 叶尖末梢悬垂的纵向范围
L 叶片长度
r 局部半径，离叶片根部的径向距离
t 厚度
D 叶片根部直径
Δy 预弯曲
X 纵轴线
E1，1 第一承载结构的第一主延伸部分
E1，2 第一承载结构的第一副延伸部分
E2，1 第二承载结构的第二主延伸部分
E2，2 第二承载结构的第二副延伸部分。
具体实施方式
本发明涉及用于水平轴式风轮机(HAWT)的风轮机叶片的叶片壳部分的制造。
图1示出了根据所谓″丹麦构想″的常规现代逆风风轮机，其具有塔架4、机舱6和具有基本上水平的转子轴的转子。转子包括毂8以及从毂8沿径向延伸的三个风轮机叶片10，每个均具有离毂最近的叶片根部16和离毂8最远的叶尖末梢14。转子具有表示为R的半径。
图2示出了示例性风轮机叶片10的示意图。风轮机叶片10具有常规风轮机叶片的形状，其具有根部端和末梢端，且包括最接近毂的根部区域30、离毂最远的仿形或翼型件区域34以及根部区域30与翼型件区域34之间的过渡区域32。叶片10包括在叶片安装到毂上时面对叶片10的旋转方向的前缘18以及面对前缘18的相对方向的后缘20。
翼型件区域34(也称为仿形区域)具有关于产生升力理想或几乎理想的叶片形状，而由于结构考虑，根部区域30具有基本上圆形或椭圆形截面，例如，其使得将叶片10安装到毂上变得更容易且更安全。根部区域30的直径(或翼弦)可沿整个根部区域30恒定。过渡区域32具有过渡轮廓，其从根部区域30的圆形或椭圆形形状逐渐地变为翼型件区域34的翼型件轮廓。过渡区域32的弦长通常随离毂的距离r的增大而增大。翼型件区域34具有翼型件轮廓，其具有在叶片10的前缘18与后缘20之间延伸的翼弦。翼弦的宽度随离毂的距离r增大而减小。
叶片10的肩部40限定为叶片10具有其最大弦长的位置。肩部40通常设在过渡区域32与翼型件区域34之间的边界处。
应当注意的是，叶片的不同区段的翼弦一般不共面，因为叶片可扭曲和/或弯曲(即，预弯曲)，因此提供了具有对应扭曲和/或弯曲的路线的翼弦平面，这是最常见的情况，以便补偿取决于距毂的半径的叶片的局部速度。
风轮机叶片10包括壳，壳包括由纤维增强聚合物制成的两个叶片壳部分且通常制造为沿联结线28胶合在一起的压力侧或逆风叶片壳部分24和吸力侧或顺风叶片壳部分26，联结线28沿叶片10的后缘20和前缘18延伸。通常，叶片壳部分24，26的根部端具有半圆形或半椭圆形的外横截面形状。
图3和4绘出了参数，其可用于阐释根据本发明的待制造的叶片壳部分的几何形状。
图3示出了绘有各种参数的风轮机的典型叶片的翼型件轮廓50的示意图，其通常用于限定翼型件的几何形状。翼型件轮廓50具有压力侧52和吸力侧54，其在使用期间，即，转子的旋转期间，一般分别面朝迎风(或逆风)侧和背风(或顺风)侧。翼型件50具有翼弦60，其中弦长c在叶片的前缘56与后缘58之间延伸。翼型件50具有厚度t，其限定为压力侧52与吸力侧54之间的距离。翼型件的厚度t沿翼弦60变化。从对称轮廓的偏离由弧线62给出，弧线62为穿过翼型件轮廓50的中线。中线可通过从前缘56到后缘58绘制内切圆来找出。中线沿着这些内切圆的中心，且离翼弦60的偏离或距离称为弧f。非对称也可通过使用称为上弧(或吸力侧弧)和下弧(或压力侧弧)的参数来限定，上弧和下弧分别限定为从翼弦60到吸力侧54和压力侧52的距离。
翼型件轮廓的特征通常由以下参数表现：弦长c、最大弧f、最大弧f的位置df、最大翼型件厚度t，其为沿中间弧线62的内切圆的最大直径、最大厚度t的位置dt以及鼻半径(未示出)。这些参数通常限定为与弦长c的比。因此，局部相对叶片厚度t/c给定为局部最大厚度t与局部弦长c之间的比。此外，最大压力侧弧的位置dp可用作设计参数，且当然，最大吸力侧弧的位置也可以。
图4示出了叶片和叶片壳部分的其它几何参数。叶片和叶片壳部分具有总叶片长度L。如图3中所示，根部端位于位置r＝0处，且末梢端位于r＝L处。叶片壳部分的肩部40位于位置r＝Lw处，且具有肩部宽度W，其等于肩部40处的弦长。根的直径限定为X。此外，叶片/叶片壳部分设有预弯曲，其限定为Δy，其对应于从叶片的俯仰轴线22的平面外偏转。
风轮机叶片随着时间过去而变得越来越长，且现在可能超过70米的长度。此外，叶片的根部直径增大。叶片长度、根部直径以及与肩部相关的叶片形状、扭曲和预弯曲使得向风轮机叶片提供足够和期望的机械强度和动力学性能变得日益困难。
