用以利用置换叶片末端节段改造风力涡轮转子叶片的方法技术

一种用于利用置换叶片末端节段(30)改造风力涡轮叶片(28)的方法，其包括生产具有内部梁接收器区段(54)的置换叶片末端节段(30)；以及生产梁结构(40)。现有叶片末端节段(29)从风力涡轮叶片切掉，其中切割在风力涡轮叶片的其余叶片根部节段(32)处限定弦向连结线(34)。梁结构(40)固定到叶片根部节段的翼梁结构(42)中。置换叶片末端节段在展向方向上与叶片根部节段对准并连接，以使梁结构移动到梁接收器区段中。精加工表面可在连结线处提供至叶片根部节段和置换末端节段的叶片壳体构件(31,33)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用以利用置换叶片末端节段改造风力涡轮转子叶片的方法
本主题大体上涉及风力涡轮转子叶片，并且更具体而言，涉及一种用于现有叶片末端节段利用置换叶片末端节段的现场改造的方法。
技术介绍
风力被认为是目前可用的最清洁、最环保的能源之一，并且风力涡轮在这方面获得增加的关注。现代风力涡轮典型地包括塔架、发生器、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原理从风捕获动能，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于齿轮箱，或者如果不使用齿轮箱，则直接地联接于发生器。发生器接着将机械能转换为可部署至公用电网的电能。风力涡轮转子叶片大体上包括本体壳体，该本体壳体由复合层压材料的两个壳体半部形成。壳体半部大体上使用模制过程制造，并且接着沿着转子叶片的对应端部联接在一起。大体上，本体壳体为相对轻质的，并且具有结构性质(例如，刚度、抗屈曲性以及强度)，该结构性质不构造成耐受在操作期间施加在转子叶片上的弯矩和其它负载。在某些情形下，可合乎需要的是，在操作的现场风力涡轮上修改转子叶片。例如，可期望的是，针对噪声降低益处改变叶片的物理特性，或者改变叶片的功率特性。此类修改可要求现有叶片末端利用不同的叶片末端节段的置换。然而，现有叶片末端的改造为困难且有挑战性的过程，具体而言，如果过程在现场(在风力涡轮场地处)进行。此外，置换叶片末端节段与现有叶片根部节段之间的连结典型地指示叶片的最大负载极限。因此，改造的叶片末端节段限制于相对短的长度。在风力涡轮转子叶片的大小在最近几年显著地增加时，在整体制造以及叶片至场地的运送和运输方面出现困难。作为响应，工业界开发分段式风力涡轮转子叶片，其中单独的叶片节段制造并运输至场地，用于组装成完整的叶片(“连结的”叶片)。在某些构造中，叶片节段由梁结构连结在一起，该梁结构从一个叶片节段沿展向延伸到另一叶片节段的接收区段中。例如，参照美国专利公开No.2015/0369211，其描述具有沿纵向延伸的梁结构的第一叶片节段，该第一叶片节段在接收区段处与第二叶片节段在结构上连接。梁结构形成用于叶片的内部翼梁结构的部分，并且包括与吸入侧翼梁帽和压力侧翼梁帽连接的抗剪腹板。多个螺栓接头设在梁结构上用于与第二叶片节段中的接收区段连接，并且多个螺栓接头定位在叶片节段之间的弦向连结部处。类似地，美国专利公开No.2011/0091326描述连结的叶片，其中第一叶片部分和第二叶片部分从连结部在相反的方向上延伸。每个叶片部分包括翼梁区段，该翼梁区段形成叶片的结构部件并且沿纵向延伸，其中第一叶片部分和第二叶片部分由翼梁桥在结构上连接，该翼梁桥连结翼梁区段。翼梁桥可为翼梁区段中的一个的延伸部，该延伸部接收在另一叶片部分的接收翼梁区段中。在延伸翼梁区段可接收在接收翼梁区段中时，延伸翼梁帽和接收翼梁帽可沿着延伸翼梁区段的长度的至少一部分彼此重叠。为了限制重叠的翼梁帽的材料厚度，参考文献描述：接收翼梁帽的厚度可朝向连结部(即，沿着接收翼梁区段的长度的至少一部分)逐渐减小(taperdown)。然而，连结的叶片结构并未以适合于现有叶片的改造的方式实施。因此，使用连结的叶片结构在现场改造操作叶片以允许使用较长叶片末端节段的可行方法将在本领域中为有利的改进。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本专利技术的实践学习。