用于接合的风力涡轮机叶片的梁帽构造制造技术

接合的风力涡轮机转子叶片包括从弦向接头线在相反的方向上延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。第一叶片节段和第二叶片节段中的每个包括相对的梁帽。第一叶片节段和第二叶片节段通过内部接头结构在弦向接头线处连接，其中接头结构至少在第二叶片节段中联结到相对的梁帽。第二叶片节段中的梁帽具有带有第一弦向宽度的不联结到接头结构的第一区段和带有第二弦向宽度的联结到接头结构的第二区段。第二弦向宽度大于第一弦向宽度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于接合的风力涡轮机叶片的梁帽构造
本主题大体上涉及风力涡轮机转子叶片，并且更特别地涉及用于接合的风力涡轮机叶片的改进的梁帽构造。
技术介绍
风力被认为是目前可用的最清洁、最环境友好的能源中的一种，并且风力涡轮机已经就此而言得到了增加的关注。现代风力涡轮机典型地包括塔筒、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片使用已知的翼型件原理(foilprinciple)来捕获来自风的动能，并且通过旋转能传递动能以使轴转动，该轴将转子叶片联接到齿轮箱，或者如果没有使用齿轮箱的话，那么该轴将转子叶片直接联接到发电机。然后，发电机将机械能转换成可被运用到公用电网的电能。风力涡轮机转子叶片通常包括由复合叠层材料制成的两个半壳体形成的主体壳体。半壳体通常使用模制过程来制造并且然后沿转子叶片的对应端部联接在一起。通常，主体壳体为相对轻质的，并且具有并非构造成承受弯矩和在操作期间施加在转子叶片上的其他负载的结构特性(例如刚度、抗弯阻力和强度)。近年来，用于风力发电的风力涡轮机已经在尺寸方面增大，以实现在发电效率方面的提高以及增加发电量。连同用于风力发电的风力涡轮机的尺寸的增大一起，风力涡轮机转子叶片也已经在尺寸方面显著增大(例如在高度上最高达55米)，导致在一体制造以及叶片运送和运输到现场方面的困难。就此而言，产业正在发展组合式风力涡轮机转子叶片，其中单独的叶片节段被制造并且被运输到现场以用于组装成完整的叶片(“接合的”叶片)。在某些构造中，叶片节段通过杆结构接合在一起，该杆结构在展向上从一个叶片节段延伸到另一叶片节段的接收区段中。例如，参考公开号为2015/0369211的美国专利出版物，其描述了带有在展向上延伸的杆结构的第一叶片节段，该杆结构与第二叶片节段中的接收区段在结构上连接。杆结构形成用于叶片的内部支撑结构的一部分，并且包括与吸力侧梁帽和压力侧梁帽连接的抗剪腹板。使用多个插销接头以将杆结构与第二叶片节段中的接收区段连接，所述多个插销接头包括在杆的端面上的展向插销和与叶片节段之间的接头线间隔开的通过杆结构的至少一个弦向插销。如上文所描述的那样的利用梁杆和接收区段的接合的叶片构造带来了显著的结构挑战，特别是在确保联结接头的结构完整性而不向叶片增加不必要的重量或在叶片的其他部分中牺牲结构完整性方面。本专利技术解决这些在联结接头处的结构完整性问题中的某些。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在下面的描述中部分地陈述，或可从该描述中显而易见，或可通过实施本专利技术学习到。在一个方面中，本主题针对接合的风力涡轮机转子叶片，其包括从弦向接头线在相反的方向上延伸的第一叶片节段和第二叶片节段。叶片节段中的一个为根端节段，并且另一个为末端节段。第一叶片节段和第二叶片节段中的每个包括梁结构，该梁结构带有固定到相应压力侧和吸力侧壳体部件的相对的梁帽。例如，梁结构可为I形杆构造或为箱形杆构造。第一叶片节段和第二叶片节段通过构造在第一叶片节段和第二叶片节段之间的内部接头结构在弦向接头线处连接，其中接头结构至少在第二叶片节段(表示为“第二”仅供参考)中联结到相对的梁帽。第二叶片节段中的梁帽形成有跨越其展向长度具有第一弦向宽度的不联结到连接接头结构的第一区段和在邻近的展向长度上具有第二弦向宽度的联结到接头结构的第二区段。该独特构造提供在接头结构和梁帽之间的足够的联结表面积，从而在该关键位置处提高接头的结构完整性。连接叶片节段的接头结构可在本专利技术的范围和精神内广泛地变化。在特定实施例中，接头结构包括在展向上从第一叶片节段延伸到构造在第二叶片节段中的接收件中的梁杆(sparbeam)。第一叶片节段可为末端节段(更加靠近叶片末梢)并且第二叶片节段可为根端节段(更加靠近叶片根部)。在另一个实施例中，叶片节段可颠倒，从而第一叶片节段为根端节段。接收件为构造成用于滑动地接收梁杆的阴结构，并且包括上梁表面和下梁表面，该上梁表面和该下梁表面沿梁帽的第二弦向宽度联结到在第二叶片节段中的梁帽。上梁表面和下梁表面可具有弦向宽度，该弦向宽度基本上对应于(等于)第二弦向宽度。例如，接收件可构造为端部敞开的箱形杆结构，其带有互连上梁表面和下梁表面的腹板。在一另外的实施例中，接合的风力涡轮机叶片可此外包括在展向上延伸的过渡区段，该过渡区段形成在第二叶片节段中的梁帽中，在其中第一弦向宽度逐渐增加到第二弦向宽度。接收件的上梁表面和下梁表面可沿这些过渡区段联结到或不联结到梁帽。在再一另外的实施例中，相比于沿第一区段的厚度，在第二叶片节段中的梁帽可具有沿第二区段的减少的厚度。该减少的厚度允许较高的梁杆，并且容纳上梁表面和下梁表面的厚度。减少的厚度可沿梁帽的第二区段为恒定的。该实施例还可包括在梁帽中的展向过渡区段，在其中第一弦向宽度逐渐增加到第二弦向宽度，其中厚度沿过渡区段逐渐下降到第二弦向宽度处的减少的厚度。第二叶片节段中的梁帽可沿其整体由连续的相同材料形成，包括分别具有第一和第二弦向宽度区段的第一和第二区段在内。