图5为根据本发明的风轮机叶片在离风轮机叶片的根部端的第一距离处的垂直于纵轴线X的示例性第一横截面。风轮机叶片10包括仿形轮廓，其具有前缘18和后缘20和在前缘18与后缘20之间延伸的翼弦60，具有压力侧52和吸力侧54的叶片壳64，整体结合在叶片壳64的压力侧中的第一主翼梁帽70以及整体结合在叶片壳64的吸力侧中的第二主翼梁帽72。此外，风轮机叶片10包括一个或更多抗剪腹板，其包括第一抗剪腹板74和可选的第二抗剪腹板76，(多个)抗剪腹板连接在第一主翼梁帽70与第二主翼梁帽72之间。
叶片壳64包括布置在前缘18处的第一承载结构78，其中第一承载结构具有第一延伸部分，其包括翼弦60的第一侧(压力侧52)上的第一主延伸部分E1，1。第一主延伸部分是第一延伸部分(E1，1+E1，2)的至少60％。第一承载结构包括20层增强材料。
此外，叶片64可选地包括布置在后缘20处的第二承载结构90，其中第二承载结构具有第二延伸部分，第二延伸部分包括翼弦60的第二侧(吸力侧54)上的第二主延伸部分E2，1。第二主延伸部分是第二延伸部分(E2，1+E2，2)的至少60％。第二承载结构90包括20层增强材料。
第一承载结构和可选的第二承载结构设计成调整风轮机叶片的动力学性能，例如，以便改善风轮机叶片的边缘阻尼。
表1中列出了示例性风轮机叶片B1…B6在离根部端第一距离的第一横截面和/或第二距离的第二横截面中的叶片参数，其中E1，1是第一主延伸部分，且E1是第一承载结构的第一延伸部分。E2，1是第二主延伸部分，且E2是第二承载结构的第二延伸部分。N1是翼弦的第一侧上或风轮机叶片的胶合接合处的第一侧上或风轮机叶片的第一叶片壳部分上的第一承载结构的增强材料层的数量。N2是翼弦的第二侧上或风轮机叶片的胶合接合处的第二侧上或风轮机叶片的第二叶片壳部分上的第一承载结构的增强材料层的数量。M1是翼弦的第二侧上或风轮机叶片的胶合接合处的第二侧上或风轮机叶片的第二叶片壳部分上的第二承载结构的增强材料层的数量。M2是翼弦的第一侧上或风轮机叶片的胶合接合处的第一侧上或风轮机叶片的第一叶片壳部分上的第二承载结构的增强材料层的数量。不同示例性风轮机叶片的不同叶片参数值可单独采用，即，限定根据本发明的一组风轮机叶片的共用参数，或进行组合，例如，用于B1的E1，1/E1可与B4的N1组合来作为根据本发明的另一个示例性风轮机叶片。此外，风轮机叶片如B1的叶片的参数值可表示为示例性风轮机叶片的第一横截面，且另一个风轮机叶片如B5的叶片的参数值可表示为示例性风轮机叶片的第二横截面。
B1 B2 B3 B4 B5 B6
<![CDATA[E<sub>1，1</sub>/E<sub>1</sub>]]> ＞60％ 45％-70％ ＞70％ ＞70％ ＞80％ 80％
<![CDATA[E<sub>2，1</sub>/E<sub>1</sub>]]> ＞60％ ＞70％ ＞70％ 75％
N1 ＞10 ＞N2 10 ＜N2 ＞20
N2 ＞5 ＜N1 10 ＞N1 ＞10
M1 ＞10 ＞20
M2 ＞5 ＞10。
表1：第一横截面中的示例性风轮机叶片的叶片参数。
图6为根据本发明的风轮机叶片在离风轮机叶片的根部端的第一距离处的垂直于纵轴线X的示例性第一横截面。风轮机叶片10包括仿形轮廓，其具有前缘18和后缘20和在前缘18与后缘20之间延伸的翼弦60，具有压力侧52和吸力侧54的叶片壳64，整体结合在叶片壳64的压力侧中的第一主翼梁帽70，以及整体结合在叶片壳64的吸力侧中的第二主翼梁帽72。此外，风轮机叶片10包括一个或更多抗剪腹板，其包括第一抗剪腹板74和可选的第二抗剪腹板76，(多个)抗剪腹板连接在第一主翼梁帽70与第二主翼梁帽72之间。叶片壳64包括布置在后缘20处的第一承载结构78，其中第一承载结构具有第一延伸部分，第一延伸部分包括翼弦60的第一侧(吸力侧54)上的第一主延伸部分E1，1。第一主延伸部分是第一延伸部分(E1，1+E1，2)的至少60％。第一承载结构包括20层增强材料。
第一承载结构和可选的第二承载结构设计成调整风轮机叶片的动力学性能(例如，边缘阻尼)，例如，以便改善或获得风轮机叶片的期望的边缘阻尼。
已经参照优选实施例描述了本发明。然而，本发明的范围不限于所示实施例，且可执行变型和改型，而不脱离由以下权利要求限定的本发明的范围。本发明不限于本文所述的实施例，且可改变或变化，而不脱离本发明的范围。

Claims (16)

1.一种风轮机叶片(10)，包括：
仿形轮廓，其具有前缘(56)和后缘(58)以及在所述前缘与所述后缘之间延伸的翼弦(60)，
具有压力侧和吸力侧的叶片壳(64)，
