发明内容

该目标是通过独立权利要求的主题来实现。从属权利要求规定了本发明的进一步实施例。

根据本发明的实施例，提供一种制造用于风力涡轮机的转子叶片的至少一部分的方法，该方法包括：通过使用铸造材料来铸造转子叶片外表面的至少一部分，从而将至少一个流体运输管至少部分地嵌入到所述铸造材料中，所述流体运输管被提供用于将流体运输进或运输出用于调整转子叶片的可调流量调节装置的可变形容器。

转子叶片的制造部分可以例如是或包括转子叶片的一半或者转子叶片的总外表面的一半。在另一些实施例中，所述部分可以例如对应于转子叶片的10%和30%之间或者10%和50%之间或者10%和100%之间。转子叶片外表面包括在具有转子叶片的风力涡轮机的操作期间暴露于气流的翼型件部分，以用于将风能有效地转换成旋转能量，该旋转能量进而被转换成电能。

铸造材料可以包括通常使用的热固性材料，包括树脂和/或纤维材料。铸造会需要模具，该模具具有与转子叶片外表面的期望形状对应的几何构型。在其上铸造铸造材料之前，模具可以例如已经被纤维材料覆盖，所述纤维材料例如纤维材料的网或布或织物。

流体运输管可以包括具有例如在0.5英寸和2英寸之间的直径的塑料管。流体运输管可以被构造成在腔（即管的内部）内运输流体，特别是空气。流体可以被加压并且流体运输管可以被构造成承受在1bar和50bar之间的压力。根据本发明的实施例，流体不直接在流体运输管的内部（或腔）中被引导或运输，而是在附加内管的内部（或腔）内部引导或运输，该附加内管例如由橡胶制成，该内管可以已经被插入到流体运输管中。

将至少一个流体运输管至少部分地嵌入到铸造材料中可以被理解为使得流体运输管至少在流体运输管的外表面的在30%和70%之间或者在30%和100%之间的一部分中与铸造材料接触。根据本发明的实施例，用于铸造转子叶片外表面的铸造材料可以完全地包围或者完全地覆盖或者嵌入流体运输管。

可变形容器可以被构造成软管或袋，其可以被安装在完整的转子叶片处并且可以被布置成通过对可变形容器进行膨胀或紧缩而允许调整可调流量调节装置。

特别地，本发明的实施例支持选择性调整分段式可调流量调节装置的每个节段，其中分段式可调流量调节装置的节段可以沿着转子叶片的纵向方向安装。在这些实施例中，多个流体运输管可以被提供并且被嵌入到铸造材料中，每一个流体运输管与分段式可调流量调节装置的特定节段相关联。

另一些实施例可以仅包括单个流体运输管以用于调整例如单个可调流量调节装置，其例如基本延伸横过转子叶片的纵向范围的一部分或全部。因此，一个或更多个流体运输管可以被嵌入到叶片结构中并且可以在转子叶片的铸造期间停留在此。

可调流量调节装置可以包括具有流量调节装置翼型件表面的扰流器，该流量调节装置翼型件表面的位置和/或取向可以根据可变形容器的膨胀状态而变化。

从而，提供能够以可靠方式支撑安装有可调流量调节装置的转子叶片的流体运输系统。

根据本发明的实施例，转子叶片外表面的所述部分以及流体运输管嵌入材料在完整的转子叶片中彼此化学交联。在铸造所述铸造材料之后，起初是流体的材料可以固化，其涉及在铸造材料的不同分子之间形成化学交联。化学交联因而可以将转子外表面的固化铸造材料与围绕或嵌入流体运输管的固化铸造材料连接。特别地，可执行单个铸造过程以及随后的单个凝固步骤，以便共同铸造转子叶片外表面并嵌入流体运输管，从而形成从转子叶片外表面朝向并围绕流体运输管延伸的连续固化铸造材料。从而，可以实现流体运输管向完整的转子叶片的可靠且永久的连接和安装。

根据本发明的实施例，流体运输管被布置成在完整的转子叶片的纵向方向上延伸，特别地以笔直方式延伸，并且被布置成完全位于完整的转子叶片的内部。提供流体运输管以用于将流体从转子叶片的根部（或者连接转子叶片的毂）运输到被安装在转子叶片的不同纵向位置处的一个或更多个相应的可调流量调节装置以及将流体从被安装在转子叶片的不同纵向位置处的一个或更多个相应的可调流量调节装置运输到转子叶片的根部（或者连接转子叶片的毂）。完整的转子叶片的纵向方向对应于如下方向，沿着所述方向，转子叶片具有最大范围。转子叶片的纵向方向可以例如对应于叶片俯仰旋转轴线或者可以至少平行于这个轴线。

