[發明專利]用于連接風力渦輪機葉片的部件段的連接系統

有效

• 申請號: 201280023005.5
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN103765004A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: R·蒙特喬尤斯特;C·阿梅茲奎塔普伊尤;F·拉胡伊拉塔卡拉霍拉;I·努恩馬蒂內茲德拉戈斯;J·古伊本祖布拉斯科;M·桑茲米蘭;M·德里奧卡巴喬;A·B·法里納斯卡斯塔諾;E·薩恩茲莫雷
• 申請（專利權）人: 風力研究及開發有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝;何逵游

技術領域

本發明涉及被分段制造以便利于運輸的風力渦輪機葉片，提出了一種允許有利地對葉片部件段的連接加以限定的系統。

背景技術

風力渦輪機變化為功率日益增大的渦輪機已導致其葉片變得相當長，且在很大程度上使其運輸也復雜化。

為了解決該問題，當前常規的做法是將葉片制成為單獨地運輸到風力渦輪機的組裝現場的部分段，所述段在現場被連接以形成裝配完成的葉片。

目前存在著用于連接風力渦輪機葉片的部件段的兩種基本技術，所述技術之一是基于粘合連接，而另一種技術是基于機械連接。

粘合連接要求在風力渦輪機組裝現場建立起帶有受控濕度條件、溫度條件等的裝置，諸如制造設備的裝置，以及用于將形成介于葉片的部件段之間的粘合連接所必需的機械和工具送到所述裝置，導致借助于這種技術手段很難獲得有效且可靠的連接。

機械連接是基于使用與被固定在用于形成葉片段的材料中或被布置在所述材料的空腔中的螺母狀元件成螺紋聯接的螺栓或螺絲。

在這層意義上，一種用于連接葉片段的機械連接包括了一種在借助于螺栓或螺絲而連接的段之間的直接連接，所述螺栓或螺絲關于被包含在所述段之一的復合材料中的金屬桿而在一端處被螺紋聯接，所述螺栓或螺絲穿過所述段的面對縱向孔而被連接到另一個段中所限定的空腔，在該處螺母或螺母狀擰緊元件穿過螺栓的另一端而被合并／結合。這種方案能在文檔WO2010081921，WO2007131937，US2010143148和ES8503080中被找到。

另一種介于葉片段之間的機械連接包括將一個或多個中間部件布置在待連接的段之間，所述部件利用螺紋螺栓而固定在每個待彼此連接的段上。例如，這種方案能在文檔WO2006056584中被找到。

另一種介于葉片段之間的機械連接包括將各自的金屬部件借助于各種方法而固定在待連接段的相應端上，然后在被固定到彼此相互連接的段上的兩個部件之間建立一種螺紋緊固。例如，這種類型的方案能在文檔WO2006103307，WO2011006800，ES2178903，ES2337645，EP2138715和JP2004011616中找到。

在這些解決方案中的任何一個中的待連接葉片段之間的緊固螺栓或螺絲的分布密度受到幾何和結構因素的限制，從而在響應于高負載需求的情況下在每個連接部件中產生了高應力密度，所以破壞的風險很高。

發明內容

根據本發明，一種用于機械地連接風力渦輪機葉片段的機械連接系統被提出，其具有使連接優于現有技術中已知方案的特殊結構特征。

本發明的此連接系統包括了被布置在待連接葉片段之間的一個或多個中間部件，葉片段借助于螺栓或螺絲而連接到該中間部件，所述螺栓或螺絲穿過所述中間部件的縱向孔而與容置于葉片段的材料內的螺母狀錨定部件建立一種螺紋聯接，所述中間部件具有由開口和柱形成的復合結構，所述開口和柱限定了各自的末端橫向分隔和中央橫向分隔，所述末端橫向分隔被支撐在錨定部件上，據此將從中央橫向分隔穿過柱內側的長螺栓或螺絲和僅穿過末端橫向分隔的短螺栓或螺絲通向待連接葉片段的錨定部件。

所述連接螺栓或螺絲建立在中間部件上的一種系統中，關于每個待連接葉片段的一條在邊緣處的壓力線和另一條在中央區中的壓力線因而被獲得，在中間部件上產生了一種允許使得它們必須承受的需求/負載減少的主要壓縮狀態。

在容置于葉片段的材料中的錨定部件上的用于連接中間部件與葉片段的螺栓或螺絲的所述螺紋連接還被替換地預見到有兩種不同長度，由此還實現了在葉片段上進行緊固所產生的應力的分布，允許利用減少的局部應力而實現牢固的連接。

綜上所述，所提出的系統具有以下優點：

由于所述連接的中間部件的復合架構，則能在較小的葉片段區域中具有大量的螺栓或螺絲，這允許實現一種提供輕量化和超強連接的高負載密度(每單位長度上承受的力)。

由于所述連接的中間部件的復合架構，則能在葉片段的材料內側具有大量的錨定部件。所述錨定部件與葉片段材料的交界是連接的關鍵點。由于大量的交界，所需要承受的負載非常高，或者如果需求負載不過分高，則可以使用較小尺寸的錨定部件，從而使得能選擇簡單的生產系統并涉及減少所述錨定部件及其周圍材料的重量。

由于所述中間部件的構造架構，則在針對于同一個起作用的外部負載下影響中間部件的應力小于其它連接系統中的情況。

所述連接系統允許具有不同內部架構(諸如單梁和雙梁構造、箱形梁等)的各種葉片模集成一體，而不會對葉片的總體設計具有重大影響。