整体结合在所述叶片壳的压力侧中的第一主翼梁帽(70)，
整体结合在所述叶片壳的吸力侧中的第二主翼梁帽(72)，以及
连接在所述第一主翼梁帽与所述第二主翼梁帽之间的一个或更多抗剪腹板(74,76)，
其中所述叶片壳至少包括第一承载结构(78)，所述第一承载结构(78)包括一个或更多单向纤维层且布置在所述前缘处，其中所述第一承载结构具有第一延伸部分，所述第一延伸部分包括在所述翼弦的第一侧上的第一主延伸部分(E1，1)，其特征在于，所述第一主延伸部分是所述第一延伸部分的至少70％。
2.根据权利要求1所述的风轮机叶片，其特征在于，所述第一承载结构设计成调整所述风轮机叶片的边缘阻尼。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的风轮机叶片，其特征在于，所述第一承载结构的第一延伸部分包括所述翼弦的第二侧上的第一副延伸部分(E1，2)，其中所述第一副延伸部分小于所述第一延伸部分的20％。
4.根据前述权利要求中任一项所述的风轮机叶片，其特征在于，所述第一承载结构布置在所述前缘处，其中所述翼弦的第一侧是所述压力侧，以及其中所述第一主延伸部分是所述第一延伸部分的至少80％。
5.根据前述权利要求中任一项所述的风轮机叶片，其特征在于，所述第一承载结构包括至少10层增强材料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的风轮机叶片，其特征在于，所述叶片壳包括布置在所述后缘处的第二承载结构(90)，其中所述第二承载结构具有第二延伸部分，所述第二延伸部分包括所述翼弦的第二侧上的第二主延伸部分(E2，1)，其中所述第二主延伸部分是所述第二延伸部分的至少60％。
7.根据权利要求6所述的风轮机叶片，其特征在于，所述第二承载结构的第二延伸部分包括所述翼弦的第一侧上的第二副延伸部分(E2，2)，其中所述第二副延伸部分小于所述第二延伸部分的25％。
8.根据权利要求6至7中任一项所述的风轮机叶片，其特征在于，所述第二承载结构布置在所述后缘处，其中所述翼弦的第二侧是所述吸力侧，以及其中所述第二主延伸部分是所述第二延伸部分的至少80％。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的风轮机叶片，其特征在于，所述第二承载结构包括至少10层增强材料。
10.根据前述权利要求中任一项所述的风轮机叶片，其特征在于，所述第一承载结构在所述前缘处相对于所述翼弦非对称。
11.根据前述权利要求中任一项所述的风轮机叶片，其特征在于，所述风轮机叶片包括第一叶片壳部分和第二叶片壳部分，其中所述第一承载结构布置在所述第一叶片壳部分中。
12.根据权利要求11在从属于权利要求6时所述的风轮机叶片，其特征在于，所述第二承载结构布置在所述第二叶片壳部分中。
13.一种制造风轮机叶片(10)的方法，所述叶片包括仿形轮廓，所述仿形轮廓具有前缘(56)和后缘(58)以及在所述前缘与所述后缘之间延伸的翼弦(60)，具有压力侧和吸力侧的叶片壳(64)，整体结合在所述叶片壳的压力侧中的第一主翼梁帽(70)，整体结合在所述叶片壳的吸力侧中的第二主翼梁帽(72)，以及连接在所述第一主翼梁帽与所述第二主翼梁帽之间的一个或更多抗剪腹板(74,76)，所述方法包括：将第一增强纤维接合部布置在所述前缘处，其中所述第一增强纤维接合部具有第一延伸部分，所述第一延伸部分包括所述翼弦的第一侧上的第一主延伸部分(E1，1)，其中所述第一主延伸部分是所述第一延伸部分的至少70％。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括将第二增强纤维接合部布置在所述后缘处，其中所述第二增强纤维接合部具有第二延伸部分，所述第二延伸部分包括所述翼弦的第二侧上的第二主延伸部分，其中所述第二主延伸部分是所述第二延伸部分的至少60％。
15.根据权利要求13至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括供应树脂至所述第一增强纤维接合部和/或所述第二增强纤维接合部，且固化所述树脂来形成第一叶片壳部分和/或第二叶片壳部分。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括连结所述风轮机叶片的第一叶片壳部分和第二叶片壳部分。
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