在横截面上，流体运输管可以例如具有矩形、二次曲线或椭圆或圆形形状。流体运输管的纵向方向可以对应于流体运输管沿其具有最大范围的方向，并且可以对应于在流体运输管内运输的流体的流动方向。流体运输管的纵向方向可以平行于（或者几乎平行于，具有小于20°或小于10°的偏差）完整的转子叶片的纵向方向。当流体运输管完全位于完整的转子叶片内部时，流体运输管在风力涡轮机的正常操作期间可以不干涉或干扰气流。

根据本发明的实施例，流体运输管被布置成位于完整的转子叶片的后缘区域中且/或流体运输管被布置在完整的转子叶片内的夹芯板中。

转子叶片可以包括前缘和后缘，这两个缘是可限定的并且涉及转子叶片的预期用法。前缘可以是旋转转子叶片的前方边缘。在转子叶片的旋转期间，空气将首先撞击转子叶片的前缘，然后将在转子叶片的吸力表面和压力表面处流动并且将在后缘处离开转子叶片。因为空气首先撞击在前缘上，所以后缘区域可能经受由空气撞击导致的较少应力。因此，将流体运输管布置在后缘区域中可以不承受损害流体运输管或整个转子叶片的完整性的风险。后缘区域可以例如包括在后缘处开始并且朝向前缘延伸在转子叶片的从前缘到后缘的整个（横向）范围的10%和30%之间的范围的区域。如果提供多个流体运输管，则它们可以被布置成地彼此平行，例如在一层中。

夹芯板可以是在转子叶片内部的增强元件，其由例如彼此平行布置且其间留有空间的至少两个结构层或板形成。在这个空间内部，可以布置所述一个或更多个流体运输管。

根据本发明的实施例，流体运输管被布置成相比于完整的转子叶片的吸力侧更靠近压力侧。在压力侧处，可以存在比吸力侧处更少的应力。相应地，被施加到或存在于吸力侧的应力可能不会严重到损害流体运输管或整个转子叶片部分的安装。

根据本发明的实施例，流体运输管在铸造材料的铸造期间在一端或两端处闭合，特别是通过使用塞子闭合。当流体运输管在铸造期间在一端或两端处闭合时，可以避免铸造材料渗透到流体运输管的内部（或腔）中。从而，可以避免堵塞或污染流体运输管。在铸造之后，流体运输管可以被再次打开，例如通过移除所述一个或更多个塞子。

根据本发明的实施例，方法进一步包括在铸造之前：围绕流体运输管包裹纤维材料，该纤维材料特别地包括玻璃纤维材料和/或碳纤维；和/或其中铸造材料包括树脂和/或纤维材料。当纤维材料在铸造之前围绕流体运输管被包裹时，所述铸造材料则可以湿润包裹纤维材料并浸湿包裹材料。在固化之后，可以实现与其他转子叶片部分、特别地转子叶片外表面的良好连接。此外，流体运输管可以被包裹纤维材料之间的固化铸造材料保护。从而，提供了流体运输管到转子叶片内部的增强集成。

根据本发明的实施例，方法进一步包括在铸造之后如下中的至少一个步骤：在叶片外表面处、特别地在吸力侧处特别地在后缘区域中朝向流体运输管的端部形成叶片开口；使得链接管的一部分通过开口；将链接管与流体运输管的端部连接；引导链接管以特别地垂直于纵向方向至少部分地沿着叶片外表面延伸至相应的可变形容器；使用盖（例如可逆地）闭合叶片开口，同时允许链接管延伸穿过盖。

这些步骤可以在铸造材料的固化和或交联之后执行。叶片开口可以例如通过锯切形成。叶片开口可以例如具有矩形或者二次曲线形状。叶片开口的位置可以对应于流体运输管的端部的位置。叶片开口可以从叶片的外部延伸达叶片内部中的流体运输管的端部。可以例如在形成叶片开口之后移除闭合流体运输管的端部的塞子。

链接管可以包括诸如弯曲构件的一个或更多个元件以及另外的一个或更多个笔直链接管部分。提供链接管以允许嵌入的流体运输管与叶片的外部表面处的可变形容器连接。链接管可以被引导成至少部分沿着叶片外表面延伸，这是因为转子叶片内部的空间可能不足。在另外的实施例中，链接管可以至少部分地或者甚至全部地在转子叶片内部被引导。从而，可以避免或至少减少干扰气流。

叶片开口可以通过使用盖被可逆地闭合并且也可以被可逆地打开。从而，可以有助于流体运输管的维护。特别地，通过使用叶片开口，可以提供到流体供给管的端部的通达。从而，例如，诸如橡胶管的内管可以被更换或插入。盖可以包括相应开口，链接管可以被引导通过所述相应开口。从而，提供了将流体运输管与相应可变形容器连接的简单方式。