在备选的实施例中，在第二叶片节段中的梁帽沿第一区段由第一材料形成，并且沿第二区段由第二材料形成，其中在第一材料和第二材料之间形成斜接接头。例如，第一材料可包括拉挤棒或板，并且第二材料可为单向纤维层的叠层。该实施例此外可在梁帽中包括展向过渡区段，在其中第一弦向宽度逐渐增加到第二弦向宽度，并且梁帽的厚度下降到减少的厚度，其中斜接接头邻近过渡区段。本专利技术还包括具有一个或多个如本文中所描述的接合的风力涡轮机叶片的风力涡轮机。参考下面的描述和所附权利要求书，本专利技术的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入在说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且与该描述一起用于解释本专利技术的原理。附图说明针对本领域的普通技术人员而言，本专利技术的完整和能够实现的公开(包括其最佳模式)在说明书中陈述，该说明书参考了附图，其中：图1示出了可利用根据本公开的接合的风力涡轮机叶片的风力涡轮机的透视图；图2示出了具有第一叶片节段和第二叶片节段的转子叶片，以及连接叶片节段的接头结构；图3为带有接头结构的第一叶片节段的实施例的透视图；图4为带有互补接头结构的第二叶片节段的实施例的透视图；图5为根据本专利技术的方面的接合的风力涡轮机叶片的俯视图；图6为图5的接合的风力涡轮机叶片的第二叶片节段中的梁帽的节段的俯视图；以及图7为图6的梁帽节段的侧视图。具体实施方式现在将详细参考本专利技术的实施例，在附图中示出了其中的一个或多个示例。通过对本专利技术的解释而不是对本专利技术的限制来提供每个示例。事实上，对本领域技术人员来说将显而易见的是，在本专利技术中可做出多种改型和变型而不脱离本专利技术的范围或精神。例如，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可与另一个实施例一起使用以产生再一另外的实施例。因此，意图的是，本专利技术覆盖进入所附权利要求书的范围内的改型和变型及其等同物。大体上，本主题针对接合的风力涡轮机转子叶片，其具有改进的梁帽构造以容纳接头结构，该接头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接合的风力涡轮机转子叶片，包括：/n从弦向接头线在相反的方向上延伸的第一叶片节段和第二叶片节段；/n所述第一叶片节段和所述第二叶片节段中的每个包括相对的梁帽；/n所述第一叶片节段和所述第二叶片节段通过构造在所述第一叶片节段和第二叶片节段之间的内部接头结构在所述弦向接头线处连接，所述接头结构至少在所述第二叶片节段中联结到所述相对的梁帽；/n所述第二叶片节段中的梁帽包括带有第一弦向宽度的不联结到所述接头结构的第一区段和带有第二弦向宽度的联结到所述接头结构的第二区段；并且/n所述第二弦向宽度大于所述第一弦向宽度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种接合的风力涡轮机转子叶片，包括：
从弦向接头线在相反的方向上延伸的第一叶片节段和第二叶片节段；
所述第一叶片节段和所述第二叶片节段中的每个包括相对的梁帽；
所述第一叶片节段和所述第二叶片节段通过构造在所述第一叶片节段和第二叶片节段之间的内部接头结构在所述弦向接头线处连接，所述接头结构至少在所述第二叶片节段中联结到所述相对的梁帽；
所述第二叶片节段中的梁帽包括带有第一弦向宽度的不联结到所述接头结构的第一区段和带有第二弦向宽度的联结到所述接头结构的第二区段；并且
所述第二弦向宽度大于所述第一弦向宽度。


2.根据权利要求1所述的接合的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，所述接头结构包括从第一叶片节段在展向上延伸到构造在所述第二叶片节段中的接收件中的梁杆，所述接收件包括联结到所述梁的第二区段的上梁表面和下梁表面。


3.根据权利要求2所述的接合的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，所述接收件的上梁表面和下梁表面包括对应于所述第二弦向宽度的弦向宽度。


4.根据权利要求1所述的接合的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，所述第一叶片节段为末端叶片节段并且所述第二叶片节段为根端叶片节段。


5.根据权利要求1所述的接合的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，所述接合的风力涡轮机转子叶片此外包括所述第二叶片节段中的梁帽中的展向过渡区段，在该展向过渡区段中所述第一弦向宽度逐渐增加到所述第二弦向宽度。


6.根据权利要求5所述的接合的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，所述展向过渡区段的所使用的材料和长度沿所述展向过渡区段向所述梁帽提供恒定的结构特性。


7.根据权利要求5所述的接合的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，所述梁帽的结构特性沿所述展向过渡区段变化。


8.根据权利要求1所述的接合的风力涡轮机转子叶片，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·R·科利尔，A·M·罗德韦尔，S·J·胡思，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US