[發明專利]用于粘結風力渦輪機葉片的方法和系統

有效

• 申請號: 201210179097.8
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102794908A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: U·拉姆;J·J·尼斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B29C65/52
• 分類號: B29C65/52
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

技術領域

本發明總體上涉及風力渦輪機領域，并且更特別地涉及用于粘結風力渦輪機葉片的部件的方法。

背景技術

渦輪機葉片是用于將風能轉換為電能的風力渦輪機的主要元件。葉片具有翼型的橫截面輪廓，使得在操作期間空氣在葉片上流動，在其側之間產生壓力差。因此，從壓力側朝向吸力側的升力作用于葉片上。升力在主轉子軸上生成扭矩，所述主轉子軸連接到用于產生電力的發電機。

渦輪機葉片典型地由上(吸力側)殼體元件和下(壓力側)殼體元件組成，所述上殼體元件、下殼體元件在沿著葉片的后緣和前緣的粘結線(bond?line)處粘結在一起。內部翼梁帽(spar?cap)和抗剪腹板(shear?web)也粘結到每一個殼體元件。在將模具靠攏在一起以聯結殼體元件之前通過沿著粘結線將合適的粘結糊劑(bond?paste)或化合物施加在殼體元件之間的最小設計粘結寬度處而大體上形成粘結線。然而，粘結糊劑往往(特別是沿著葉片的后緣)遷移超出設計粘結寬度并且進入內部葉片腔中。該過量粘結糊劑會顯著地增加葉片的重量，并且因此不利地影響風力渦輪機的葉片動力學性質和其總體性能。過量粘結糊劑也會在風力渦輪機的運行期間使其運行中斷并且損壞內部結構和部件，并且當葉片旋轉時生成過度噪聲。

因此，該行業將受益于減少現有方法的至少一些缺點的用于粘結風力渦輪機葉片的部件的改進方法和系統。

發明內容

本發明的方面和優點將部分地在以下描述中進行闡述，這些方面和優點或者可以從該描述變得明顯，或者可以通過本發明的實施而獲悉。

根據本發明的多個方面，提供了一種用于沿著粘結線粘結風力渦輪機葉片的部件的方法。該方法例如可應用于沿著風力渦輪機葉片的前緣和后緣粘結上殼體元件和下殼體元件，或者用于在葉片的內腔內將抗剪腹板粘結到殼體元件。該方法包括沿著粘結線的長度將一個或多個屏障(barrier)置于葉片的內腔內的限定的粘結線寬度處。沿著粘結線限定多個間隔開的外部進入孔口，該外部進入孔口提供進入殼體元件的內腔的外部通路。將合適的粘結糊劑順序地注入多個進入孔口中以填充粘結線。

在特定實施例中，該方法包括：沿著粘結線(例如，前緣或后緣粘結線、上殼體元件和下殼體元件之間形成粘結線)將屏障置于上殼體元件和下殼體元件之間的預定粘結寬度處；并且用置于上殼體元件和下殼體元件的邊緣處的間隙之間的多個間隔開的軟管限定外部進入孔口，或在備選實施例中貫穿殼體元件中的通孔或通道限定外部進入孔口。軟管具有外端和在屏障限定的粘結尺寸中向內腔內部延伸的內端。可以在將殼體元件灌注到它們的相應模具中之前放置屏障和軟管，這可能需要在灌注過程之前為軟管的內端加蓋。在注入步驟之前打開軟管。

順序注入步驟可以包括將粘結糊劑按順序注入軟管中，其中，當在相應的下一個后續軟管處檢測到粘結糊劑時，該注入步驟按順序進行到下一個后續軟管。該順序操作可以開始于第一軟管并且進行到最后軟管，或者開始于中間軟管并且沿著粘結線在任意一個或兩個方向上進行。可以以各種方式檢測軟管處的粘結糊劑的存在，包括視覺檢查。在特定實施例中，可以通過檢測軟管中的空氣壓力的變化來確定粘結糊劑的存在，該變化由于內腔內遷移到軟管的粘結糊劑的存在而產生。這可以通過測量軟管內的環境壓力(當粘結糊劑遷移到軟管中時該軟管內的環境壓力將增加)或通過將空氣注入軟管中并且檢測貫穿軟管的氣流的限制而完成，該貫穿軟管的氣流的限制由于內腔內遷移到軟管的粘結糊劑存在而產生。

其它方法也可以用于檢測特定軟管處的粘結糊劑的存在或不存在。例如，可以檢測由于遷移到軟管的粘結糊劑而引起的貫穿軟管的光條件的變化。也可以使用各種其它合適的檢測方法，包括電容傳感器。傳感器的類型和位置可以取決于粘結糊劑的粘性。應當領會本發明不限于任何特定類型的傳感器或檢測技術。

在注入步驟之后，可以修剪并且密封軟管的外端，而將軟管的剩余部分永久地留在殼體元件之間。

在用于粘結抗剪腹板粘結線的方法實施例中，可以沿著抗剪腹板粘結線并貫穿殼體元件而限定進入孔口。多個軟管可以被插入到并貫穿限定在殼體元件中的通孔或孔口，以使得軟管的內端延伸到由沿著抗剪腹板粘結線的屏障限定的粘結區域中。也可以沿著后緣和前緣中的任意一個或兩個貫穿殼體元件中的間隙進入該抗剪腹板粘結線。