根据本发明的实施例，方法进一步包括在铸造之后：将柔性软管、特别地橡胶软管放置到流体运输管和/或链接管的内部中。在这种实施例中，流体运输管仅用作支撑或保护构件以用于支撑流体被最终引导通过的柔性软管。从而，可以实现如下优点：柔性软管可以不被置于与流体铸造材料接触，从而避免了污染柔性软管，否则这种污染可能不利地存在于流体运输管处以及特别地存在于流体运输管内。此外，可以根据具体应用来选择柔性软管的直径。

根据本发明的实施例，链接管包括至少一个弯曲构件，从而在两个不同平面中提供两个90°弯曲，并且包括一个笔直链接部分。弯曲构件可以是塑料件，其可以被套到流体运输管或链接管的相应端部上以用于连接。

根据本发明的实施例，所述至少一个流体运输管包括多个、特别地2至10个流体运输管，其具有不同长度并且并排地彼此平行布置，其中所述不同长度被选择成对应于在流量调节装置的节段的相应纵向位置与转子叶片根部之间的距离。

当多个流体运输管被布置在转子叶片内时，可以支撑特别是多个可调流量调节装置或分段式流量调节装置。例如，流量调节装置的多个节段可以被布置在转子叶片的多个不同的纵向位置处。多个流体运输管中的每个可以到达流量调节装置的相应节段，特别是相关联的流体容器。因此，流量调节装置的每个节段可以被单独地调整成例如关于流量调节装置的相应节段的翼型件表面的位置和/或取向处于不同状态。

根据本发明的实施例，所述方法还包括：将纤维材料布置在模具上；将所述至少一个流体运输管布置到纤维材料上；将铸造材料铸造到流体运输管和纤维材料上，从而特别是应用真空辅助树脂传递模塑，其中模具特别适于铸造转子叶片的一半。

使用铸造材料浸湿的纤维材料可以在固化时提供稳定且抵抗性结构，其被构造成承受由冲击空气产生的应力。从而，可以形成纤维增强复合材料。

真空辅助树脂传递模塑（VARTM）是树脂传递模塑（RTM）的变型，其区别特征在于使用真空袋代替模具工具的顶部部分并且使用真空来辅助树脂流动或大体地铸造材料流动。通常，这个过程可以使用低粘性100至1000 cP的聚酯或乙烯基酯树脂以及纤维材料（诸如玻璃纤维）来制造复合材料。纤维体积分数可以是在40和50%之间。VARTM和RTM二者是闭合模塑过程，其中压力被用于将树脂注入到模具中。

应该理解的是，单独或以任何组合公开、描述、解释或应用于制造风力涡轮机的转子叶片的至少一部分的方法的特征也可以根据本发明的实施例应用于转子叶片，并且反之亦然。

根据本发明的实施例，提供了一种风力涡轮机的转子叶片，其包括：通过交联的铸造材料形成铸造转子叶片外表面；以及被嵌入到交联的铸造材料中的至少一个流体运输管，所述流体运输管被提供用于将流体运输进或运输出用于调整转子叶片的可调流量调节装置的可变形容器，所述转子叶片特别地通过根据前述权利要求中一项所述的方法来制造。

根据本发明的实施例，转子叶片可以进一步包括流量调节装置、特别是扰流器，其被安装在转子叶片外表面的一部分处并且包括与流体运输管连接的可变形流体容器并且包括流量调节装置翼型件表面（其在操作期间暴露于气流），该流量调节装置翼型件表面的取向和/或位置可以根据容器的膨胀状态而变化。

流量调节装置可以特别地被构造成分段式流量调节装置，即流量调节装置具有沿着转子叶片的纵向方向布置的多个节段。对于流量调节装置的每个节段，可变形容器和相应的流体运输管可以与流量调节装置的每个节段相关联或连接，以便允许单独地控制流量调节装置的每个节段的状态。转子叶片也可以包括多个不同的流量调节装置，每个流量调节装置可以通过使用被安装在转子叶片内的相应的相关联流体运输管被控制或激活。

根据本发明的实施例，提供一种风力涡轮机，其包括：根据前述实施例所述的至少一个转子叶片；转子轴，转子叶片被安装在该转子轴处；在叶片内部或毂内部被连接到流体运输管的流体加压系统。

本发明的上述方面和其他方面从之后要描述的实施例示例是显而易见的，并且参考实施例的示例进行解释。此后，将参考实施例的示例更加详细地描述本发明，不过本发明不限于这些示例。