本发明专利技术涉及一种具有支撑结构的转子叶片(10)，其中所述转子叶片(10)包括转子叶片基部区段(11)和转子叶片末端区段(12)。所述转子叶片(10)此外包括转子叶片纵向方向(13)，其中所述转子叶片纵向方向(13)从所述转子叶片基部区段(11)延伸到所述转子叶片末端区段(12)。所述支撑结构包括用于支撑所述转子叶片基部区段(11)的第一支撑部分(20)以及用于支撑所述转子叶片末端区段(12)的至少第二支撑部分(30)。本发明专利技术还涉及一种用于制造所述转子叶片(10)的方法。本发明专利技术非常适于风力发动机，尤其适于风力涡轮发动机的转子叶片(10)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有支撑结构的转子叶片。此外，本专利技术涉及一种制造该转子叶 片的方法。
技术介绍
转子叶片例如包括包层、支撑结构和填充材料。包层代表转子叶片的外壳（围 带）。换句话说，包层代表转子叶片的表面。支撑结构支撑转子叶片的重量并且给予转子叶 片抵抗施加到所述转子叶片的负载或力的稳定性。包层限定转子叶片的内部。所述内部包 括支撑结构并且例如包括填充材料。 转子可基本上限定为机械装置的旋转部分。转子叶片（它是转子的一部分）例如 用于涡轮发动机，例如风力涡轮发动机、气体涡轮发动机或水力涡轮发动机。 转子叶片可相对于转子叶片的纵向方向具有直的形状。转子叶片还可具有弯曲 (或扫掠）形状。 弯曲转子叶片（即具有弯曲形状的转子叶片，例如风力涡轮发动机）例如通过专 利申请US 2007/0025859 A1已知。现有技术弯曲转子叶片关于支撑结构的一个问题是，支 撑结构遵循弯曲转子叶片的曲率。例如，如果支撑结构包括纤维材料，那么由纤维材料制成 的弯曲支撑机构的问题是纤维材料可以形成皱或褶。这可能弱化支撑结构并因此而存在转 子叶片破坏的风险。
技术实现思路
因此存在迫切的需要以提供一种转子叶片的改进支撑结构，所述改进的支撑结构 非常适于弯曲（即，扫掠）形状的转子叶片。 该目的是通过独立权利要求实现的。从属权利要求描述了本专利技术的有利发展和改 型。 根据本专利技术，提供了一种具有支撑结构的转子叶片，其中所述转子叶片包括转子 叶片基部区段和转子叶片末端区段。此外，所述转子叶片包括转子叶片纵向方向，其中所述 转子叶片纵向方向从所述转子叶片基部区段延伸到所述转子叶片末端区段。此外，所述支 撑结构包括用于支撑所述转子叶片基部区段的第一支撑部分以及用于支撑所述转子叶片 末端区段的至少第二支撑部分。所述支撑结构包括沿着所述纵向方向的第一支撑部分和第 二支撑部分。另外，所述第一支撑部分在支撑结构过渡区段中结合到所述第二支撑部分，其 中所述支撑结构过渡区段定位在所述转子叶片基部区段与所述转子叶片末端区段之间中。 最后，所述第一支撑部分和/或所述第二支撑部分包括纤维材料。 根据本专利技术的转子叶片的重要特征是，所述转子叶片包括分段的支撑结构。与现 有技术相比，分段支撑结构提供关于转子叶片构造的多个新的可能性和优点。分段支撑结 构的一个优点是例如改进了弯曲转子叶片的构造。更详细地，分段支撑结构能够提供成角 度的支撑结构，所述成角度的支撑结构包括例如一个在其他每个上地成角度布置的第一直 的支撑部分和第二直的支撑部分。分段支撑结构的另一个优点是，可有助于大的（即长的） 转子叶片的构造。更具体地，该构造是有利的，因为长的总支撑结构可以通过多个独立支撑 部分组装，所述单独支撑部分每个都比长的总支撑结构更短并且因此更容易构造和操纵。 所述转子叶片包括转子叶片基部区段和转子叶片末端区段。所述转子叶片基部区 段可包括凸缘，以便将所述转子叶片连接或附接到例如风力涡轮机的毂。所述凸缘可包括 单行孔或双行孔。