在一个方面，本公开涉及一种用于利用置换叶片末端节段改造风力涡轮叶片的方法。方法包括提供具有内部梁接收器区段(诸如端部开口的箱形梁构造)的置换叶片末端节段。还提供互补的梁结构(诸如箱形梁结构)，其具有一大小，以便在接收器区段内滑动。现有叶片末端节段从风力涡轮机叶片切掉，其中切割在叶片的其余叶片根部节段处限定弦向连结线。梁结构接着配合到叶片根部节段的现有翼梁结构中并且固定于其。置换叶片末端节段接着在展向方位上对准并且与叶片根部节段连接，以使梁结构移动到梁接收器区段中。一旦置换叶片末端节段固定于叶片根部节段(例如，通过在各个地点处使用螺栓或销以在接收器区段内连接梁结构)，叶片壳体构件就可在连结线处修理或精加工，例如，玻璃纤维、环氧树脂或其它修复类型的精加工过程。在某一实施例中，风力涡轮叶片在现场场地处在风力涡轮上操作，其中改造过程在风力涡轮叶片在风力涡轮转子毂上处于上塔位置的情况下执行。作为备选，风力涡轮叶片可使用任何合适的过程从毂移除并降低，并且改造过程在风力涡轮叶片相对于转子毂处于下塔位置的情况下执行。在又一些实施例中，改造过程可在任何合适的场外地点处执行。梁接收器区段可与置换叶片末端节段分开地形成，并且在置换叶片末端节段中并入有翼梁结构。作为备选，梁接收器区段可形成为翼梁结构的集成部分或构件。置换叶片末端节段可被预先生产并且运输至现场场地，用于改造过程。在某一实施例中，可合乎需要的是，生产和维持置换叶片末端节段的库存，其中为了改造过程，置换叶片末端节段中的一个从库存选择并且运输至现场场地。某些实施例可包括修改叶片根部节段中的翼梁结构，以接受梁结构。这些修改可包括例如邻近于连结线的抗剪腹板的展向区段的移除，其中梁结构的锥形端部接着配合在其余抗剪腹板之间，使得梁结构的相对端部从抗剪腹板延伸并且变成翼梁结构的延伸部。此外，某些实施例可包括通过使叶片根部节段的壳体构件的区段朝向连结线渐缩来修改叶片根部节段，以接受梁结构。该渐缩的区段允许与置换叶片末端节段的壳体构件的部分重叠，并且适应梁结构到叶片根部节段中的翼梁结构中的插入。为了将梁结构固定于叶片的叶片根部节段中的翼梁结构，方法的一个实施例包括将孔的展向图案钻取穿过叶片根部节段的叶片壳体构件，以提供至梁结构和翼梁结构的内部通路，并且接着将粘合剂顺序地注射到孔中。孔的图案可限定成允许粘合剂沿着梁结构的部分在梁结构的锥形端部和抗剪腹板之间，以及围绕梁结构的注射，其中抗剪腹板的区段邻近连结线被移除。在该顺序注射过程中，注射孔中的第一个或多个，直到粘合剂从相邻的一个或多个孔流动。接着，注射的孔被堵塞或密封，并且注射相邻的孔。该过程沿着孔的图案进行，以确保在梁结构和现有翼梁结构与壳体构件之间没有内部空隙或具有最小内部空隙的情况下的完全注射。叶片壳体构件上的精加工过程可包括任何常规的修理或精加工技术，以在置换叶片末端节段和根部端部叶片节段的壳体构件之间在连结线处提供相对平滑且空气动力学的表面。精加工可包括在连结线处围绕叶片壳体构件缠绕的密封带的应用。本专利技术还包含一种用于制造风力涡轮叶片的方法，该方法预备用于利用置换叶片末端节段的随后改造。该方法的实施例包括向风力涡轮叶片提供从叶片的根端区段至末端区段的连续翼梁结构。该翼梁结构可包括例如限定箱形梁翼梁结构的相对的抗剪腹板和相对的翼梁帽。在预先限定的展向地点处，通过将翼梁结构或接收器区段的根部端部与翼梁结构固定在一起，关于翼梁结构并入沿展向延伸的梁结构或沿展向延伸的接收器区段中的一个。梁结构或接收器区段的末端端部没有翼梁结构。如果使用，梁结构具有一大小，用于在稍后的时间插入到置换叶片末端节段内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于利用置换叶片末端节段(30)改造风力涡轮叶片(28)的方法，其包括：/n提供具有内部梁接收器区段(54)的置换叶片末端节段(30)；/n提供梁结构(40)；/n从所述风力涡轮叶片(28)切割现有叶片末端节段(29)，其中所述切割在所述风力涡轮叶片的其余叶片根部节段(32)处限定弦向连结线(34)；/n将所述梁结构(40)固定到所述叶片根部节段(32)的翼梁结构(42)中；/n将所述置换叶片末端节段(30)在展向方向上与所述叶片根部节段(32)对准并连接，以使所述梁结构(40)移动到所述梁接收器区段(54)中；以及/n在所述连结线(34)处将精加工表面提供至所述叶片根部节段(32)和所述置换末端节段(30)的叶片壳体构件(31,33)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181030 US 16/1747331.一种用于利用置换叶片末端节段(30)改造风力涡轮叶片(28)的方法，其包括：
