[發明專利]用于風能設備的轉子葉片

無效

• 申請號: 200710091495.3
• 申請日: 2007-03-30
• 公開（公告）號: CN101070815A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: J·比克邁爾;H·羅赫霍爾茨
• 申請（專利權）人: 諾德克斯能源有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 張祖昌

技術領域

本發明涉及一種用于風能設備的轉子葉片，其帶有許多橫向孔，這些橫向孔在葉片基部的區域中橫向于轉子葉片的縱向軸線延伸，其用于接收橫向銷，其中為將轉子葉片緊固于轉子葉片固定裝置上，張緊元件作用于橫向銷上。

背景技術

轉子葉片利用橫向銷和張緊元件的此類緊固方案為眾所周知。在現代的風能設備中，在轂和轉子葉片之間的連接區域中存在高機械負載。這些負載隨著風能設備變得越來越大而顯著增加。連同預期的重量節省構造，這對用于安裝轉子葉片的部分的構造提出了最高的要求。相應地，已經設計出了相當一系列不同的方法來改進主要原理。

例如，根據DE?3?103?710A1，已知提供了一種在葉片基部的區域中帶有環狀連接端的纖維增強塑料材料構成的轉子葉片，以及使用一種特定方法在該區域中基本上沿轉子葉片的縱向引導纖維定向，以便能夠在橫向孔的區域中接收更大的力。此外，已經認識到轉子葉片殼體被橫向孔削弱，并且建議通過帶有橫向纖維定向的附加覆蓋層而增強葉片基部。這樣通過附加材料層而增強轉子葉片殼體對于大的轉子葉片具有限制性，因為當壁的厚度增加時，在通過放熱反應硫化纖維增強塑料的基質材料的過程中發生的石南(heath)的消散是一個問題。此外，材料的必需費用增加。

根據DE?3?109?566A1，已知通過均勻強度的螺栓連接兩個轉子葉片部分，這些螺栓通過橫向銷錨定在轉子葉片部分中并且通過專用設備設定成限定的預加張力。

根據US?4?236?873，已知在緊固的區域中通過內外鋼制接合器套筒增強轉子葉片的纖維復合材料。橫向銷穿過纖維復合材料和兩個金屬加強件。

DE?197?33?372C1示出了一種替代連接方法，其中橫向銷并不座落于穿過整個轉子葉片殼體的橫向孔中，但是橫向銷做得更短并且安裝于轉子葉片殼體的內外側上的凹孔中且與相應的張緊元件配合。通過這樣可減少橫向孔對轉子葉片的削弱。

其它緊固轉子葉片的可能性見于DE?103?24?166B4。在其中，橫向銷延伸穿過整個轉子葉片殼體并且懸掛在其內外側上。張緊元件在這些懸垂區域中與橫向銷連接并且在轉子葉片殼體外部延伸。通過這樣，意圖是避免由用于張緊元件的孔額外削弱轉子葉片，這些孔通常在轉子葉片殼體內部延伸。

最后，根據DE?102?14?340C1且WO03/057457A1而已知更多的技術，其中具有更復雜的形式的專門緊固元件包含于轉子葉片殼體中用于在轉子葉片中錨定張緊元件。

發明內容

從這點出發，本發明的目的是提供一種用于風能設備的轉子葉片，其相對于可得到的強度改進了利用橫向銷和張緊元件的已知簡單緊固方案。這個目的通過具有權利要求書1的特征的轉子葉片解決。有利的實現方式表示于從屬權利要求中。

根據本發明的轉子葉片具有多個橫向孔，這些橫向孔在葉片基部的區域中橫向于轉子葉片的縱向軸線延伸，其用于接收橫向銷，其中為將轉子葉片緊固于轉子葉片固定裝置上，張緊元件作用于橫向銷上。轉子葉片的特征在于至少一個橫向孔離轂側轉子葉片邊緣的距離不同于其它橫向孔離轂側轉子葉片邊緣的距離。

本發明基于以下發現，即在離轂側轉子葉片邊緣相等距離的橫向孔常規配置中，當橫向孔彼此緊鄰時，因為孔之間保留相對較少的材料，橫向孔對轉子葉片的削弱增加。此外，在橫向孔的常規配置中，可能促進沿著由橫向孔形成的直線的材料斷裂。此外，當使用通常的Triax材料時，其中纖維束的部分以相對于轉子葉片的縱向軸成大約45°的角度延伸，視情況而定，這些成角度的纖維的大部分被緊鄰的橫向孔隔斷，這又另外減小了可承受應力能力。

轉子葉片固定裝置可直接形成于風能設備的轂上或者其可由分離的緊固凸緣形成，該凸緣又連接至轂。作為作用于橫向銷上的張緊元件，特別地考慮螺紋銷，它們與橫向銷擰在一起。橫向于轉子葉片的縱向軸線延伸的橫向孔還可與縱向軸線形成不同于90°的角度，因此“橫向”并不限于正交方向。

通過根據本發明的橫向孔的設置，實現了在橫向孔數量相等時，兩個橫向孔之間的距離相對于在直線上的設置增加。通過這樣，實現了兩個橫向孔之間剩余的材料的高穩定性。沿著橫向孔之間的連接線的材料斷裂的危險減少。另外一個優點是在橫向銷的區域中葉片凸緣可做得更薄，通過這減少了相應地更短的橫向銷的彎曲應力。視情況而定，銷的數量還可增加?？偠灾?，轉子葉片固定裝置的強度提高。

特別有利的是，根據本發明的轉子葉片可以使用常見制造工藝按照很簡單的方法實現。沒有產生制造轉子葉片或轉換待述的現有生產價值所需的額外成本。