此外，所述转子叶片基部区段可包括钢。所述转子叶片基部区段可包括 转子叶片总体积的高达10%。 所述转子叶片末端区段包括环绕所述转子叶片的末端的区段。所述转子叶片末端 区段也可包括转子叶片总体积的高达10%。 所述转子叶片纵向方向是所述转子叶片的纵向方向。换句话说，所述转子叶片纵 向方向沿着所述转子叶片的纵向方向延伸。 例如，如果所述转子叶片关于对称轴线镜像对称，那么所述转子叶片纵向方向等 同于所述对称轴线。换句话说，所述转子叶片纵向方向位于从所述转子叶片基部区段延伸 到所述转子叶片末端区段的虚拟线上。 所述支撑结构包括第一支撑部分和第二支撑部分。可能有益的是，所述支撑结构 包括一个或多个另外的支撑部分。所述第一支撑部分可直接邻接所述转子叶片基部区段和 /或第二支撑部分可直接邻接所述转子叶片末端区段。 所述第一支撑部分和所述第二支撑部分沿着所述转子叶片纵向方向一个在其他 每个上地（或成行地）布置。在第一示例中，如果所述转子叶片包括直的形状（即，所述第 一支撑部分与所述第二支撑部分形成大约180度的角度），那么所述第一支撑部分和所述 第二支撑部分可以遵循所述转子叶片纵向方向。在第二示例中，如果所述转子叶片包括弯 曲形状（即，所述第一支撑部分和所述第二支撑部分形成小于180度的角度），那么所述第 一支撑部分和/或所述第二支撑部分的纵向方向可以偏离所述转子叶片纵向方向的确切 方向。因此，所述支撑结构沿着所述转子叶片纵向方向包括多个部分的表达必须理解为使 得所述支撑结构划分成基本上沿着所述转子叶片纵向方向延伸的支撑部分。这可包括高达 20度的偏差，尤其是1?达10度的偏差。 所述第一支撑部分和所述第二支撑部分在所述支撑结构过渡区段中彼此结合 (或者附接或连接）。所述支撑结构过渡区段可包括转子叶片总体积的高达20%，尤其是高 达 10%。 所述第一支撑部分和/或所述第二支撑部分包括纤维材料。纤维材料的优点在于 并且非常适于转子叶片的支撑结构。纤维材料在制造期间可以是柔性的并且容易操纵的， 而在例如固化步骤之后是强健和坚硬的。 转子叶片的支撑结构还标示为桁梁（spar)。桁梁还称为所述转子叶片的主结构部 件。 所述支撑结构可以提供大部分的重量支撑和动态负载。 在第一实施方式中，所述第一支撑部分包括纤维材料的至少第一层并且所述第二 支撑部分包括纤维材料的至少第二层。 层是包括长度、宽度和厚度的三维物体。所述层可以是薄的，这意味着长度比厚度 大至少十倍。另外，宽度也比厚度大至少十倍。 在另一个实施方式中，所述纤维材料包括具有纤维的织物，尤其地，具有单向性纤 维的织物。 所述纤维材料可包括自然纤维材料和/或合成纤维材料。具有合成纤维材料的纤 维的示例是金属纤维、碳纤维、碳化硅纤维、玻璃纤维、矿物纤维、纤维素纤维、聚合物纤维 或微纤维。纤维可包括柱状形状，尤其是包括例如在15微米与25微米之间直径的圆柱状 形状。多个纤维可被捆束成纤维丝（或线）。所述丝可包括在5mm(毫米）与10mm之间的 直径。 织物包括自然和/或合成纤维的网状物。织物可包括薄层的形状。所述织物可包 括范围在200mm与800mm之间的宽度。 在有利的实施方式中，所述织物包括单向性纤维。具有单向性纤维的织物包括基 本上彼此平行的纤维。关于第一纤维的第一方向与第二纤维的第二方向，概念基本上在 当前背景中包括高达10%的偏差，尤其是高达5%的偏差。如果所述织物中多于50%的纤维 是单向性的，这是有利的。尤其地，多于80%的纤维是单向性的。 在另一个有利的实施方式中，所述织物材料包括复合材料，具体地是具有预渗入 复合材料的片材。 复合材料（它还被称为合成材料或复合物）是由两种或多种组分材料制成的材 料，所述组分材料具有不同物理和/或化学特性。