提供具有内部梁接收器区段(54)的置换叶片末端节段(30)；
提供梁结构(40)；
从所述风力涡轮叶片(28)切割现有叶片末端节段(29)，其中所述切割在所述风力涡轮叶片的其余叶片根部节段(32)处限定弦向连结线(34)；
将所述梁结构(40)固定到所述叶片根部节段(32)的翼梁结构(42)中；
将所述置换叶片末端节段(30)在展向方向上与所述叶片根部节段(32)对准并连接，以使所述梁结构(40)移动到所述梁接收器区段(54)中；以及
在所述连结线(34)处将精加工表面提供至所述叶片根部节段(32)和所述置换末端节段(30)的叶片壳体构件(31,33)。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风力涡轮叶片(28)在现场场地(15)处在风力涡轮(10)上操作，包括在所述风力涡轮叶片在所述风力涡轮的转子毂(26)上处于上塔位置的情况下执行所述改造过程，使所述风力涡轮叶片从所述转子毂移除并降低，并且在所述风力涡轮叶片相对于所述转子毂处于下塔位置的情况下执行所述改造过程。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述内部梁接收器区段(54)与所述置换叶片末端节段(30)分开地形成，并且在所述置换叶片末端节段中并入有所述翼梁结构(42)。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括生产和维持所述置换叶片末端节段(30)的库存(60)，其中为了所述改造过程，所述置换叶片末端节段中的一个从所述库存选择并且运输至所述现场场地(15)。


5.根据权利要求1至权利要求4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过移除邻近于所述连结线(34)的抗剪腹板(44)的区段(62)，修改所述叶片根部节段(32)中的所述翼梁结构(42)以接受所述梁结构(40)，以及在所述抗剪腹板(44)之间移动所述梁结构(40)的锥形端部(43)，使得所述梁结构的相对端部从所述翼梁结构(42)沿展向延伸并且变成所述翼梁结构(42)的延伸部。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述梁结构(40)到所述叶片根部节段(32)的所述翼梁结构(42)中的所述固定包括将孔(64)的展向图案钻取穿过所述叶片根部节段(32)的叶片壳体构件(31,33)，以提供至所述梁结构和翼梁结构的通路，并且将粘合剂顺序地注射到所述孔中，其中孔的所述图案允许所述粘合剂沿着所述梁结构的部分在所述梁结构和抗剪腹板的所述锥形端部之间，以及围绕所述梁结构的注射，其中所述抗剪腹板(44)的所述区段(62)邻近所述连结线(34)被移除。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使所述叶片根部节段(32)的壳体构件(31,33)的区段朝向所述连结线(34)渐缩。


8.根据权利要求1至权利要求7中的任一项所述的方法，其特征在于，将精加工表面提供至所述连结线(34)包括在所述连结线(34)处围绕所述风力涡轮叶片(28)缠绕密封件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·默茨霍伊泽，R·维斯特加德，B·J·维尔德坎普，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US