[发明专利]复合材料、风力涡轮机叶片、风力涡轮机和用于产生复合材料的方法

说明书

本发明涉及复合材料、风力涡轮机叶片、风力涡轮机和用于产生复合材料的方法。一种用于风力涡轮机叶片（5）的复合材料（9），所述复合材料（9）包括多个刚性元件（11）和多个柔性元件（12），其中，每个柔性元件（12）被布置在两个刚性元件（11）之间并且连接到所述两个刚性元件（11），使得所述刚性元件（11）借助于所述柔性元件（12）柔性地连接到彼此。通过使用刚性元件（11）之间的空隙能够实现复合材料（9）的柔性。因此，当复合材料（9）被放置在弯曲表面（17）上时，可减少或避免刚性元件（11）之间的空腔。

技术领域

本发明涉及复合材料、包括这样的复合材料的风力涡轮机叶片、包括这样的风力涡轮机叶片的风力涡轮机以及用于产生该复合材料的方法。

背景技术

现代风力涡轮机的转子叶片由纤维增强塑料构建。转子叶片通常包括具有圆形的前缘和尖锐的后缘的翼型。转子叶片利用其叶片根部连接到风力涡轮机的轮毂。目前，需要长的风力涡轮机叶片，其需要更强的夹芯材料。

这种类型的转子叶片可包括木材，特别是轻木（balsa wood）。来自通常称为巴沙树（balsa tree）的Ochroma pyramidale的木材非常软且轻，具有粗疏纹理（coarse, opengrain）。干轻木的密度范围从40-340kg/m³，其中典型的密度为大约160kg/m³。由于轻木具有这些突出的特性，它通常在飞机和风力涡轮机技术中被用于生产轻质部件。

通过在轻木板上特别是以所谓的稀松布（scrim cloth）的形式设置玻璃纤维网或网状物，实现了使轻木板具有柔性，以使其能够遵循弯曲的风力涡轮机叶片的几何形状。玻璃纤维网可通过如下方式来施加，即：将湿胶添加到玻璃纤维网，并且随后，将其滚动到轻木板上，继之以使胶固化，或者通过施加高温来使带有热塑性预涂胶的玻璃纤维网滚动到轻木板上。在施加玻璃纤维网并使胶固化之后，轻木板被切割成仅借助于玻璃纤维网连接到彼此的模块。该轻木板现在是柔性的，并且可适应弯曲的表面。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于风力涡轮机叶片的改进的复合材料。

因此，提供了一种用于风力涡轮机叶片的复合材料。该复合材料包括多个刚性元件和多个柔性元件，其中，每个柔性元件被布置在两个刚性元件之间并且被连接到这两个刚性元件，使得该刚性元件借助于该柔性元件柔性地连接到彼此。

这具有如下优点，即：通过使用刚性元件之间的空隙可实现复合材料的柔性。因此，当复合材料被放置在弯曲表面上并且因此弯曲时，可减少或避免刚性元件之间的空腔。当使用厚的刚性元件时，这是特别重要的。在刚性元件之间使用柔性材料具有可避免复合材料破裂的优点。因此，当生产、特别是切割刚性元件时，可以提高效率。此外，还可提高叶片制造过程的效率。

所述刚性元件和柔性元件由不同的材料制成。优选地，所述复合材料是双材料的夹芯材料。特别地，所述复合材料是板。“刚性元件”和“柔性元件”意味着该刚性元件具有比该柔性元件更大的刚度。优选地，每个柔性元件被连接到一个刚性元件的侧面，并且连接到另一刚性元件的另一侧面，其中，当所述复合材料均匀地展开、即不弯曲时，该侧面和该另一侧面面向彼此。特别地，所有刚性元件都是相同的。例如，所有柔性元件都设置成相同。

根据一个实施例，所述复合材料形成平坦的和/或适应性强（adaptable）的材料，所述材料构造成在安装时适应弯曲表面。

因此，所述复合材料可适应于该弯曲表面而不会破裂。优选地，设置具有弯曲表面和安装在弯曲表面上的复合材料的叶片壳体。

根据另一实施例，所述柔性元件完全填充所述刚性元件之间的间隙，使得由所述刚性元件和所述柔性元件形成的表面是平坦的。