如果所述组分材料组合，具有不同于所述 组分材料特性的特征的复合材料被获得。预渗入的复合材料（它还被称为预灌注复合材 料）是包括母体材料和纤维材料的材料，其中所述母体材料可能已至少部分固化。 有利地，所述纤维材料包括具有预渗入的复合材料的本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有支撑结构的转子叶片(10)，其中:‑所述转子叶片(10)包括转子叶片基部区段(11)和转子叶片末端区段(12);‑所述转子叶片(10)包括转子叶片纵向方向(13)，其中所述转子叶片纵向方向(13)从所述转子叶片基部区段(11)延伸到所述转子叶片末端区段(12);‑所述支撑结构包括用于支撑所述转子叶片基部区段(11)的第一支撑部分(20)以及用于支撑所述转子叶片末端区段(12)的至少第二支撑部分(30);‑所述支撑结构沿着所述转子叶片纵向方向(13)包括第一支撑部分(20)和第二支撑部分(30);‑所述第一支撑部分(20)在支撑结构过渡区段(40)中结合到所述第二支撑部分(30)，其中所述支撑结构过渡区段(40)定位在所述转子叶片基部区段(11)与所述转子叶片末端区段(12)之间中;以及‑所述第一支撑部分(20)和/或所述第二支撑部分(30)包括纤维材料。
【技术特征摘要】
2013.03.20 EP 13160215.31. 具有支撑结构的转子叶片（10)， 其中： -所述转子叶片（10)包括转子叶片基部区段（11)和转子叶片末端区段（12); -所述转子叶片（10)包括转子叶片纵向方向（13)，其中所述转子叶片纵向方向（13) 从所述转子叶片基部区段（11)延伸到所述转子叶片末端区段（12); -所述支撑结构包括用于支撑所述转子叶片基部区段（11)的第一支撑部分（20)以及 用于支撑所述转子叶片末端区段（12)的至少第二支撑部分（30); -所述支撑结构沿着所述转子叶片纵向方向（13)包括第一支撑部分（20)和第二支撑 部分（30); -所述第一支撑部分（20)在支撑结构过渡区段（40)中结合到所述第二支撑部分 (30)，其中所述支撑结构过渡区段（40)定位在所述转子叶片基部区段（11)与所述转子叶 片末端区段（12)之间中；以及 -所述第一支撑部分（20)和/或所述第二支撑部分（30)包括纤维材料。2. 根据权利要求1所述的转子叶片（10)，其中，所述第一支撑部分（20)包括纤维材料 的至少第一层（21)，并且所述第二支撑部分（30)包括纤维材料的至少第二层（31)。3. 根据权利要求1或2所述的转子叶片（10)，其中，所述纤维材料包括具有纤维的织 物，尤其地包括具有单向性纤维（26)的织物。4. 根据权利要求1到3中任一项所述的转子叶片（10)，其中，所述织物材料包括复合 材料，尤其地包括具有预渗入复合材料的片材。5. 根据权利要求2到4中任一项所述的转子叶片（10)，其中，所述第一层（21)和/或 所述第二层（31)包括平面形状。6. 根据权利要求2到5中任一项所述的转子叶片（10)， 其中： -所述第一层（21)包括至少第一层纵向表面区段（210)以及至少第一层横向表面区段 (214)，其中所述第一层纵向表面区段（210)大于所述第一层横向区段（214); -所述第二层（31)包括至少第二层纵向表面区段和至少第二层横向表面区段，其中所 述第二层纵向表面区段大于所述第二层横向表面区段；以及 -所述第一层横向区段（214)在所述支撑结构过渡区段（40)中直接结合到所述第二层 横向表面区段。7. 根据权利要求2到6中...
【专利技术属性】
技术研发人员：SW托尔加尔德，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。